什么是“可计算路网”？

          7月10日，上海市人民政府新闻办公室举行新闻发布会，邀请上海市公安局副局长陈臻、交警总队总队长邢培毅介绍上半年来上海道路交通安全管理相关情况。陈臻表示，根据城市运行“一网统管”建设要求和智慧公安建设战略部署，全面推进上海城运系统道路交通管理子系统（IDPS系统）建设，全力推动实现“路网可计算、人车可测量”的精细化、智慧化交通管理新模式，目前已完成3472公里可计算路网建设工作。

          截至9月上旬，据ITS114统计，上海已经有嘉定、长宁、宝山、松江、奉贤、青浦六个区公开发布相应IDPS项目，投资金额近3.5亿；其中一个重要建设内容就是“可计算路网”，与通常我们所说的高精度路网地图有密切联系，提出IDPS交通大脑的余志教授和方纬科技，对“可计算路网”的定义就是GIS-T交通数据信息平台，在他们的系统架构中，IDPS两大关键技术就是可计算的道路交通网络模型以及基于交叉口身份检测的交通系统模型。

          那到底什么是“可计算路网”？

          方纬科技曾在演讲中表示，GIS-T交通数据信息平台分为四个层次，在拓扑层完成基本的拓扑计算，在语义层考虑交通转向规则，进行交通语义的计算。在设施层进行逻辑关系的运算，实现标志标线自动排查，促进公安部“两化”的任务。第四个在设计层进行感知信息的计算，对检测流量进行校验。

          中标了长宁、普陀两区IDPS相关项目的上海市城市建设设计研究总院则在微信官微中表示，通过对道路网络进行“分层分区”，采集路网高精度地图，从而构建了“可计算路网”，同时摸清重点区域交通出行需求与路网承载量底数，对各区历史交通运行进行精准复刻，对管控效果进行定量推演，为对比分析不同交通管控措施实施效果提供可视化支持。

          更为具体的表述应是如下：

          按照IDPS体系框架，城市智能交通系统建设的核心在于多类基础设施（标志标线、卡口、视频监控、交通信号机等）、一个城市交通大脑和多个业务应用系统（按照业务需要组织）。其中城市交通大脑是中枢，基于完备的数据指导完善基础设施的建设，实现城市交通基础数据的标准化采集和管理，同时提供核心分析能力，解构城市交通系统，做到定量、准确掌握大量车辆轨迹和所有路段路口的供给、需求、状态。为城市道路交通管理打下最坚实的基础，为弹性的业务应用系统提供最有效的支持。

          要实现路网可计算，首先就要搭建数学模型。

          在现有的路网模型中，平面路网模型和非平面路网模型均采用一维线段来表示道路，没有准确地描述车道的属性信息;而基于车道的导航数据模型虽然以路段上的车道为建模单位，但是并没有加载路网的逻辑关系，无法进行对象关联和推导，应用仍然存在局限。

           而可计算路网模型，基于交通语义的关系表达和计算技术的支撑，将所有的交通设施、规则、控制策略都被数字化、信息化，并以能够为计算机所理解的形式计算、查阅、存储。可计算的道路交通网络模型能够满足对交通路网精细化表达的需求，具体体现在∶

          1）能够准确地描述复杂路网的线形地物，包括各种立体交叉;

          2）建立道路之间的拓扑连接关系;

          3）描述车道的属性和同一路段中相邻车道之间的拓扑连接关系，建立车道与道路的对应关系;

          4）能够支持对交叉口和道路中细化到车道的交通组织的表达，描述交叉口入口与出口的车辆连接关系;

          5）描述路网中的要素的时间状态，以描述动态事件。通过描述上述实体及其关系，交通路网模型能为交通运行管理提供∶管理对象的基础路网数据描述、管理过程中的交通运行数据组织与管理、管理结果数据与路网具体评价对象的关联展现。

          其次是搭建基于身份检测的交通系统模型。

          传统的交通系统模型是以假设为前提的四阶段法，假设车辆均匀到达，假设出行需求可知，行驶路线可控，假设以3-5%的居民出行调查代表全体市民等，忽略了交通系统的本质是时变、非线性、不连续、不可测、不可控。在多重假设的前提下，对交通系统特征的分解只能停留在路网平均参数层间，例如路网平均速度、路网拥堵指数等，不能深入了解个体出行特征，解剖路口、路段、车辆等的交通要素。

          IDPS因此构建了基于身份检测的交通系统模型。采用卡口、RFID、GPS等具有身份特征的检测方法，其中卡口系统业务运用范围更加广泛，自动统计监视区域的交通流量、车速、道路占有率等参数，且准确获得目标车辆位置、车牌号码、车辆型号等特征信息，同时具备视频图像以及视频流的采集功能，已经成为了目前较为常见的交通信息采集手段。基于此，通过精准跟踪路网中每一辆车的出行轨迹等时空特征，帮助准确掌握路段、路口、路网、停车场、警力的交通容量、需求、状态。从微观、中观、宏观不同层面，在过去、现在、未来不同的时间尺度上，全面解构交通DNA，破译交通基因，使得交通系统做到可视、可测、可控。

          在ITS114看来，可计算路网的基础是GIS-T平台，两种信息，一种是静态的道路及设施信息，包括停车场信息，一种就是基于各种感知手段所采集到的交通流以及轨迹数据，从而实现路网车流量、在途车辆数量以及任意车辆的轨迹等数据的实时获取。

          换一句话来说，就是城市级交通流的全息实时感知。