是未來(lái)還是大忽悠 | 線圈、視頻、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與交通信號(hào)優(yōu)化的整合
信號(hào)控制是緩解城市交通擁堵的重要技術(shù)手段，隨著B(niǎo)AT等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的加入，交通信號(hào)也開(kāi)始走進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。是競(jìng)爭(zhēng)？還是合作？傳統(tǒng)信號(hào)控制廠商也在不斷探索，懷著開(kāi)放的心態(tài)擁抱互聯(lián)網(wǎng)，目前，以廣州、濟(jì)南、武漢等城市為代表的大多數(shù)城市都在積極探索“互聯(lián)網(wǎng)+交通信號(hào)”模式。
近日我們采訪了信控中國(guó)精英俱樂(lè)部專家團(tuán)隊(duì)就線圈數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與交通信號(hào)優(yōu)化工作開(kāi)展的現(xiàn)狀優(yōu)劣勢(shì)以及發(fā)展趨勢(shì)等問(wèn)題進(jìn)行了探討。并就互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在交通信號(hào)控制領(lǐng)域發(fā)展前景進(jìn)行了討論。
鑫光道一直在關(guān)注和研發(fā)交通信號(hào)優(yōu)化這一塊的發(fā)展
交通信號(hào)優(yōu)化是否需要實(shí)時(shí)
交通需求實(shí)時(shí)變化，不管是非飽和、飽和、過(guò)飽和，都需要有跟隨交通流變化而變化的控制方法應(yīng)對(duì)，所以同濟(jì)大學(xué)教授馬萬(wàn)經(jīng)認(rèn)為，單純從響應(yīng)動(dòng)態(tài)需求的角度，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信號(hào)優(yōu)化對(duì)所有需求隨機(jī)性較大的路口都是有價(jià)值的。但是是否采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)，還需要考慮需求的波動(dòng)程度、系統(tǒng)的建設(shè)維護(hù)成本，預(yù)期控制效益等多方面的因素，并不是所有的城市或區(qū)域都要建設(shè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信號(hào)優(yōu)化系統(tǒng)。
清華大學(xué)土木工程系副教授李瑞敏認(rèn)為在一些交通流量變化大，尤其在早晚高峰期容易出現(xiàn)路口失衡或排隊(duì)溢出等情況下，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信號(hào)優(yōu)化就可以起到很好的調(diào)節(jié)作用。
“單個(gè)路口優(yōu)化解決比較簡(jiǎn)單，但是如果上下游相鄰路口沒(méi)有協(xié)調(diào)，對(duì)整個(gè)區(qū)域協(xié)調(diào)可能會(huì)適得其反，所以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信號(hào)優(yōu)化也會(huì)遇到區(qū)域協(xié)調(diào)的瓶頸?！蹦暇┤R斯信息技術(shù)股份有限公司交管系統(tǒng)事業(yè)部總經(jīng)理程健這樣認(rèn)為。
做到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信號(hào)優(yōu)化可以說(shuō)是終極目標(biāo)，由于目前的感應(yīng)控制或自適應(yīng)控制在飽和度特別高的路況條件下保障性比較低，且對(duì)于車流變化的隨機(jī)性不好把握，部分專家認(rèn)為近幾年實(shí)現(xiàn)全路網(wǎng)的實(shí)時(shí)自適應(yīng)可能性并不大。相比對(duì)實(shí)時(shí)的需求，廣州運(yùn)星科技有限公司徐建勛認(rèn)為目前做好區(qū)域協(xié)調(diào)控制更為重要。
智能交通信號(hào)機(jī)聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀及難點(diǎn)
