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谢少平:构建南昌互联网+信号配时优化平台的思考

来源:本站   发布时间: 2017-12-19 16:13:00

“两化”后到2017年8月,信号配时优化每年每个路口均价呈现出上升的趋势,2017年信号配时优化服务的均价约7200元/年路口,其中浙江省项目均价约10000元//年路口。三线城市较一、二线城市均价要高。以下是谢少平的《构建南昌互联网+信号配时优化平台的思考》一文:

交通信号控制系统是城市道路交通管理的重要组成部分,信号配时优化又直接关系到城市道路交通运行状态与道路服务水平,是交通参与者体验交通改善水平最直接的要素之一。

近几年,各地公安交管部门和信号系统生产商以及信控行业的专家学者,都在探讨信号控制系统基于自有检测器数据,融合电警、卡口过车数据以及互联网公司的导航数据、浮动车轨迹数据等多源数据,构建互联网+信号配时优化平台,提高信号配时优化工作水平。

互联网公司拥有庞大的道路路网运行数据,可以比较精确的计算样本车流量和流向占比,对交通信号控制系统是非常好的数据补充。互联网大数据主要来源于个人出行信息,其数据特点是:轨迹数据、数据连续;覆盖空间范围广,但非全样本数据。

自2016年起,国内的阿里云、高德地图、百度地图、滴滴等几家主要互联网公司都在研究基于轨迹数据优化信号配时,实验项目落地具体城市,实验项目有可视化的成果展示,也取得了实际效果。

01、国内城市互联网+信号配时优化平台的发展现状

广州(高德地图模式)

2016年广州交警支队与高德地图合作,以海珠区、天河区为试验区,构建了全国首个“互联网+信号灯控制优化实验研究平台”,基于高德地图导航大数据,主动监测路口失衡(各方向拥堵不均)、出口溢出等异常交通情况,提供控制优化建议和方案。

北京(百度地图模式)

2017年北京市交管局与百度地图合作,构建了“百度地图智慧信号灯研判平台”,平台初期主要覆盖二环内以及上地、望京主要商务出行区域400多个路口的路况监测,实现信号灯路口拥堵分钟级发现、实时报警,将原来的人工监测转变为远程平台化监控,提高了信号灯路口异常拥堵的发现率。同时百度地图与北京交管局的信号控制系统已经实现大范围的“秒级数据互通”,也是国内首次信号控制系统与互联网平台的打通。

百度地图智慧交通信号产品的发展战略分为三个阶段:

第一阶段是监控评价,发现问题、优化方案、效果评估。利用互联网的地图大数据,实现全面监控和信号控制路口通行能力的量化评价。

第二阶段是双向互通。百度地图智慧信号灯研判平台直接与信号控制系统打通,将平台分析的实时结果,作为信号配时的参数实时影响信号灯的运行。

第三阶段是智慧的信号灯。引入人工智能技术,实现局部最优到全局最优,能在运行过程自动发现问题,并实时调控,实现全面的智慧控制。

济南、武汉、成都等城市(滴滴模式)

济南、武汉、成都等近20个城市与滴滴公司签订了合作协议,基于滴滴的大数据平台和云计算基础设施打造“智慧信号灯平台”,应用其持续可靠的轨迹大数据,实现信号灯配时优化,累计完成了超过500个信号灯路口配时方案的下发。

滴滴模式区别于其他互联网公司的特点是:广泛吸收国内外知名信控专业人才加盟其智慧信号灯团队,因此,其算法模型及数据基础较好,评估精度较高。

杭州(阿里云模式)

2016年杭州市政府联合阿里云在内的13家企业提出建设城市数据大脑。2017年6月,杭州市政府成立了数据资源管理局,目标是实现跨多部门数据的整合和使用。2017年10月杭州市交警支队对外发布了数据大脑的阶段性工作成果,即:确立了在线化、精准化和智能化的“三化”指导思想,建成了通用计算平台和数据资源平台等“两大平台”, 取得了全域事件感知、信号配时在线优化、特种车辆协同优先、重点车辆管控等“四大成果”。

