智能交通信号控制对道路安全畅通影响因素的比对评价技术

　　
　　摘 要: 本文阐述了智能交通信号控制对城市道路安全畅通影响因素的比对评价分析内容、量化技术、系统结构模块及功能，为充分挖掘评价数据，进行比对、核查、管理和运用奠定了评价系统信息化基础，有助加强评价系统的实时性、准确可靠性和权威性，提高相关职能部门对城市道路交通的科学化管理水平。

　　近年来，随着全球城镇化的快速发展，流动人口不断涌向城市，造成居民出行量越来越大，上路车辆随之增多，道路拥挤度越来越高。对于安全畅通，城镇交通信号控制的需求也就越来越大，相关影响因素的比对评价研究成为必要。目前，大型城市道路交通对信号控制的必要性极为突出，采用了相关的规范标准，如道路交通信号控制机GA47－2002、信号灯GB14887-2003、交通信号控制方式GAT527-2005、信号控制系统术语GAT509-2004、信号倒计时显示器GAT508-2004、闯红灯自动记录系统通用技术条件GAT496-2004、 LED道路交通诱导可变标志GAT484-2004等主要适用规范，应用必要产品数码连拍式电子警察、视频电子警察、移动车辆稽查系统、超速车辆自动记录系统、治安卡口系统、南非PROCON车辆检测器、射频识别(RFID)设备等，逐步增设电子显示屏、增建SCATS系统控制点与闭路电视监控点、完善交通信号灯配时，在各项交通信号控制均已达到几百个点的基础上，仍具有极大的发展空间，预测未来两年内我市信号控制路口要拓展到上千个，实现区域协调控制，有助缓解交通拥堵和提高大型城市道路交通的安全畅通能力。

　　实施智能交通信号控制对城市道路安全畅通影响因素的比对评价工作，应用道路交通各业务职能部门建立的信息管理专用平台, 多年来积累的海量评价数据资料，为数据挖掘奠定了基础。但是，数据相对独立，在一定程度上影响公安交通管理、城市道路建设等部门信息的共享，难以有效促进交通管理智能化的快速发展。因此，有必要研究比对评价量化技术，建立统一的评价数据中心，实现相关数据的实时采集、传输和挖掘功能，快速有效地实施道路交通安全畅通的比对评价，为城市道路规划、建设与管理提供决策性信息化服务。

　　一、实施智能交通信号控制对城市道路安全畅通影响因素的比对评价内容。

　　在城市道路交通管理水平评价的工作实践中，应用量化技术进行比对评价，涉及的内容主要有十一个方面：交通管理体制、政策与规划；城市土地利用与交通系统；公共交通；道路基础设施；交通管理设施；交通管理措施；交通安全宣传教育及队伍建设；交通管理的现代化程度；交通秩序状况；交通通行状况；交通安全状况。根据不同的城市规模、不同的发展阶段、不同的需求特点，实现城市道路交通管理比对评价，需要科学的方法，对城市进行公平分类，合理地引导城市道路交通管理的科学化、现代化、信息化进程，将评价体系分成基本指标和附加指标两大部分。基本指标所有城市都要考核，附加指标只对指定类型城市进行考核。按考核要求把指标分成核查指标和调查指标，核查指标是以自评数据为基础，对某些指标数据进行抽查核实；调查指标是以实地调查、测算所得数据为准。这一评价数据，由公安交通管理部门、城建部门负责采集，政府牵头、多个相关部门协同进行。

　　二、比对评价信息系统的结构模块。

　　到目前，实施道路安全畅通评价工作，已积累了大量数据资料，但不便比对、核查、管理和运用，为解决这一问题，设计了安全畅通比对评价信息系统，由人、车、路三要素信息管理模块与比对评价信息模块构成。

　　关于人的管理信息模块，可实现驾驶人员信息系统与实有人口、流动人口信息系统的跨平台对接,将驾驶员数据与出租屋中人口数据、公安内部和外部的业务数据进行整合关联，提炼出充分共享的基础信息，整合各相关职能部门的业务数据，形成对驾驶员与出租屋、暂住人员管理服务的行政合力，实现对一定区域内相关道路违法犯罪重点人员多媒体信息的GPS定位查询追踪，深化包括路面在内的社会治安比对治理。通过信息项之间的关联，由某一信息项查询与之相关联的其他信息，使信息的关联基于关键字段，由应用软件自动、快速地进行，实现对评价使用者的透明。关联的目的在于搜寻, 把评价中相关驾驶人档案概要信息、驾驶人记分信息、驾驶人违法信息与相关部门的业务数据进行有效整合和关联，实现人要素的信息搜寻，对于预防道路犯罪、侦破案件与维护社会稳定具有十分重要的实际意义。