北方工業(yè)大學(xué)城市道路交通智能控制實(shí)驗(yàn)室研究員張福生認(rèn)為：要達(dá)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的調(diào)優(yōu)，信控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行是基礎(chǔ)，但是，據(jù)了解，目前各大城市實(shí)際聯(lián)網(wǎng)情況并不理想，往往是一、二線城市的聯(lián)網(wǎng)情況相對(duì)較好，中小城市聯(lián)網(wǎng)率偏低，新建項(xiàng)目聯(lián)網(wǎng)率較高，長(zhǎng)期運(yùn)行后聯(lián)網(wǎng)率下降。造成信號(hào)控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)率偏低的原因，表面上看是資金支持和維護(hù)保障問(wèn)題，但深層次的原因在于，聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行是否真的帶來(lái)了交通效益。
目前國(guó)內(nèi)信號(hào)聯(lián)網(wǎng)有兩種方式：自建網(wǎng)絡(luò)或租用網(wǎng)絡(luò)。如果實(shí)現(xiàn)大面積聯(lián)網(wǎng)，主要難點(diǎn)在于：一是成本問(wèn)題，這兩種方式成本都比較高，尤其是距離主城區(qū)比較遠(yuǎn)的路口，大面積聯(lián)網(wǎng)就需要很高的資金保障； 二是聯(lián)網(wǎng)的必要性，聯(lián)網(wǎng)從控制效果上看如果沒(méi)有區(qū)別，那么就沒(méi)有動(dòng)力去做這項(xiàng)工作。
信控網(wǎng)絡(luò)建設(shè)覆蓋城市全域，建設(shè)過(guò)程中，協(xié)調(diào)工作也是難點(diǎn)之一，中間涉及供電、通信、綠化、城管、城建等很多部門(mén)，面臨著大量的協(xié)調(diào)工作。
傳統(tǒng)交通檢測(cè)在信號(hào)優(yōu)化中的優(yōu)劣勢(shì)
無(wú)論是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信號(hào)優(yōu)化還是固定配時(shí)方案調(diào)優(yōu)都需要數(shù)據(jù)的支撐，面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的來(lái)勢(shì)洶洶，我們首先看看傳統(tǒng)采集數(shù)據(jù)技術(shù)可以為信號(hào)優(yōu)化帶來(lái)什么。
傳統(tǒng)的交通檢測(cè)方式，無(wú)論是環(huán)形線圈、地磁檢測(cè)、視頻檢測(cè)、微波斷面檢測(cè)，以視頻檢測(cè)為例能夠獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)通常包括：
-
指定位置的存在信息（類似傳統(tǒng)線圈、地磁檢測(cè)的結(jié)果）；
-
排隊(duì)信息（排隊(duì)長(zhǎng)度，不同視頻設(shè)備可能會(huì)有不同）；
-
精確車輛識(shí)別信息（車牌識(shí)別、車臉識(shí)別）。
張福生認(rèn)為，這些檢測(cè)數(shù)據(jù)目前能夠直接應(yīng)用于信號(hào)控制的還是是存在信息。由于不同的控制模式、不同的優(yōu)化控制算法對(duì)檢測(cè)點(diǎn)位置要求各有不同。比如scats系統(tǒng)檢測(cè)位置位于停止線，而SCOOT系統(tǒng)要求在上游80-150米，所以視頻檢測(cè)、電子警察輔助檢測(cè)以及卡口設(shè)備的視頻覆蓋范圍是重要影響因素。而視頻檢測(cè)到的其他數(shù)據(jù)，如排隊(duì)、車牌識(shí)別等數(shù)據(jù)，目前的控制系統(tǒng)還不能直接使用，需要通過(guò)外部數(shù)據(jù)預(yù)處理后，應(yīng)用于控制系統(tǒng)，所以這些數(shù)據(jù)直接應(yīng)用在實(shí)時(shí)控制方面還有一定的距離。
視頻檢測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，除產(chǎn)品本身的質(zhì)量性能外，也應(yīng)該和安裝位置有很大關(guān)系，最大的問(wèn)題是視線內(nèi)不同車輛的遮擋造成的誤檢、漏檢等問(wèn)題。
連云港杰瑞電子有限公司ITS事業(yè)部總經(jīng)理項(xiàng)俊平表示視頻不能用于信號(hào)控制的論調(diào)，有兩個(gè)原因：一是所謂的“視頻”不能準(zhǔn)確的檢測(cè)交通流量等交通參數(shù)，例如：早期建設(shè)的卡口或電子警察設(shè)備、用于治安監(jiān)控的球機(jī)等；二是視頻設(shè)備和信號(hào)控制設(shè)備的建設(shè)方不是一家單位，人為的技術(shù)壁壘造成了不能對(duì)接。只要以上兩個(gè)問(wèn)題能夠解決，在互聯(lián)網(wǎng)+和多源大數(shù)據(jù)時(shí)代，視頻就能更好的實(shí)施應(yīng)用到信號(hào)優(yōu)化。
