這些年公安部交科所在推進(jìn)這件事情上做了很多研究和實(shí)踐，有一些思考、認(rèn)知和體會(huì)，希望能給業(yè)內(nèi)帶來參考和借鑒，促進(jìn)信號(hào)控制相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也希望相關(guān)的技術(shù)研究能夠更有用武之地，更希望標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范能夠得到更好的貫徹和執(zhí)行。

一、背景與基礎(chǔ)

01發(fā)展情況及面臨問題

多年來，優(yōu)化信號(hào)配時(shí)、信號(hào)控制智能化，得到了管理單位、企業(yè)重視和投入，信號(hào)控制、信號(hào)機(jī)以及系統(tǒng)本身的智能化，尤其是圍繞著信號(hào)機(jī)、信號(hào)系統(tǒng)周圍的新型感知設(shè)備，包括交通大腦、邊緣計(jì)算、AI算法等取得了一定的成效，時(shí)至今日也能夠感受到這些新技術(shù)、新產(chǎn)品帶來的進(jìn)步，但有一點(diǎn)不可回避，雖然說近10年來信號(hào)控制智能化取得了很大的進(jìn)步，但是也持續(xù)面臨著一些問題和困擾，主要有三點(diǎn)。

一是信號(hào)控制技術(shù)產(chǎn)品開放性不足，目前很少有人講信號(hào)機(jī)、聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控的控制邏輯到底是什么，也就是說還不明白信號(hào)控制是以什么樣的原理來呈現(xiàn)，不知道怎么用好。

二是技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展耦合不高，產(chǎn)品迭代的速度很快，但是這么多年后，有些技術(shù)可能就不用了，用了之后也很少去維護(hù)，希望產(chǎn)業(yè)跟技術(shù)研究能夠有更好的結(jié)果。

三是行業(yè)專業(yè)化引領(lǐng)規(guī)范性不強(qiáng)，力度確實(shí)還不夠，剛性還不那么強(qiáng)，不同品牌的信號(hào)聯(lián)網(wǎng)艱難就是一個(gè)例子。

02主要政策

公安部非常重視推進(jìn)信號(hào)控制專業(yè)化的問題，不斷地下發(fā)各類文件，早在2016年推出的“兩化”通知中就部署推進(jìn)交通信號(hào)燈配時(shí)智能化和交通標(biāo)志標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)化；2017年“城市道路交通文明暢通提升行動(dòng)計(jì)劃”中專門提出要提供交通信號(hào)燈控制和配時(shí)優(yōu)化等服務(wù)；2020年出臺(tái)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市道路交通信號(hào)控制應(yīng)用工作的指導(dǎo)意見》，對(duì)交通信號(hào)控制應(yīng)用工作全面、系統(tǒng)指導(dǎo)；2022年公安部交管局推出《城市道路交叉口精細(xì)治理提升工作方案》，要求各地通過完善交通設(shè)施、優(yōu)化信號(hào)控制等方式打造一批精品樣板路口；今年發(fā)布了深化城市道路交叉口精細(xì)治理工作方案的內(nèi)容，進(jìn)一步優(yōu)化一批城市關(guān)鍵性、控制性路口的交通設(shè)施與信控方案。全國(guó)范圍內(nèi)，各級(jí)管理部門希望把信號(hào)控制這項(xiàng)工作做得更專業(yè)化，把基礎(chǔ)工作做得更扎實(shí)。

03主要研究與實(shí)踐

近些年，公安部交科所和所屬無錫華通公司，聯(lián)合了國(guó)內(nèi)領(lǐng)域權(quán)威院校、領(lǐng)軍企業(yè)承擔(dān)了“十二五”“十三五”的一些國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，以及一系列的信號(hào)智能化控制領(lǐng)域國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也出版了一系列交通組織與優(yōu)化控制的案例手冊(cè)、指南，組織實(shí)施了規(guī)?；痉哆\(yùn)行的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目等，同時(shí)還主導(dǎo)實(shí)施了無錫車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)的示范項(xiàng)目，在實(shí)踐中進(jìn)行探索。

二、主要突破點(diǎn)與實(shí)現(xiàn)思路

基于實(shí)踐探索的經(jīng)歷之后，報(bào)告一下在信號(hào)控制相關(guān)領(lǐng)域的認(rèn)知和體會(huì)。

這些年大家一直在圍繞著信號(hào)燈跟信號(hào)機(jī)努力，熱度一直不減，但是紅綠燈的壓力確實(shí)大太了，不論做交通大腦，還是做互聯(lián)網(wǎng)，都把焦點(diǎn)集中在了信號(hào)控制上，想讓它能夠做得更好，除了提升智能化程度外，周邊設(shè)備也要有很好的賦能。信號(hào)控制是智慧交管的脊梁，很多技術(shù)都圍著其來去做賦能，和其他設(shè)備要有一個(gè)主次關(guān)系和界面關(guān)系，公安部交科所也是圍繞著信號(hào)控制本身以及其他關(guān)系上做了一些探索和嘗試，供大家參考。