　　关于车的管理信息模块，可对接相关道路交通安全畅通比对评价的车辆信息管理系统，实现对车辆基本属性的采集录入功能、对缴纳有关税费与相关保险业务部门信息关联功能、对机动车年检验车时发现涉嫌伪造走私盗抢、套牌等有疑问车辆的信息录入比对功能、现场实时处罚功能，可进行机动车档案概要与交通违法 (包括现场、非现场) 数据统计分析，使该模块对接移动警务系统，以便提高交通民警对道路交通安全畅通的适时比对评判效率。

　　关于路的管理信息模块，要对接智能交通管理系统，通过闭路电视监控、SCATS控制系统与PDA等手段采集相关比对评价的媒体数据（包括地铁、道路路面状况、车辆状况、交警与协管员值勤执法情况、行人情况、环境与天气状况），强化对路段、路口的交通监控功能，加强道路交通快速接处警工作，减少交通堵塞，提高道路交通安全通行能力。

　　关于比对评价信息模块，把评价指标设为三级：一级指标为道路交通管理水平，二级指标共十一项，三级指标八十六项，如图所示：
　　比对评价信息系统结构模块图

　　以上图中P1、P2、P3、……、P86表示为第三级评价指标，根据道路交通建设与科技管理的发展要求，可以对评价系统二、三级指标和对应的指数值、权重进行修改，做必要的量化处理，提高评价系统的实时性、准确性、可靠性、权威性。

　　三、比对评价信息系统指标的量化技术。

　　关于比对评价系统，可实时采集录入人、车、路交通管理数据，对相关前述十一项内容作出评价，有必要对相关指标进行量化处理，确定评价等级一等、二等、三等、四等、五等，对应的指数值范围分别设为[90，100]、[80，90)、[70，80)、[60，70)、[0，60)， 把评价指标中的三级指标分为八十六项，设对应指标项Pi的指数值为Ai，权重为Wi，比对评价总值为B（W,A）,采用加权比对法建立数学表达式：

　　B（W,A）= WiAi = W1A1+ W2A2+ ┉┉ + WnAn

　　对于第三级指标的加权因子集，可以借鉴特尔斐法（Delphitechniqre）,通过以问卷方式收集交通管理专家的意见来确定。在本系统中，设n=86 ，可根据指标项的变化进行必要的设置。

　　例如，对于2007年某城市道路交通安全畅通的八十六项三级指标评价情况如下：

　　B（W,A）= WiAi = 100x0.01+ 100x0.01+ ┉┉ + 80x0.01

　　= 94.642（分）

　　可以参照城市情况，设定总评价值在[95，100]范围之间的为道路交通安全畅通特优城市，在[90，95]范围之间的为优等城市，在[80，90)范围之间的为二等城市。因此，该城市2007年为优等城市。

　　设道路交通信号控制因素集为T（W,A），因素指标项为Xj，j=1,2,3, ┉┉，m

　　则有：

　　T（W,A）= WjAj ;

　　交通信号控制因素对城市道路安全畅通影响度的比对评价值为：

　　R（W,A）= B（W,A）/ T（W,A）;