同時(shí)，程健認(rèn)為通過(guò)視頻圖像結(jié)構(gòu)化分析來(lái)調(diào)優(yōu)可能會(huì)面臨兩方面問(wèn)題：一是圖像傳感器的可見(jiàn)光容易受到環(huán)境影響；二是由于車輛駕駛?cè)说男袨榫哂兄饔^性，在車流量檢測(cè)過(guò)程中會(huì)具有隨機(jī)性，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)化分析會(huì)有所偏差。但是，通過(guò)各種傳感器采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率也在不斷提高， 而互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在歷史車流量分析方面更有優(yōu)勢(shì)。
富有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的廣東振業(yè)優(yōu)控科技股份有限公司首席執(zhí)行官陳寧寧表示，在城市應(yīng)用中，視頻檢測(cè)更具有生命力。在信號(hào)優(yōu)化方面，視頻檢測(cè)既可以獲取數(shù)據(jù)，又能看到擁堵現(xiàn)狀，對(duì)具體情況進(jìn)行治理，通過(guò)這種方式獲取的數(shù)據(jù)質(zhì)量主要和安裝和施工的質(zhì)量有關(guān)。
總體來(lái)講，通過(guò)視頻、卡口等傳統(tǒng)技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)在準(zhǔn)確率方面比互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)更高，在檢測(cè)設(shè)備完好的情況下，對(duì)于定點(diǎn)斷面的微觀檢測(cè)一定是最精確的，遠(yuǎn)高于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。但是它的范圍有限，設(shè)備易損壞，如果后期維護(hù)沒(méi)有及時(shí)做好，數(shù)據(jù)質(zhì)量也難以保證。同時(shí)，徐建勛表示目前有一些傳統(tǒng)信號(hào)機(jī)廠商的主要精力不在算法，數(shù)據(jù)需要從前端傳到中心系統(tǒng)，再到信號(hào)機(jī)，這種復(fù)雜的流程就很難做到實(shí)時(shí)。
互聯(lián)網(wǎng)交通數(shù)據(jù)VS固定點(diǎn)交通采集數(shù)據(jù)
做好信號(hào)優(yōu)化，數(shù)據(jù)很重要，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和傳統(tǒng)信號(hào)機(jī)廠商都希望獲得彼此的數(shù)據(jù)，但雙方對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)放又有重重顧慮，都不想只成為數(shù)據(jù)服務(wù)商。李瑞敏表示，這兩者之間并沒(méi)有取代關(guān)系，而是互補(bǔ)，它們各有優(yōu)劣，只有相互融合才能發(fā)揮更好的效果。
陳寧寧認(rèn)為傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備采樣率高，數(shù)據(jù)質(zhì)量相對(duì)較高，但是密度不大。而互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)是基于定位，空間分布很廣，但是對(duì)于某一截面或路段的采樣率就很低。卡口過(guò)車數(shù)據(jù)即使在設(shè)備不穩(wěn)定的情況下采樣率也可以達(dá)到80%左右，而互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在某一路段的采樣率達(dá)到5%也比較困難。
在應(yīng)用目標(biāo)不同的情況下，張福生認(rèn)為對(duì)于精確控制參數(shù)的優(yōu)化，固定點(diǎn)的檢測(cè)更有效，對(duì)于區(qū)域或者更大范圍的宏觀的優(yōu)化，軌跡數(shù)據(jù)有重要的參考價(jià)值。傳統(tǒng)的定點(diǎn)檢測(cè)結(jié)合控制模型進(jìn)行控制優(yōu)化，有很傳統(tǒng)經(jīng)典的方法實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)、子區(qū)、大區(qū)域的優(yōu)化控制，但是采用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，目前似乎還沒(méi)有實(shí)用的、可連續(xù)運(yùn)行的系統(tǒng)。
從目前實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，徐建勛認(rèn)為固定點(diǎn)采集數(shù)據(jù)略有優(yōu)勢(shì)，首先，固定點(diǎn)采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率比較高，其次包含所有過(guò)車數(shù)據(jù)。目前互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)用來(lái)做效果評(píng)價(jià)還是挺好，但是樣本量度還不夠。
