11月23日，由中国智能交通协会城市交通专委会、国家智能交通产业技术创新战略联盟等单位主办，城市交通管理集成与优化技术公安部重点实验室、安徽科力信息产业有限责任公司支持的2017’第十二届中国智能交通年会城市智能交通发展论坛在江苏省常熟市召开。会上，安徽科力信息产业有限责任公司智能交通事业部总经理石勇就“基于视频大数据的多元信号控制应用探索”进行了详细解析。
以下为石勇演讲实录，未经本人核实。
尊敬的各位领导、各位来宾：
上午好！我是安徽科力信息产业有限责任公司智能交通事业部总经理石勇，我报告的主题是：基于视频大数据的多元信号控制应用探索。
目前，随着机动车快速增长与有限道路资源之间的矛盾不断加剧，我国城市道路通行效率和交通控制方式之间的矛盾日益突出，主要表现在：一是道路交通管理是一个复杂多变的课题，受人、车、路各种因素的影响变得不可测、不可分解；二是现阶段大多数城市信号控制凭交通管理者的工作经验，往往只能做到局部分流；三是交通流分配难以做到整体合理，进而产生拥堵蔓延和拥堵转移，优化效果差。
因此，我们需要在充分挖掘交通地理信息、电警卡口的过车记录、视频监控、固定检测以及GPS等数据的基础上，解构城市交通，分析交通承载力、交通需求以及交通状态，通过自上而下的自适应交通信号策略生成、交通信号控制监测与运行评估及循环迭代优化实现交通的合理分流，进而提升城市道路整体通行效率。
现有应用于城市道路交通管理的数据资源种类较多，特别是视频资源，应用范围广，检测技术相对成熟，通过视频数据的深度挖掘分析能够有效提升城市交通运行效能。首先是电子警察、卡口的过车记录信息，包含过车时间、身份标识、流量信息等，能够有效挖掘交通流的运行特征和车辆的个体特征等信息。
其次是基于电警或卡口方式的视频流媒体二次分析，通过前端终端检测或者后台分析的方式，提取对应检测车道的车流量、车型大小、速度、占有率及排队长度等信息。
通过这些数据，可进行路网交通运行特征分析。主要包含三方面的内容，一是结合交通地理信息，分析路网的整体运行态势，以及路网的承载能力信息；二是交叉口进口车道交通流量、潮汐交通流变化等需求特征；三是交叉口上下游通行匹配信息，为信号配时及服务评价提供数据支撑。
同时，还可进行车辆特征的分析，包括个体车辆的出行轨迹、出行高频路段等，为平高峰的拥堵节点或区域交通流分配提供依据；分析在网车辆数，结合路网承载能力，综合分析实时的交通运行状态。根据交通的拥和堵的关系，路网交通主要呈现四种状态，不拥而堵、拥而不赌、因拥致堵与不拥不堵，因拥致堵是常态，我们要实现从不拥而堵向拥而不堵的转变。
因此，我们需要利用不同的信号控制方式来实现交通流的合理分配，进而实现这种转变。根据城市交通出行结构的组成，以及交通流的潮汐特征，分析研判交通状态的演化趋势，制定自上而下的信号控制策略。根据交通流的变化将整体划分为不同时段，分时段采用相应的信号控制策略。一是上下班高峰时期，交通流分布较为集中，将个体出行需求较大的路口组成一个核心区域，优先保障区域内部交通通行。二是平峰时期，一些主干道或者重要干道的交通流比较集中，其余道路交通流比较分散，优先保障主干道或重要干道的交通通行。三是低峰时期，交通流量较小，要尽量提高绿灯的利用率，减少等待时间的浪费。
首先，在区域控制层面，我们通过掌握的交通流变化趋势特征，根据出行需求确定核心区域，以核心区“通”为目标，制定“慢进快出”的控制方案，并通过仿真分析控制方案的影响范围及合理性。
同时，我们还可以在关键路段布设溢出检测装置，实时监测交叉口的交通状态和出口排队溢出事件，当交叉口出口出现排队溢出事件时，通过区域交通信号优化控制有效调节交叉口排队长度，动态维持拥堵区域路段的空间占有率平衡。
其次，在线协调控制层面，通过连续交叉口流量等参数分析，确定连续交叉口是否满足线协调控制的条件。线协调控制需要满足的条件主要有：主线路交通流量大且需求波动不大，次线路交通流量小，交叉口间距在750米以下，协调方向交通流的饱和度不大于0.85且信号控制设备必须满足时钟同步功能。当双向交通流较大且变化比较均匀，采用双向绿波控制的方式，只有一个方向流量变化较大，采用单向绿波控制的方式。
我们主要利用绿波设计工具，通过输入路口基本参数自动生成绿波时距图，通过参数调整，在短时间内找到最佳绿波设计方案，并一键输出。
在点控制层面，一方面通过交叉口各进口车道的交通特征分析，计算交叉口饱和度，设置自动切换式的自适应控制方案，包含按交叉口饱和度切换与按时段方式切换两类。两种切换式方案都需要满足优先执行中心或区域层面下发的控制方案、切换周期至少为15分钟以及设置平滑过渡周期保障通行安全三个条件，所不同的是交叉口饱和度切换需要实时计算交叉口各进口车道饱和度，时段切换式需要根据视频大数据分析预先划分好时段跨径。
通过视频采集终端与信号机直连，采集终端的检测参数直接输入信号机，实现前端的感应信号控制。当感应的相位属性为待定相位时，有车申请时放行该相位绿灯，无车辆申请时可执行相位跳越。当感应的相位属性为弹性相位时，无车辆申请执行最短绿灯时间，有车辆到来时会逐步延长绿灯时间，不超过最大绿灯时间。连续交叉口组成的干线，满足线协调控制条件时，可设置协调感应控制方案。
图中展现的是时段切换式的信号控制方案。根据交叉口的流量变化特征，将全天划分为8个时段，正常条件下，按照时段方案执行。当路口处于线协调控制模式时，当主线路饱和度大于0.85时，自动降级为定周期控制方案，当饱和度低于0.4时，降级为感应控制方案。
根据视频交通数据挖掘分析制定的信号控制策略，并不一定是路口最佳的信号控制方案，因此我们需要对信号控制策略进行科学评估，迭代优化后确定最优控制方案。信号控制策略评价主要包含以下四个方面，一是结合整体交通运行状态通过交叉口上下游交通通行匹配方法进行区域控制策略评价；二是利用干线的通行时间进行干线控制策略评价；三是利用交叉口延误进行交叉口控制策略的评价；前三者是后评价方法，第四是先评估方法，利用交通仿真实现整体运行效果的综合评估。在实际的交通信号优化工作中，先评估和后评价方法通常结合使用。
本报告的内容主要从交通出行效率的角度来进行考虑，通过视频大数据分析交通流的衍变规律，从交通需求和道路资源供给的角度通过信号控制的方式实现交通合理分流，并利用交通仿真先评估方法与交通匹配度、旅行时间以及交通延误等后评价相结合的方式，实现控制策略的评估和循环迭代优化。从缓解交通拥堵的角度，不仅要考虑通过交通流的需求分配提升整体通行效率，还要从交通组织以及交通出行服务等角度考虑提升道路通行能力和服务水平。如交通组织的合理优化，包含进出口道优化、微循环等措施；道路停车资源的合理规划与利用；规范城市道路交通秩序；提升交通诱导及停车诱导信息服务能力等等。这些都需要我们大家一起努力，共同营造一个安全、绿色、和谐、顺畅的交通出行环境。
我的汇报完毕，谢谢大家！
