一、概述
随着城市交通需求的迅速增长，在信息技术、自动化技术、计算机技术、集成技术的支持下，交通控制的内涵已经从传统（或狭义）的“信号控制”拓展到现代（或广义）的“信号控制+诱导控制+需求控制”。将网络化交通信息获取、信号控制、交通诱导、交通分析与决策集成于一体，实现区域交通协同联动控制，是交通控制技术发展的主要趋势，也是我国大城市交通控制的迫切需要。区域交通协同联动控制集成与测试技术，重点研究解决区域交通协同联动控制策略生成与优化、运行支撑、运行评测等关键技术，研制区域交通协同联动控制集成平台，集成区域交通智能分析与决策支持系统、区域交通网络化智能诱导控制系统以及区域交通动态协同优化控制系统，实现区域交通的协同联动控制，同时，对整个项目研究的技术成果进行集成测试和实地验证，评测项目主要研究成果在提升区域交通综合效能和减少延误方面的有效性和实用性，为有效缓解大城市日益严重的交通拥堵、提升大城市交通运行效能提供技术支撑。
二、关键技术及研究进展
(一)关键技术
1、区域交通协同联动控制策略生成与优化技术。分析交通需求控制、智能诱导控制与交通信号控制三种策略在时空尺度上的作用范围与强度，确定三种控制策略中各变量的过渡过程特性、辨识其中影响系统主要进程的序参量，研究多系统控制策略间的优化匹配模型，建立组合控制策略中离散变量与连续变量作用时空点及作用强度的优化方法，研究组合控制策略平稳过渡与快速响应技术。为区域交通协同联动控制提供基础技术手段。
2、区域交通协同联动控制运行支撑技术。研究交通信息实体的特征提取和自动辨识技术、区域交通协同联动业务流组织与同步技术、系统实时运行状态感知与监控技术，为交通协同联动控制奠定集成运行基础，攻克区域交通协同联动控制运行关键支撑技术。
3、区域交通协同联动控制运行评测技术。研究区域交通协同联动控制运行综合评测指标，以不同时间尺度、空间尺度的指标对象评价协同联动控制下的路网运行效率，全面反映区域交通协同联动控制集成平台的综合控制实施效果，并把集成平台综合在线评价结果实时地反馈到各系统，给系统策略的进一步优化和控制目标的修正提供参考。为区域交通协同联动控制水平提升提供保障技术手段。
4、区域交通协同联动控制集成平台研制。研究区域交通协同联动控制集成平台体系框架、集成策略、信息集成和接口组织、精细可视化集成和集成测试技术。研制区域交通协同联动控制集成平台，实现区域交通智能分析与决策支持系统、区域交通网络化智能诱导控制系统以及区域交通动态协同优化控制系统的集成与协同联动。
5、区域交通协同联动控制技术实地测试验证。在北京市主城区内选择包含100个以上路口的区域对项目技术成果进行实地测试验证。选择的实地测试区域为北京市的主要城区，区域内道路等级完备、用地类型综合、交通基础设施良好，至少有两种交通信号系统，具有大城市区域交通的典型特征。
（二）研究进展
1、区域交通协同联动控制策略生成与优化技术
（1）基于系统功能，分析了协同联动过程中各系统的输入、输出。为满足系统间协同联动的业务需求，分析了协同联动过程中交通状态监测、触发协同、协同策略生成与优化、协同效果在线评测以及协同联动后评价五个业务项，梳理协同联动的数据需求与业务流程。（2）根据协同模式的适用性，基于交通拥堵指数划分的交通状态以及特殊需求，研究了协同联动控制策略的目标制定、模式选择、触发机制以及策略执行过程中的数据流和业务流程。（3）在实地测试验证区域内，选择特勤、中小学开学日两个场景，对智能分析与决策支持系统、网络化智能诱导控制系统、区域交通动态协同优化控制系统，以及特殊需求下的交通管控策略优化系统之间的协同联动进行了测试，验证了协同联动技术的可行性，评价了协同联动的实施效果。
2、区域交通协同联动控制运行支撑技术
（1）构建了交通状态观测器层次结构模型，将交通参数分解对应到各个逻辑层次上，并描述交通参数之间的转化和传递关系。根据参数的相似性，建立Daily Profile检测器，用于城市交通流特性的分析，得到在一定区域一定时期内出行的统计规律，作为建立其他交通状态观测器的基础。Daily Profile可以在交通事件检测、交通流数据压缩、交通流预测、交通信号控制等方面得到应用。