01探索一

信號(hào)機(jī)與新型感知設(shè)備——直連交互。

第一個(gè)探索嘗試就是把信號(hào)機(jī)和新型檢測(cè)器連起來，達(dá)到直連交互，也就是說讓信號(hào)機(jī)能夠直接用到獲取的數(shù)據(jù)，可以清楚地識(shí)別出通行狀態(tài)，以及每個(gè)車道的固定狀態(tài)，以及可以知道分燈態(tài)排隊(duì)放行狀態(tài)，而且采集數(shù)據(jù)的頻率是0.5秒，把實(shí)時(shí)采集的秒級(jí)數(shù)據(jù)用起來。在前段時(shí)間發(fā)布的國(guó)標(biāo)《交通信號(hào)控制機(jī)與車輛檢測(cè)器間通信協(xié)議》，重點(diǎn)就是希望推動(dòng)檢測(cè)器采集到的交通流數(shù)據(jù)能讓信號(hào)機(jī)直接用起來。

02探索二

信號(hào)實(shí)時(shí)控制——相位級(jí)響應(yīng)。

第二個(gè)探索的突破點(diǎn)，讓信號(hào)燈實(shí)時(shí)動(dòng)起來，跟車流量的情況相匹配，針對(duì)綠燈空放等問題，建立了以相位控制為基本單元的信號(hào)實(shí)時(shí)控制，實(shí)際上就是基于感知看到當(dāng)前相位排隊(duì)來車的情況，根據(jù)這些感知來優(yōu)化信號(hào)響應(yīng)。

一個(gè)相位執(zhí)行完了之后，該相位通過了多少車，花了多少時(shí)間，都要有記錄，下一周期以及歷史上疊加下來相位通過時(shí)間和控制參數(shù)與感知數(shù)據(jù)同步進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，也就是大數(shù)據(jù)，可以學(xué)習(xí)某一個(gè)路口常態(tài)化運(yùn)行的情況，基于此路徑來重新構(gòu)建控制邏輯和算法。根據(jù)這些邏輯和算法，做了一些實(shí)時(shí)優(yōu)化控制、動(dòng)態(tài)綠波控制和動(dòng)態(tài)可變車道控制，這些工作本質(zhì)上是解決空放、截留車輛和相位與相位之間的不平衡等問題。

03探索三

集聚擁堵動(dòng)態(tài)調(diào)控——場(chǎng)景化、目標(biāo)導(dǎo)向。

上述是針對(duì)非飽和的情況，那么針對(duì)過飽和、集聚擁堵的情況下，重點(diǎn)探討嘗試使其場(chǎng)景化，提取重要擁堵節(jié)點(diǎn)的交通流向，在熱點(diǎn)片區(qū)場(chǎng)景進(jìn)行擁堵點(diǎn)通行需求溯源識(shí)別等，在通勤干線場(chǎng)景進(jìn)行路網(wǎng)通勤主流向識(shí)別預(yù)警等，在快速路場(chǎng)景進(jìn)行上匝道信號(hào)控制保障主線通行等，核心的思路就是找準(zhǔn)擁堵路徑的動(dòng)態(tài)集聚性，路徑確實(shí)能夠找到，但是擁堵集聚的動(dòng)態(tài)情況需要更精準(zhǔn)感知手段去分析。

04探索四

車輛優(yōu)先通行控制——實(shí)時(shí)物聯(lián)互聯(lián)。

做了三個(gè)場(chǎng)景，一是有軌電車優(yōu)先通行，把路口的信號(hào)機(jī)和有軌電車的信號(hào)的控制機(jī)放在一起實(shí)現(xiàn)一體化，在控制上更符合有軌電車和社會(huì)車輛的通用特性，做到實(shí)時(shí)優(yōu)先控制。

二是移動(dòng)互聯(lián)車載領(lǐng)航，將車載終端與信控系統(tǒng)網(wǎng)聯(lián)互通，可以實(shí)現(xiàn)特種車輛實(shí)時(shí)位置追蹤和車端路線規(guī)劃與沿線前置響應(yīng)。

三是無公交專用道公交優(yōu)先，把系統(tǒng)與公交運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)互聯(lián)，系統(tǒng)兼容多種公交車輛定位方式，并進(jìn)行優(yōu)先流向與非優(yōu)先流向需求的綜合判別。

05探索五

管控效果的診斷與測(cè)評(píng)——直觀、準(zhǔn)確。

第一點(diǎn)是進(jìn)行多元交通數(shù)據(jù)分層遞進(jìn)應(yīng)用，第二點(diǎn)是進(jìn)行直觀化場(chǎng)景運(yùn)行狀態(tài)診斷，第三點(diǎn)是進(jìn)行多維度的路網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)測(cè)評(píng)，第四點(diǎn)是利用在線化管控效能進(jìn)行評(píng)估反饋。

06探索六

不同信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控——系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一通控。

