在第九屆(2020)中國智能交通市場年會信號控制發(fā)展分論壇上,海信網(wǎng)絡(luò)科技公司城市交通事業(yè)部副總經(jīng)理陳曉明發(fā)表了《從控制方案優(yōu)化到全流程信號優(yōu)化——海信交通信號控制系統(tǒng)的發(fā)展》主題演講,從

海信信控發(fā)展近二十年的經(jīng)驗入手,將信控產(chǎn)品和系統(tǒng)的迭代升級過程與經(jīng)驗思考,與大家一起分享交流,從中探討未來信控的發(fā)展走向。

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在發(fā)言中,陳曉明總率先分享了關(guān)于信號控制目標(biāo)的思考,總結(jié)了信號控制的三個目標(biāo):

第一,是緩堵保暢。在這個方面,陳曉明認為,信號控制的目標(biāo)與用戶目標(biāo)是一致的。但是目前而言,無論是從信控廠商的產(chǎn)品,還是理論算法的研究,都無法在高峰緩堵上給出特別完美的方案,多數(shù)是在防溢出、減少路段排隊等點上形成了一些策略,但是很難形成一套完整的高峰緩堵解決方案。所以這也是大家今后要努力的方向。

第二,是出行體驗。從市民角度而,對于城市交通出行他們較為注重自身的出行體驗。陳曉明舉例說,這些年我們最常用的綠波放行,也是全國各地推廣最好的放行方法,便是通過信號控制讓市民可以不停車地通過多個路口,但這與我們最開始的控制理論和算法研究是有一點小出入的,因為可能會為了某條路段綠波放行的效果,而在部分路口和方向上做一些綠燈損失的平衡。但無論如何,綠波放行是針對平峰和低峰而言提升出行體驗較為有效的手段,是我們目前需要持續(xù)保持并完善的一個目標(biāo)。

第三,是效果保持。在項目的建設(shè)過程中,如何保持好建設(shè)效果是一個難題,這里面有兩個方面,一個是長時間的保持控制效果,再一個是實時效果的保持。需要項目建設(shè)者引起足夠的重視。

帶著這樣的目標(biāo),海信在信控發(fā)展的近二十年里也做了很多探索和嘗試,可大概總結(jié)為5個階段。

第一階段,在做信號控制的最初,海信也是從建立信號控制體系做起,最早提出了基于交通強度的模型,并對模型參數(shù)做了大量研究,最終形成了以流量和占有率為主要參數(shù)的交通強度模型,在當(dāng)時以斷面檢測為主的情況下,可綜合反映上下坡、車型、車道寬度等影響,并在一定程度上反映混合交通的情況,形成了一整套涵蓋單點、行人、干線、公交4大類的自適應(yīng)控制體系。

第二階段,到了2009年,海信著手研究面向高峰擁堵場景的算法體系,去彌補原先自適應(yīng)方法及策略更多適用于平低峰的不足。于是,路口瓶頸控制、干線擁堵聯(lián)動、區(qū)域需求控制等算法應(yīng)運而生。這種高峰控制算法與原先模型式算法有極大不同,更傾向于建立了一套完整的規(guī)則機制,即當(dāng)達到某種情況時,系統(tǒng)即啟動相應(yīng)算法去處理這個問題。

在前面這兩個階段中,都有一個明顯的共性,當(dāng)時很多廠商都希望有一套能“打遍天下”的模型或者規(guī)則以供客戶使用。但實踐表明,一套理論不能解決所有問題,面對復(fù)雜的城市交通,需要場景化、精細化的方案去針對性地解決交通問題,這就是第三階段。于是,各種各樣針對可變車道、環(huán)島、匝道、隧道等等的精細化管理策略蓬勃而出?!耙簿褪窃谶@個階段,我們更加清晰地認識到,要做好信號控制并不是去做好信號配時本身,這其中有很多很多的因素影響,都需要我們一一針對性地解決?!标悤悦髡f。

當(dāng)?shù)搅说谒膫€階段,國內(nèi)的信號控制系統(tǒng)已逐漸成熟,但是信號控制系統(tǒng)作為“專業(yè)的系統(tǒng)”,各種操作及方案配置都表現(xiàn)的“非常復(fù)雜”,用戶在具體使用時主要依賴廠家的專業(yè)工程師,甚至連簡單的調(diào)整配時方案都無法自己完成。于是在這個階段,海信開始做了圖形化的方案配置,即通過“拖拉拽”等簡單操作,便捷地進行方案設(shè)置、調(diào)整,便于日常配置方案、大型活動、突發(fā)事件、警衛(wèi)任務(wù)中讓操作員可以快速的調(diào)配。做這項工作的主要目的,是讓科技管理逐漸由支隊向大隊延伸,再由大隊向中隊延伸,讓所有人都有能力、有信心地使用好信號系統(tǒng),更好的做好城市信號控制。