通用计算平台由阿里云提供的500多台超级云计算服务器组成,对800多路监控视频实时进行结构化分析处理。城市数据大脑融合了视频结构化数据、高德地图数据、微波数据。

全域事件感知的突出成果是:杭州市有3500个监控,靠人巡无法覆盖,人工也无法完成24小时监控。现在球机监控可以替代巡逻,4大类12项事件实现360度、24小时自动巡航巡检,第一时间发现包括堵点、乱点、违停、事故等交通事件,分级报警、并触发机制进行智能处理。

信号配时在线优化的成果是:城市数据大脑已接管杭州128个信号灯路口,其中主城区24个、萧山区104个。杭州市交警支队目前正在建设“信号配时中心”,目标是实现对信号灯的集中统一调控。

一是城市交通运行状态的实时检测,包括快速路车速、主干路车速、日交通量、拥堵指数、延误指数,分析城市交通量的时间规律和空间规律,通过时间和空间的关联找出交通特点,提前预知信号配时方案。

二是数据融合找出交通堵点后,信号配时工程师努力实现堵点报警的消红变绿,丰富信号配时方案。在信号配时优化调整中,形成感知状态、解决方案、评估反馈的闭环模式,同时提取经验值,实施对信号配时的机器智能。

02、构建南昌市互联网+信号配时优化平台的必要性

构建互联网+信号配时优化平台是我市交通拥堵治理工作的需要

南昌市机动车保有量已突破97万辆,直逼百万大关,且以年均近15%的速度持续增长,电动自行车有110万之多,地铁2、3、4号线,桥梁、隧道、高架快速路以及半死不活的公交BRT专用道等重大市政工程建设项目施工多,我市早晚高峰时段道路交通拥堵已成常态。

客观的说,我市交通信号控制系统的建设起点高,技术水平和应用管理水平在国内都属于先进行列。系统采用视频车辆检测器检测流量和时间占有率等交通参数;构建交通强度模型算法,用交通强度反映路口交通状况进行配时优化;用LED控制信息发布屏实时自动发布信号控制信息,让领导和市民对信号控制系统有感知、能知情、易监督;所开发的中心UTC平台控制效果统计功能,使得控制效果评价指标可查可复核。

尽管我市的交通信号控制系统有特色、有亮点,但是在早晚高峰时段道路交通拥堵常态化的形势面前,依然力不从心。

一是信号控制系统还不能覆盖全市所有的灯控路口。2017年春节前统计,我市有灯控路口650个,2018年春节前再统计,我市灯控路口将会超过700个。由于市政工程或设施未移交等原因,还有好多路口无法接入中心UTC平台控制,已经接入的也有部分路口的通信光缆被挖断。中心UTC平台日均实际在线路口数只有300个,就算2018年我们继续接入100个路口,届时中心UTC平台在线路口数也只有400个。

二是信号控制系统的检测器还无法覆盖全部在线的路口。通过信号控制系统升级改造项目,2016年我市建设了78个路口的视频车辆检测器,2017年正在建设66个路口,计划2018年建设60个路口,届时累计建设视频车辆检测器的路口也只有204个。三是信号控制系统本身的技术局限,使得信号控制系统在早晚高峰时段道路交通拥堵常态化的形势面前,系统所能发挥的作用甚小、效果甚微。当然,这也是国内外所有信号控制系统都存在的共性问题,在此不作详述。

过去,对信号灯路口的交通拥堵、交通失衡或配时不合理等问题,我们是依靠民警巡视发现或热心群众报警投诉。如果我们构建“互联网+信号配时优化平台”,平台通过对大数据的分析,能够实现智能及时发现、实时报警,则可以解决过去发现难、治理不及时的问题。因此,构建互联网+信号配时优化平台是我市交通拥堵治理工作的需要。

