是未來還是大忽悠 | 線圈、視頻、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與交通信號優(yōu)化的整合
信號控制是緩解城市交通擁堵的重要技術手段，隨著BAT等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的加入，交通信號也開始走進互聯(lián)網(wǎng)時代。是競爭？還是合作？傳統(tǒng)信號控制廠商也在不斷探索，懷著開放的心態(tài)擁抱互聯(lián)網(wǎng)，目前，以廣州、濟南、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”模式。
近日我們采訪了信控中國精英俱樂部專家團隊就線圈數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與交通信號優(yōu)化工作開展的現(xiàn)狀優(yōu)劣勢以及發(fā)展趨勢等問題進行了探討。并就互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在交通信號控制領域發(fā)展前景進行了討論。
鑫光道一直在關注和研發(fā)交通信號優(yōu)化這一塊的發(fā)展
交通信號優(yōu)化是否需要實時
交通需求實時變化，不管是非飽和、飽和、過飽和，都需要有跟隨交通流變化而變化的控制方法應對，所以同濟大學教授馬萬經(jīng)認為，單純從響應動態(tài)需求的角度，實時動態(tài)信號優(yōu)化對所有需求隨機性較大的路口都是有價值的。但是是否采用實時動態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)，還需要考慮需求的波動程度、系統(tǒng)的建設維護成本，預期控制效益等多方面的因素，并不是所有的城市或區(qū)域都要建設實時動態(tài)信號優(yōu)化系統(tǒng)。
清華大學土木工程系副教授李瑞敏認為在一些交通流量變化大，尤其在早晚高峰期容易出現(xiàn)路口失衡或排隊溢出等情況下，實時動態(tài)信號優(yōu)化就可以起到很好的調(diào)節(jié)作用。
“單個路口優(yōu)化解決比較簡單，但是如果上下游相鄰路口沒有協(xié)調(diào)，對整個區(qū)域協(xié)調(diào)可能會適得其反，所以實時動態(tài)信號優(yōu)化也會遇到區(qū)域協(xié)調(diào)的瓶頸?！蹦暇┤R斯信息技術股份有限公司交管系統(tǒng)事業(yè)部總經(jīng)理程健這樣認為。
做到實時動態(tài)信號優(yōu)化可以說是終極目標，由于目前的感應控制或自適應控制在飽和度特別高的路況條件下保障性比較低，且對于車流變化的隨機性不好把握，部分專家認為近幾年實現(xiàn)全路網(wǎng)的實時自適應可能性并不大。相比對實時的需求，廣州運星科技有限公司徐建勛認為目前做好區(qū)域協(xié)調(diào)控制更為重要。
智能交通信號機聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀及難點
北方工業(yè)大學城市道路交通智能控制實驗室研究員張福生認為：要達到實時數(shù)據(jù)的調(diào)優(yōu)，信控設備聯(lián)網(wǎng)運行是基礎，但是，據(jù)了解，目前各大城市實際聯(lián)網(wǎng)情況并不理想，往往是一、二線城市的聯(lián)網(wǎng)情況相對較好，中小城市聯(lián)網(wǎng)率偏低，新建項目聯(lián)網(wǎng)率較高，長期運行后聯(lián)網(wǎng)率下降。造成信號控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)率偏低的原因，表面上看是資金支持和維護保障問題，但深層次的原因在于，聯(lián)網(wǎng)運行是否真的帶來了交通效益。
目前國內(nèi)信號聯(lián)網(wǎng)有兩種方式：自建網(wǎng)絡或租用網(wǎng)絡。如果實現(xiàn)大面積聯(lián)網(wǎng)，主要難點在于：一是成本問題，這兩種方式成本都比較高，尤其是距離主城區(qū)比較遠的路口，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有區(qū)別，那么就沒有動力去做這項工作。
信控網(wǎng)絡建設覆蓋城市全域，建設過程中，協(xié)調(diào)工作也是難點之一，中間涉及供電、通信、綠化、城管、城建等很多部門，面臨著大量的協(xié)調(diào)工作。