在實(shí)時(shí)性方面，項(xiàng)俊平認(rèn)為現(xiàn)階段，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)還不足以支撐實(shí)時(shí)性較高的控制方式，但在對(duì)時(shí)效要求不高的控制方式上還是有一定的潛力。
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在交通信號(hào)的前景
無(wú)論如何，互聯(lián)網(wǎng)給信號(hào)控制領(lǐng)域的技術(shù)帶來(lái)的影響和改變是不能忽視的。
張福生表示首先是要肯定互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)對(duì)優(yōu)化交通控制的作用。但是，還要看到信號(hào)控制領(lǐng)域有很多基礎(chǔ)工作要做，現(xiàn)在控制效果不理想很大原因是基礎(chǔ)工作不到位，最基礎(chǔ)控制器、控制系統(tǒng)尚未發(fā)揮到應(yīng)該發(fā)揮的優(yōu)化作用。應(yīng)該冷靜分析，哪些是傳統(tǒng)手段應(yīng)該發(fā)揮的作用，哪些是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)帶來(lái)的提升。在信號(hào)控制領(lǐng)域，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該扮演提升、改進(jìn)的角色，而傳統(tǒng)企業(yè)也要對(duì)自己的方法、產(chǎn)品做提升，以適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的接入。
李瑞敏認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)定點(diǎn)采集數(shù)據(jù)之間的關(guān)系就好像咸菜和白菜的關(guān)系。之前大家都是吃白菜，現(xiàn)在有點(diǎn)咸菜的加入，改改口味挺好，比沒(méi)有強(qiáng)，但是沒(méi)有咸菜，生活依舊。需要注意的是，這盤(pán)大餐我們都不能光吃咸菜，不能說(shuō)成沒(méi)了咸菜就會(huì)怎樣。現(xiàn)在的輿論導(dǎo)向是把大餐說(shuō)成全是吃咸菜吃完的。
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)可以為信號(hào)控制領(lǐng)域帶來(lái)新的數(shù)據(jù)源，這些基于定位的宏觀數(shù)據(jù)可以帶來(lái)廣闊的解決優(yōu)化問(wèn)題的視野。但是它是否是信號(hào)控制領(lǐng)域的未來(lái)，陳寧寧認(rèn)為還要看互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的定位，是否對(duì)交通問(wèn)題進(jìn)行了深度研究。雖然在信號(hào)優(yōu)化中需要用到很多數(shù)據(jù)，但是在實(shí)戰(zhàn)中發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)并不是越大就能發(fā)生本質(zhì)性的變化，因?yàn)槭紫人鼤?huì)面臨一個(gè)車輛滲透率的問(wèn)題，其次是精度。目前互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)無(wú)法精確到車道，這會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)分析帶來(lái)干擾。所以互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)需要通過(guò)實(shí)際案例不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，逐步解決改進(jìn)，這或許就是未來(lái)。
“互聯(lián)網(wǎng)+”是大的發(fā)展趨勢(shì)，所以大家對(duì)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在信號(hào)控制領(lǐng)域的表現(xiàn)都拭目以待。但是僅靠某一方的數(shù)據(jù)并不一定能發(fā)揮很大作用，所以互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與傳統(tǒng)企業(yè)的結(jié)合，共同推進(jìn)信號(hào)控制領(lǐng)域的發(fā)展才是真正的愿景。
