范新华:基于TransModeler交通仿真和GIS-T的动态智能交通指挥系统
2013-08-30 15:56:53   来源:Tranbbs.com    评论:0 点击:

Tranbbs记者现场报道8月26日,2013交通规划与仿真技术大会暨Caliper中国用户大会在北京新世纪日航饭店会议中心召开,本次会议由北京数字空间科技有限公司、美国Caliper公司联合举办,国内外交通规划、交通工程、交通管理、地理信息等领域专家学者齐聚会议现场,共同探讨交通发展、交通拥堵等问题。北京数字空间科技有限公司范新华与会发表了《基于TransModeler交通仿真和GIS-T的动态智能交通指挥系统》主题演讲。

范新华:谢谢大家。我们数字空间公司作为Caliper在中国的总代理,除了软件的销售和支持之外,我们也想在这方面做一些结合于我们公司自有的技术力量做一些整合和开发。因为数字空间公司是中科院地理所创办的公司,所以我们在GIS领域和数据测绘这些领域,我们有自己独到的优势。所以在这方面我们想整合,把交通仿真和动态指挥系统能够融合,形成一套我们将来能够用到的一个整体的解决方案,包括将TransModeler作为将来一种交通预测的方案,交通预测我们希望将来能够做到,通过我们布设检测设备,能够达到对交通流量进行像天气预报一样,进行半小时或者20分钟实时的预测,这样的话,能够给交管部门提供一种将来处置的一种理论依据。

我们简单构建了一个平台包含三个子部分,一个是TransModeler仿真软件平台,另外一个交通流量数据检测系统平台,还有一个叫智能交通指挥平台。首先数字空间刚才介绍了,我就不再去说了,我们基于TransModeler和GIS-T一个动态指挥平台,最主要目的是什么呢?因为以前GIS-T系统只能做到线路一级的,无法实现车道和路口的转向、渠化这方面详细的规划和设计包括使用。我们仿真必须要实现详细的路口级的、车道级的地理信息系统,我们才能实现我们的道路仿真。所以在这方面我们通过深化,是可以把RS数据和现有的TransModeler进行融合,实现数据的统一。我们在三个系统上构架这个平台,可以实现数据统一的一致性,我们实际上使用的是RS测绘的数据,但是我们细化到车道级,在TransModeler来实现,我们几个平台之间的数据是可以统一来交互和共享的。

   TransModeler最大的优势刚才杨博士也介绍了,其实基于GIS-T的一个4D仿真系统是TransModeler最大的优势,因为它具有GIS-T的一个功能,所以我们数据可以和RS能交互使用。什么意思呢?我们用RS的测绘数据可以作为一个标准的平台数据,然后在这之上我们再扩展它的车道级的数据。这样我们有一个什么好处呢?因为是我们基于GIS-T原始数据扩展的,而不是我们重新建立的,将来数据唯一队取关系都有,我们可以实现数据的交互。

另外TransModeler仿真也具有非常强大的这些能力,包括我们现在所关心的城市车道拥堵收费车道,这些很具有ITS的前先性。同时像高峰期早晚借用的抄袭车道也日渐成为国内城市解决交通拥堵管理的措施之一,而作为潮汐车道它有它的特色,它如果在路网里能实现的话,我们可以实现自动变道,而不是你设计两套路网然后做抄袭。另外在很多地方我们在3.0还有更新,包括在乡村道路的双向单车道的借道超车,还有摩托和自行车模型仿真,还有TS接口,这个杨博士都做介绍了,我不说了。

在路径选择这方面,TransModeler支持动态的路径选择。实际上我们将来所做的很多工作,尤其是基于观测流量进行仿真,最主要问题是做动态的OD反推。动态的OT反推可能涉及很多技术因素在里面。刚才杨博士讲了,在凤凰城项目里面我们也开发了一个动态OD反推的一个相关的应用,我觉得这些对我们将来都有很大的借鉴作用。

另外TransModeler本身细化了很多功能,它可以实现对车道级进行真实的仿真,所以我们通过细化车道级仿真,可以相当于我们实现了一个电子模型系统。在交叉路口仿真这方面,在TransModeler3.0方面也做了很多更新,包括各种控制系统我们都可以进行直接的使用。同时我们还可以自由开发,自己定制自有的一些控制系统。