隨著信號調(diào)優(yōu)工作開展得越來越多,如何評價調(diào)優(yōu)后的控制效果,如何獲知系統(tǒng)現(xiàn)在的控制效果,便成為第五階段的一項重要的課題。傳統(tǒng)的效果評價大多采用人工調(diào)查的方式,后來逐步開發(fā)出了信號控制效果評價類的產(chǎn)品,通過數(shù)據(jù)可自動評價對單點、干線、區(qū)域進行信號控制效果的監(jiān)測和評價。

從上面的幾個發(fā)展階段我們可以看出,信號控制的范疇越來越寬泛,已不僅僅是信號方案優(yōu)化本身,那么未來的信號控制將如何發(fā)展?對此,海信圍繞信號控制的核心目標(biāo),重點從“效果保持”入手,同時提升“緩堵保暢、提升出行體驗”做了一些思考?!拔覀冋J為,原先的信號控制系統(tǒng)將逐步升級為‘全流程信號優(yōu)化平臺’?!?/p>

這個平臺具有四個方面的功能:

首先是一個交通出行的分析平臺。當(dāng)我們做信號優(yōu)化的時候,我們首先要問的一個問題就是,這個城市交通有什么特點?如何把握城市特征去做交通信號優(yōu)化?原先很多時候都要依靠交通工程師的經(jīng)驗,櫛風(fēng)沐雨地去現(xiàn)場勘查,去每一個路口記錄,了解并總結(jié)出交通規(guī)律。但這種調(diào)研結(jié)果能夠適用多長時間呢?如此高成本的人力調(diào)研并不能高頻次的去做,那么我們只能通過智慧的手段,借助我們的系統(tǒng)去實現(xiàn)實時地分析總結(jié)交通規(guī)律,為我們后面策略制定提供數(shù)據(jù)參考;

其次是要做控制策略推薦,即針對某一路段或者路口采用什么樣的策略來進行優(yōu)化。但這個策略不同的是,它不是具體指單點優(yōu)化、干線協(xié)調(diào)、溢出控制等,這些其實是在城市大策略確定的前提下我們具體執(zhí)行的某種控制方式,并不是真正意義上的控制策略??刂撇呗詰?yīng)該是,諸如一個城市的CBD,到底應(yīng)該如何從宏觀上做交通管理,它應(yīng)該是很多方面的內(nèi)容結(jié)合起來的。也就是說,我們的控制策略應(yīng)該是宏觀的,只有我們控制策略確定了,才能去做具體的控制方式選擇;

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第三是配時方案生成,即基于控制策略下的自適應(yīng)方案生成或者精細化改善推薦。過去我們經(jīng)?;蛴龅竭@種問題,就是我們自動生成的方案不適用,或是執(zhí)行效果不理想,出現(xiàn)這個現(xiàn)象的原因,是我們的配時方案生成時,沒有在整體的控制策略指導(dǎo)下才產(chǎn)生的。這給我們的啟發(fā)是,我們在做具體配時方案算法的時候,就要在確定的控制策略基礎(chǔ)上進行,這樣更有利于最終效果的保持;

第四,是效果評價和反饋,除了效果評價,更重要的是通過更多元的效果評價數(shù)據(jù),實時發(fā)現(xiàn)運行的問題,建立對原先的方案進行反饋的機制,優(yōu)化控制策略,并基于優(yōu)化的控制策略給出路口配時方案的優(yōu)化建議。

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綜上所述,關(guān)于信號控制,已不再意味著信號配時方案本身,而應(yīng)是在全流程上做很多工作,尤其是控制策略的推薦生成,這是保障我們方案有效落地的基礎(chǔ)。

國產(chǎn)信號控制系統(tǒng)在國內(nèi)已發(fā)展了三十年時間,海信在這個領(lǐng)域也深耕了近二十年,“未來還有更加漫長的信控發(fā)展之路,海信愿與眾多同仁一起,推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”陳曉明總結(jié)道。