互联网+物联网化交通信号控制初探

4月11日,由赛文交通网主办的第七届(2018年)中国智能交通市场年会,简称ITSMRS(ITS Market Seminar)在北京成功召开。

重庆攸亮科技股份有限公司智能交通研发中心负责人徐盛在“第二届(2018)中国交通信号控制发展年会上发表了《互联网+物联网化交通信号控制初探》主题演讲。

以下为徐盛演讲全文:

一、物联系统

首先是信号机。信号机主要是按照模块化和信息化的设计理念,目前获得了多项专利,适用于城市交通普通交叉口、匝道分合流、可变车道、公交优先、警卫路线等各种应用场景交通信号控制。

主要应用了三个虚拟技术:虚拟信号机、虚拟相位和检测器,在本身实体的基础上进行扩充,通过逻辑运算达到更加优化的一种控制。

其次是信息化外设。目前外界设备很多,市面上要实现信息化可能还存在壁垒。我们目前有可检测红绿灯、可检测点阵式倒计时、各类VMS、以及视频、地磁、地感检测器、可变车道屏、图形化的手控面板。这些设备要和系统连接起来才能发挥更大的效应,需要整个信号控制将外界设备连接起来。

例如倒计时的数据,我们可以实时检测信号灯的工作情况,比如哪里出现故障,以及信号灯的点坏了也可以检测,坏到一定比率的时候在后台预警,这样实际上减轻了很多维护工作。

目前为了排查信号灯是否有问题,可能都是通过巡检以及群众反映,有点类似大海捞针,现在通过信息化检测可以精准定位,及时处理问题。

包括视频、地磁、地感检测方式等目前应用于自动控制、自适应控制、区域控制,如果检测出问题对于控制也有影响。所以我们需要专门的检测和分析,哪里检测有问题主动推送出来,并且返回到控制里面,判断是否需要停用。

比如达到一定的比例,可能自动化的自适应控制需要停止以便及时修复。包括最基本的信号机工作状况都可以在后台及时反映,进行推送,让管理者尽快知道前端的工作情况。

还有智能汽车与信号控制数据交换,目前我们可以将信号机的数据实时推送到车载设备上,然后让车载设备可以看到信号灯的情况,倒计时的情况,以便做出决策。

包括VMS等路侧交通设施,比如诱导,本来诱导可能和信号是单独的两个系统,但是这两个系统实际上很有关联,信号控制可以将反映的问题及时发布到诱导屏,同样诱导屏的情况传到信号控制,管理者进行监督。

另外一个是智能控制。我们目前有一个ETCS交通信号区域自适应控制系统,主要是进行分层多模混合优化控制,采用区域均衡群控策略,采用的技术是我们自己研发的区域优化技术,融合模糊、长周期大数据与实时前端数据。

检测数据属于路口模糊精确控制,这个模糊实际上是指我们对于路口采集的数据并不一定要所有数据全部很精确,可以进行模糊化的处理。检测数据出问题的时候,在一定比例下系统可以继续运行,有一定的效果,不会因为某个地方出问题,整个系统停用,最终也是实现精确控制。

二、互联网+

互联网+主要是大数据和传统数据的融合。

互联网大数据检测面广,具有连续性,能够得到实体检测不太容易得到的数据,如:排队长度,车辆延误等。缺点是实时性比较差,对于样本数量不足的区域有一定的误差。

ETCS系统与互联网数据结合以后,互联网大数据可以得到交叉口行程时间计算,以及交叉口排队长度计算,各方向延误推断等。我们可以做一些基本的区域失衡预警、交通态势分析和配时过期预警。

目前我们采用的控制策略是互联网数据和传统数据相结合,我们认为这应该是之后的一个方向。

互联网大数据+本地信号机周边的一些检测数据,还有卡口、电警、诱导全部数据融合到一起进入到信号平台,这些数据主要是用于做整体的战略性控制。因为它比较全面,范围广,作为其他本地控制的边界条件,可以提供一些基础方案。

在互联网大数据的基础下,结合本地检测的实时数据进行秒级控制,通过已有的技术实现区域均衡控制、绿信效率优化。目前我们在重庆正在试点。

在方案优化方面,目前互联网厂商自己也在做方案优化,不仅仅是提供数据,通过自己的数据进行评估和分析得到优化方案,他们可能最想的是把方案发到信号机可以起到一定的效果。

ETCS系统同样也和互联网数据一样,结合本地的数据和大数据对路口情况、区域情况进行评估和分析,最后也可以得到一个方案,实际上和互联网企业应该是共赢的模式。

互联网企业缺少的是前端数据,缺少实时性的数据,信号机厂商可能缺少的就是互联网大数据,这两种数据融合,通过计算,最终确定一个优化的方案,在这个基础方案上进行实时的优化和调整。

效果评估方面,如果靠人判断,有一定的主观性。也有一些第三方评估机构,这些传统数据来判断说服力也有欠缺,如果把互联网数据加进来,我认为这个效果评估相当有说服力了。

比如说我们之前做的优化,用每5分钟中的平均速度反映一条道路的速度大小,虽然不是车辆全覆盖,但可以反映大部分的情况。每天都有比较,最终可以看到应该有10%左右的提升。

三、应用案例

主要是区域均衡、自适应控制、公交优先、人行过街和车道优化几个应用。

我们在重庆南坪商圈做了一个区域控制,当时也是试点,多检测融合,视频、地磁和地感线圈等,然后对这商圈区域进行自适应的协调控制,包括路口级的控制。最终取得了比较好的效果。

然后还有自适应控制,这里面主要讲抓拍机视频监测数据模式,直接应用电警抓拍机然后照停车线,进行自适应控制。从2015年运行至今。

第三是公交优先。重庆是通过RFID的方式进行控制,但是目前公交优先的应用在重庆不算特别好。

我觉得公交优先不仅仅是一条线路的问题,实际上目前取法一个更为上层的设计,不仅仅是公交的线路,还包括周边区域的路口都需要一起纳入进来,这样才能取得一个更好的效果。

第四是车道优化。根据车流情况自动可变车道,包括带出口自适应控制进行车道优化。这个车道优化应用很大地提高了车道利用率,可以降低拥堵。

下图是智能多车道汇入控制系统。

人行过街按纽就比较普遍,在很多学校门口,车流,人流波动比较大的地方可以应用。

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