　　建立城市道路交通安全畅通比对评价系统，可以适时评价，并指出11项二级指标中涉及哪一部门存在的工作缺陷，有待加强道路交通的科学化管理和建设。

　　四、实施智能交通信号控制对城市道路安全畅通影响因素的比对评价功能。

　　为了提高道路交通信息化科技管理水平，突出信号控制功能，需要实现评价系统的对接功能、数据采集功能、查询统计功能、数据处理与挖掘功能及 信息发布功能。

　　1.比对评价系统的对接功能。

　　目前，信息化技术的应用基本覆盖道路规划、建设、养、管、征、运等业务管理的各个领域，促使道路安全畅通比对评价系统与其它相关系统的对接成为必要。设计比对评价系统可对接交通骨干专网的交通视频会议、高速公路监控、路政管理、养护管理、财务管理等系统。对接公路规费征收管理系统，可实现车户、征费、稽查、行政执法(处罚)等方面的信息化比对管理；对接交通地理信息管理系统，可适时处理国、省、县、乡村、专用道路等不同行政等级道路空间信息数据和属性数据以及港口、航道、码头泊位、航标、整治建筑物等地理信息与属性信息；对接道路运政管理信息系统，实现道路交通管理评价数据与客运管理、货运管理、规费征收、机动车维修、执法监督、驾驶员培训、行业统计的业务数据及建成企业、从业人员、车辆、规费征收、场站等基础数据的比对、核查和运用；对接交通灾害管理系统，可实现交通灾害信息的采集、传输、处理，以便道路交通的高效管理与安全畅通。对接的主要目的，为评价系统广泛提供相关评价数据。

　　2.比对评价系统的数据采集功能。

　　通过相关部门信息系统的对接，整合现有的交通管理信息资源，实时地进行数据交换，采集道路的基本信息、路况、施工、灾害事件、收费站等沿途交通设施、服务设施、收费路段、沿途气象信息，公路客运的场站、客运线路和班次、车型、换乘、票务、售票点、乘车点信息等。实现对比对评价系统交通、路政、运政、稽征比对执法、行政处罚、协查通报、交通违法、违章车辆动态信息、相关公众出行信息与道路治理超限、城市道路建设、抢险救灾紧急部署等重要信息的全方位评价数据的采集。

　　3. 比对评价系统的查询统计功能。

　　对于道路比对评价系统中海量的交通管理信息，如交通违法车辆的违法行为过程用图像和文本数据记录下来的交通违法信息（包括车辆违法地点、违法日期、违法时间、违法类型、违法参数、违法车辆全景图像序列、违法车辆牌照图像），交通事故信息（包括报警时间、报警地点、报警电话号码）及交通信号控制系统提供与路口有关的运行状态信息及接处警时间等，均可查询统计。应用卫星定位、地理信息、通信、计算机、网络等技术，对客运、危货车辆、中性载货车辆、半挂牵引车以及出租车等营运的道路安全管理与公众出行交通信息服务方面的路况、气象信息、最捷路径、客运班次、旅游景点、地名等数据，实施规范技术标准，统一接口和数据格式，实现相关评价数据的查询与统计功能，为道路安全畅通提供全方位的信息化服务。

　　4.比对评价系统的数据处理与挖掘功能。

　　道路交通管理比对评价数据来源广泛、形式多样，有路网拓扑、道路路面状况、通行能力、主线限速标志，异常事件（如施工等）、天气环境、公交信息、车辆信息、驾驶员信息，分为动态的交通流数据、管理控制数据和静态的道路环境数据，进行数据清洗、转换、装载，集成到评价数据中心，实现对这些数据的挖掘功能，挖掘隐含的交通管理信息，适时分析处理、逻辑运算、评价及预测，预测交通流的状态，进行有效的交通监控管理、路径诱导、自动导航、事故检测，挖掘道路交通管理的量化比对评价数据，为相关职能部门提供决策信息。

　　5.比对评价系统的信息发布功能。

　　按照统筹规划、整合资源、重点突出、有序推进的原则，建立与出行公众互动的模式，坚持评助于管、管重于建，将道路交通管理比对评价系统的信息分级、分用户管理，建立采集、审核、发布的长效信息管理机制，对交通管理情况作出实时评价，及时发布相关道路交通安全畅通的比对评价信息（如新闻、法规、车辆求助、车辆导航、自驾出行、乘车出行等），为社会出行公众提供安全、便捷、高效、畅达、环保的交通管理服务和信息服务，提升交通管理执法水平和公众出行交通信息服务水平、道路安全应急救援水平。

　　参考文献:

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　　2. Der-Horng Lee, Shin-Ting Jeng. Applying data mining techniques for traffic incident analysis. Journal of The Intitution of Engineers, 2004

　3.The Statte of software: A criterion-based eva lvation,Educational Technology,1987(3)

作者简介
张爱华：广州交警支队昌岗中队