在车道管理这方面,TransModeler具有先天的优势,因为它和GIS结合,具有GIS-T系统,所以在车道控制、车道管理这方面,它的地理属性是非常具有前瞻性和优势的。在停车场仿真方面,TransModeler也提供了非常强大的优势,可以进行各种仿真。包括路侧停车、垂直停车,甚至我们在上面开发还可以做港口的停靠,船舶的停靠,也可以做这方面的应用。

在收费站仿真系统,TransModeler也具有各种应用,包括不停车收费,还有刚才提到的拥堵收费车道,这方面都有专门的相关的设计,然后用于这方面的应用。所以在TransModeler仿真系统下面我们可以构架基于一个GIS-T地图引入的一个全套的电子模型沙盘系统,这样实现我们交通的仿真和流量的预测。刚才杨博士已经介绍了凤凰城的仿真系统,我就不说了。

刚才杨博士也提到TransModelerAPI,API和其他的软件最大的优势在什么呢?因为我们TransModeler模型构建分为路口,还有link,还有传感器,还有信号,所有这些信息我们分解下来,我们都可以通过TSM来直读相关的字段。这样就变成什么呢?我们可以基于TransModeler开发我们自有的框架系统,包括像油耗排放还有HOT的收费,HOT刚才杨博士提到HOT,HOT最大的难点在哪?在它的收费,因为HOT的设计是要求它每小时通行速度不低于70公里,这样的话,你不能说我堵了,车辆密度大了,我才开始提高收费,这样已经达不到它的预期效果。它要在未堵的情况下,预测到车段密度要增大的情况下提高收费,而在它的拥堵下降的情况下,要减少收费,吸引流量,这样保证它的设计时速能达到70公里每小时,这个难点是非常大的,所以基于仿真做这套系统的目的,不光评估这个项目可不可以实现,而是在它的运行当中评估它的动态收费系统如何去调整。

在交通流量处理子系统这方面,我们是希望采用各种现代的检测设备,包括微波、激光各种检测设备,然后对交通流量进行采集。这方面我们是希望将交通流量采集和静态的地理信息系统进行融合以后,然后转换到我们交通仿真平台里,然后进行统一化的使用。在流量采集方面,我们可以采用像激光采集方式,也可以采用像微波采集方式,我们和相关的厂商都有些合作。在微波采集方式它的优势就是价格比较低,同时它的精度误差也比较小,它的全天候适应能力非常高。同时我们现在还和硬件厂商合作,来做路口的转向流量检测,因为路口转向流量在我们整个系统来说是非常大的一个难点,因为我们如果光知道那个路口流量,用反推的方式去判断路口转向是非常难的一件事情,而且它的精度也很难达到。然后利用这个路口转向的检测设备,我们可以精确获取一些重要路口它的实际流量,这样对我们整个OD反推效果就可以起到一个关键性的作用。

在交通指挥系统这方面,我们希望融合原有的交通指挥平台,现在指挥平台开发非常多,像银江还有中国交通建设,很多单位都开发了相关的平台,主要是对交管进行一些地理信息化的管理,我们在这方面也做了很多,包括公安PGS,我们也实施了像西藏和海南的公安PGS系统。在地理信息管理这块,主要涉及的是地理信息数据平台还有视频监控、决策指挥一些相关的应用。我们是希望将交通信号控制、交通信息诱导还有视频监控、接处警、交通流量、卡口布置方案、电子警察系统,全套系统能融合在一起,形成一套综合性的解决方案。这样我们能够通过各种设施系统的融合,能达到全方位的一个服务。我们不光发布现有的流量,通过浮动车或者检测器来判断现有的流量实时发布,我们还可以做到将来未来流量的推算发布。不是像西门子所提出的,我们根据以前历史周一的分布情况,八点到九点什么情况,我就判断今天周一肯定是什么情况,历史和现状肯定是不相符的,没法进行拟合。我们可以把现有检测的流量和历史的OD,历史的一些分析情况进行结合,然后再生成一个新的动态OD,这样的话我们判断未来流量,好比半个小时、一个小时、15分钟的流量可能会更准确。这样有什么好处呢?我们可以将来提供给,像现在智能交通提出的智能公交站牌系统,智能公交站牌系统他要求报告下一趟公交车什么时候到站,现在对我们目前的情况来说是很不乐观的。为什么呢?智能公交站牌系统只能知道这个公交车本身GPS现在的行驶速度,可能我现在行驶速度每小时30公里,那下一段他是不是堵他也不知道,可能只有五公里的路程了,我怎么报,我说我距离五公里那肯定是准的,我说五公里按30公里时速,我说五分钟能达到,那肯定是不准的,如果他堵在前面,他半个小时也到不了。如果作为智能电子公交报站系统的话,它和地铁不一样,地铁没有堵车的情况,你在道路上行驶的公交车堵车是非常严重的,你无法判断。这时候智能公交系统如果你只告诉他,下一趟公交车还有五公里才能到达,那跟没有是一样的,大家不知道它什么时候到达。所以我觉得如果我们能作出流量的这种预测,我们将来五分钟十分钟或者十五分钟速度的一个区域预测,肯定对这些智能厂商来说是非常有意义的。