（2）根据协同联动需求，基于“请求-响应-反馈”机制，构建了交通数据服务总线(Traffic Data Service Bus，简称TDSB)，兼容各系统动态获取的不同类型、周期、频率的数据，统一发布数据资源目录中提供的服务，为系统之间业务流的交互建立了一条高速通道，为分布于不同系统的异构信息提供准确、高效和安全的数据传输服务和管理控制机制，实现集成平台中各系统多时空尺度下的信息、功能及业务同步。
（3）从用户维度、数据吞吐量、终端、数据质量指标、系统响应时间多个维度进行系统的运行状态感知展示和监控，用多视角、全方位来发掘和展现整体课题运行的性能和薄弱环节。具体包括：面向不同用户的感知、基于设备ID分析发现终端问题、突出用户感知的数据吞吐量、影响用户感知的数据质量、结合用户感知的系统响应时间等分析。
3、区域交通协同联动控制运行评测技术
（1）从路网拥堵程度、路网运行效能及稳定性三个方面，构建了多维、可测、普适的区域交通协同联动控制运行评测指标体系。基于拥堵路段长度和拥堵持续时间，评价了路网拥堵的时空多尺度属性；基于路网平均车速及流量，评价了路网运行效能；基于路段高峰时变系数，评价了高峰期路网的稳定性。
（2）基于区域交通协同联动控制运行评测指标体系，研究了实时需求下区域交通协同联动控制的在线评测技术，研发了区域交通协同联动控制运行评测子系统，对协同联动效果进行在线评测，并将结果反馈到集成平台，给协同联动策略的进一步优化和控制目标的修正提供参考。
4、区域交通协同联动控制集成平台研制
（1）设计了基于B/S（Browser/Server）架构的区域交通协同联动控制集成平台体系框架，从表现层、业务层、数据层和接口层4个基础层级实现了6大功能模块，分别为区域交通协同联动控制集成平台接口模块、时空多尺度交通协同联动控制业务流组织与同步模块、区域交通协同联动控制组合策略优化模块、基于GIS-T的交通协同联动集成平台精细可视化集成模块、区域交通协同联动控制运行评测模块、系统实时运行机制状态感知与监控模块，并开发了集成测试平台原型系统。
（2）针对集成平台与各外部系统业务流和数据流信息交互的不同功能需求特点组织平台接口资源，采用Socekt接口实现协同控制申请、反馈消息等业务流信息的同步交互，采用WebService接口实现交通流检测数据、设备及系统状态等数据流信息的异步交互；分别通过定时通信检测、定时接口测试，实现平台同步和异步接口的工作状态实时监测；同时，建立了接口数据传输确认机制，以保障集成平台与各外部系统信息的可靠传输。
（3）基于交通协同联动控制的交通场景及业务需求，针对不同仿真软件对路网描述的特点，研究了路网几何特征及物理拓扑结构的表述、路网基本建模单元的表达、车道级路网拓扑关系的表述，提出的微观交通仿真路网模型需求；构建了包含车道和车道连接器、子路段和子路段节点、路段和路段节点的三层车道级基础路网模型；在GIS-T可视化环境车道级基础路网模型的基础上，实现了区域交通智能化分析与决策支持、区域网络化智能诱导控制、区域交通动态协同优化控制等系统的可视化集成。
（4）以区域交通协同联动控制集成平台为对象，针对平台中的关键技术，研究集成平台测试框架，形成集成平台测试体系，建立集成平台测试用例编制库，对集成平台进行全面的用户层和系统层测试，保证集成平台运行的可靠与稳定。
5、区域交通协同联动控制技术实地测试验证
（1）调研了实地测试验证区域内道路等级、用地类型、交通设施等的现状。基于静态因素及动态交通状况构建了综合重要度指标，并按照重要度由高到低选取了100个以上路口及其所在道路，作为项目技术成果实地测试验证的对象。
（2）制定了设备布设的原则，并形成了具体布设方案及工程实施方案，以构建准完备的交通信息环境。
（3）搭建了区域交通协同联动控制集成平台运行的软、硬件环境，实现了区域交通智能分析与决策支持系统、区域交通网络化智能诱导控制系统以及区域交通动态协同优化控制系统的集成与协同联动，并对协同联动实施效果进行了评价。
三、发展趋势
1、基于大数据的交通运行评测技术
随着大数据技术的发展，交通大数据，尤其是来源于个人移动终端的交通大数据，将成为评测交通运行的重要数据来源。交通大数据分析方法与支撑技术、交通大数据的可视化技术将是未来交通运行评测技术发展的重要趋势之一。
2、 基于云架构的区域交通协同联动集成技术
随着云技术的广泛应用，交通行业的智能化建设正面临着架构上的巨大发展，基于云架构的交通数据的共享技术、交通业务的协同技术将是未来区域交通系统联动集成技术发展的重要趋势之一。