不同品牌信號(hào)控制系統(tǒng)難以互聯(lián)是多年的癥結(jié)，交科所一直在努力嘗試著推動(dòng)這件事，行標(biāo)《公安交通集成指揮平臺(tái)通信協(xié)議 第2部分：交通信號(hào)控制系統(tǒng)》已經(jīng)修訂完成了，馬上要開始執(zhí)行，思路是建立信號(hào)控制系統(tǒng)與上位平臺(tái)間的統(tǒng)一通信協(xié)議，然后通過信號(hào)統(tǒng)一管理子平臺(tái)進(jìn)行方案下發(fā)、協(xié)調(diào)控制、運(yùn)維管理、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用等。

07探索七

與互聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航平臺(tái)的互通——相互賦能反哺。

怎么用好互聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航平臺(tái)資源？交科所專門訂立了信號(hào)控制系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航數(shù)據(jù)交互的標(biāo)準(zhǔn)，希望導(dǎo)航能夠助力疏堵，這需要把信號(hào)控制方案和擁堵情況給傳送給導(dǎo)航，其實(shí)導(dǎo)航可以做到更好的前置性疏堵，比信號(hào)控制本身的調(diào)控要好得多。

08探索八

開放賦能車聯(lián)網(wǎng)——協(xié)同架構(gòu)、規(guī)范交互。

重點(diǎn)探索推動(dòng)信號(hào)本身的開放，此前都在推交通管理平臺(tái)和其他的平臺(tái)之間的交互，但是進(jìn)展很艱難，因?yàn)楝F(xiàn)在的技術(shù)路線實(shí)在是太多了，行業(yè)目前怕也只能做到橫向的相互賦能的架構(gòu)，而以控制為主的信息共享后，能更好地能夠賦能精準(zhǔn)出行服務(wù)以及輔助駕駛。這部分公安部交科所也發(fā)布了一些標(biāo)準(zhǔn)。

09探索九

路側(cè)邊緣計(jì)算初步應(yīng)用——規(guī)范數(shù)據(jù)匯聚與處理。

主要是解決路側(cè)管控設(shè)備間橫向不互通的問題，一是數(shù)據(jù)匯聚，與大數(shù)據(jù)平臺(tái)同步交互；二是利用邊緣計(jì)算的算力進(jìn)行輕量化視頻邊緣快速處理，目前實(shí)現(xiàn)了16種機(jī)動(dòng)車通行狀態(tài)和13種慢行交通通行狀態(tài)的智能感知；三是在橫向上將管控終端間的信息進(jìn)行快速交互，目前支持信號(hào)機(jī)、RSU、RFID、電警等7種終端接入。

三、下步推進(jìn)重點(diǎn)

一是深化推進(jìn)信號(hào)控制智能化實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用體系。交通大腦不是萬能的，不能直接控制信號(hào)機(jī)，要給專業(yè)團(tuán)隊(duì)來使用，來進(jìn)一步指揮調(diào)動(dòng)信號(hào)控制系統(tǒng)和警務(wù)，構(gòu)成閉環(huán)協(xié)同管控應(yīng)用。同時(shí)更要把信息傳給導(dǎo)航以及自動(dòng)駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)汽車，在面上做控制，并且逐步地針對(duì)個(gè)體進(jìn)行對(duì)話，做一些前置性的交通誘導(dǎo)，需要體系化地推進(jìn)。

二是推廣目標(biāo)導(dǎo)向的多場(chǎng)景智能控制應(yīng)用。以前經(jīng)常提到點(diǎn)、線、面，但是現(xiàn)在交通量很大，出行需求變化也比較大，路口有各自的特點(diǎn)，不同時(shí)間不同空間內(nèi)要把它們連起來就是一個(gè)場(chǎng)景，要針對(duì)場(chǎng)景去做優(yōu)化方案，而不是說針對(duì)某一個(gè)路口，這樣才能有的放矢地來解決交通問題，因?yàn)樾盘?hào)控制是不可能在整個(gè)路網(wǎng)層面上進(jìn)行調(diào)控，只能在多路口上才能發(fā)揮真正的作用。

三是強(qiáng)力推動(dòng)信控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)馬上要開始執(zhí)行，要加大行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)宣貫，貫徹落實(shí)公安部交通管理科技創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見，還要聯(lián)創(chuàng)統(tǒng)一信控平臺(tái)，強(qiáng)力推進(jìn)規(guī)范聯(lián)網(wǎng)，此外要推進(jìn)網(wǎng)聯(lián)設(shè)施與機(jī)動(dòng)車數(shù)字身份標(biāo)準(zhǔn)制定。

四是面向新型混合交通，深化邊緣計(jì)算終端作用。也就是說要順應(yīng)汽車網(wǎng)聯(lián)化、智能化發(fā)展實(shí)際，依托路側(cè)邊緣計(jì)算控制終端，探索“交通數(shù)字化對(duì)話”應(yīng)用體系，形成更為廣義和深度豐富的車路協(xié)同交互信息，賦能不同智能水平的車輛自主化通行。

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