同时我们希望把所有相关的以前的指挥系统都融合在一起,形成一套有指挥和监控、预测能够组合在一起的一套完整的指挥系统平台。下面我们可以看一下我们现在做的一些简单的工作,当然很多工作没有完全实施,只是简单做了一些工作。这个是我们本身带的系统,我们就不用说了,我们在二维和三维都可以实现这种仿真。如果我们在局域仿真这块我们是可以实现,具有这种能力。在大范围仿真,这是拉萨市区的一个图,拉萨相对来说那个城市还是比较小的,我们可以通过影像叠加,数据导入,实现全局的仿真。而且我们也可以实现交警的紧密布控或者紧密分配,然后紧密的执勤,这种情况的跟踪,这些我们都可以实现。

同时在城市道路仿真系统,像我们已经在和北京交管局来评估三环线专用公交线的设置,当时他们提出在西三环做试点,但是后来经过仿真评估,他们也认为如果纯粹在西三环做试点的话还不如不上,因为试了以后肯定拥堵效果比原来要更重,只能实施全三环公交线的实施,尤其在外侧设置公交专用道的话根本不具有可实施性。同时TransCAD具有GIS特有的动态专题功能,就是我们可以对车辆、路段任何的显示信息进行彩色的动态专题。这种分析能力和以前我们所见到的不是基于GIS的仿真系统是具有完全不同的特色,这样的话,对领导的展示,直观的观察都是非常具有实际应用价值的。还有我们给交通部水运所当时做了一个简单的实施方案,我们不光是在路面上实施,我们也可以做一些船舶的停靠,港湾的设置这些方面的一些应用。我的介绍比较简单一点,基本上也不耽误大家的时间了,下面还有一点时间,大家可以提问,包括刚刚上午我们发言的,都可以来提问。谢谢大家!

杨齐:谢谢。下面针对今天上午这些讲演有什么问题,大家有五分钟时间,有问题可以举手。

提问:我感兴趣的问题就是刚才范主任演讲的这个题目,北京我想走在前面的是交通预报,其实我们深圳也想做这个事情,但是觉得难度太大。刚才听了范主任给我们讲的,我们觉得有点启发,但是我们还是想问细一点,你刚才讲到这个预报,预报你是基于历史的OD和现实的比如预报半个小时或者十分钟以后,基于现状的和历史的OD,把这两个叠加起来形成一个新的OD。

范新华:现在是这样,刚开始前两天我还和张建提这个事情,其实最大的难点在哪呢?我们现在所检测的只是断面流量或者个别的流量,因为流量不可能上这么多的设备,所以我们检测断面流量的话,如果作为变量是可以的,如果作为全量是不可以的。当时我跟张建张博士也提到,张建博士提到可以采取一种融合,就是我们把原来规划OD的出行数据作为一个原始的出行OD,因为它那个是基于规划,基于调查,我们是具有全局性的。我们现在通过流量检测的数据,跟它再去做匹配或者再去做反推,这样只是一个增量,这样我们得到的数据可能就非常具有现实意义。如果我们只是把断面流量进行反推,当时跟张博士提,好像也没有现实意义。因为我们反推,最终的OD并不是基于我们调查得到的OD,你不知道它到哪干什么。如果已经有这样的OD,我们利用这样的OD作为种子,然后再去反推,可能效果就非常明显了。

责任编辑:佚名

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