构建互联网+信号配时优化平台是我市城市道路文明畅通提升行动的需要

为了推动治理交通拥堵、出行难、停车难等城市病,不断提升城市道路交通治理能力现代化水平,为建设和谐宜居、富有活力、各具特色的现代化城市创造有序、畅通、安全、绿色、文明的城市道路交通环境,公安部、中央文明办、住建部、交通运输部在“关于印发《城市道路文明畅通提升行动计划》(2017-2020)的通知”(公通字【2017】16号)中提出:“构建精准高效的智慧交通管理体系。紧抓智慧城市建设机遇,加快推进城市智慧交通管理系统建设,积极运用大数据、物联网、云计算等现代信息技术,加强交通状态感知、高清视频监控、信号控制、交通诱导等基础系统建设,创新应用汽车电子标识、缉查布控、事件检测和交通仿真技术等技术手段,实现道路状态自动感知、交通态势自动研判、信号控制自动调整、交通违法行为自动监测、路况信息自动发布。加强部门信息互通和共享,提升城市交通态势综合分析和管控能力。”

“互联网+信号配时优化平台”基于信号控制系统自有检测器数据,融合电警、卡口过车数据以及互联网公司的导航数据、浮动车轨迹数据等多源数据,能够有利于实现“道路状态自动感知、交通态势自动研判、信号控制自动调整”的目标,是城市道路文明畅通提升行动计划的需要。

03、构建南昌市互联网+信号配时优化平台的可行性

前已述及,我局交通信号控制系统的建设起点高、技术水平和应用管理水平在国内都属于先进行列,系统算法、视频车辆检测器、LED控制信息发布屏有特色、有亮点。系统每日在线路口数已有300个,明年继续接入100个路口至中心UTC平台,2018年我市信号控制系统的联网路口数将会达到400个路口的规模。联网路口数的占比越高,互联网+信号配时优化平台发现信号配时不合理问题后的整改效率会越高。

2017年我局已经建设了大数据平台,电警、卡口的图片信息以结构化数据的形式存入了大数据平台,计划将信号控制系统的检测器数据也接入大数据平台。

我局与高德、百度等互联网公司分别签订了战略合作协议,正在与滴滴公司就开展战略合作事宜进行商谈。

广州、北京、杭州、济南、武汉、成都等兄弟城市探索的互联网+信号配时优化的成功经验可供我局借鉴。

我局交通信号控制系统承建商——海信公司在北京、武汉的互联网+信号配时优化项目中,与百度、滴滴等互联网公司有过技术合作。

因此,构建南昌市互联网+信号配时优化平台的时机已经成熟。

04、构建南昌市互联网+信号配时优化平台的基本思路

总结北京、广州、济南、武汉、成都、杭州等兄弟城市的成功经验,我们能够发现:公安交管部门与互联网企业合作,运用导航数据、浮动车轨迹数据等多源数据治理城市交通拥堵,都是将“互联网+信号配时优化”作为其核心应用。

进一步总结兄弟城市的成功经验,我们能够发现一条比较清晰的脉络,即:多源数据融合→交通状态自动感知、交通态势自动研判→问题诊断(含拥堵、失衡报警)→优化配时方案→交通工程师优化调整→丰富信号机配时方案→评估反馈。

根据我市具体情况和实际需求,建议按照以下思路构建南昌市互联网+信号配时优化平台。(参见图1)


QQ截图20171219142733.png

在构建南昌市互联网+信号配时优化平台时,除了延续兄弟城市探索的成功路径外,建议根据我市实际,增加“交通组织辅助决策数据支持”模块,目前其他兄弟城市还没有,也是我市首次提出这一需求。

建议在“问题诊断”模块,除了对路口“时段划分不合理、配时方案不合理、绿波协调相位差和协调车速不合理”等配时问题进行诊断外,增加对路口“车道干扰、车道分配不合理、潮汐交通流”等渠化方面问题的诊断。

 

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