傳統(tǒng)交通檢測在信號優(yōu)化中的優(yōu)劣勢
無論是實時動態(tài)信號優(yōu)化還是固定配時方案調(diào)優(yōu)都需要數(shù)據(jù)的支撐，面對互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的來勢洶洶，我們首先看看傳統(tǒng)采集數(shù)據(jù)技術可以為信號優(yōu)化帶來什么。
傳統(tǒng)的交通檢測方式，無論是環(huán)形線圈、地磁檢測、視頻檢測、微波斷面檢測，以視頻檢測為例能夠獲得的檢測數(shù)據(jù)通常包括：
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指定位置的存在信息（類似傳統(tǒng)線圈、地磁檢測的結果）；
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排隊信息（排隊長度，不同視頻設備可能會有不同）；
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精確車輛識別信息（車牌識別、車臉識別）。
張福生認為，這些檢測數(shù)據(jù)目前能夠直接應用于信號控制的還是是存在信息。由于不同的控制模式、不同的優(yōu)化控制算法對檢測點位置要求各有不同。比如scats系統(tǒng)檢測位置位于停止線，而SCOOT系統(tǒng)要求在上游80-150米，所以視頻檢測、電子警察輔助檢測以及卡口設備的視頻覆蓋范圍是重要影響因素。而視頻檢測到的其他數(shù)據(jù)，如排隊、車牌識別等數(shù)據(jù)，目前的控制系統(tǒng)還不能直接使用，需要通過外部數(shù)據(jù)預處理后，應用于控制系統(tǒng)，所以這些數(shù)據(jù)直接應用在實時控制方面還有一定的距離。
視頻檢測的數(shù)據(jù)質(zhì)量，除產(chǎn)品本身的質(zhì)量性能外，也應該和安裝位置有很大關系，最大的問題是視線內(nèi)不同車輛的遮擋造成的誤檢、漏檢等問題。
連云港杰瑞電子有限公司ITS事業(yè)部總經(jīng)理項俊平表示視頻不能用于信號控制的論調(diào)，有兩個原因：一是所謂的“視頻”不能準確的檢測交通流量等交通參數(shù)，例如：早期建設的卡口或電子警察設備、用于治安監(jiān)控的球機等；二是視頻設備和信號控制設備的建設方不是一家單位，人為的技術壁壘造成了不能對接。只要以上兩個問題能夠解決，在互聯(lián)網(wǎng)+和多源大數(shù)據(jù)時代，視頻就能更好的實施應用到信號優(yōu)化。
同時，程健認為通過視頻圖像結構化分析來調(diào)優(yōu)可能會面臨兩方面問題：一是圖像傳感器的可見光容易受到環(huán)境影響；二是由于車輛駕駛人的行為具有主觀性，在車流量檢測過程中會具有隨機性，導致結構化分析會有所偏差。但是，通過各種傳感器采集的數(shù)據(jù)準確率也在不斷提高， 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。
富有實戰(zhàn)經(jīng)驗的廣東振業(yè)優(yōu)控科技股份有限公司首席執(zhí)行官陳寧寧表示，在城市應用中，視頻檢測更具有生命力。在信號優(yōu)化方面，視頻檢測既可以獲取數(shù)據(jù)，又能看到擁堵現(xiàn)狀，對具體情況進行治理，通過這種方式獲取的數(shù)據(jù)質(zhì)量主要和安裝和施工的質(zhì)量有關。
總體來講，通過視頻、卡口等傳統(tǒng)技術獲取的數(shù)據(jù)在準確率方面比互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)更高，在檢測設備完好的情況下，對于定點斷面的微觀檢測一定是最精確的，遠高于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。但是它的范圍有限，設備易損壞，如果后期維護沒有及時做好，數(shù)據(jù)質(zhì)量也難以保證。同時，徐建勛表示目前有一些傳統(tǒng)信號機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)，再到信號機，這種復雜的流程就很難做到實時。
互聯(lián)網(wǎng)交通數(shù)據(jù)VS固定點交通采集數(shù)據(jù)
做好信號優(yōu)化，數(shù)據(jù)很重要，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和傳統(tǒng)信號機廠商都希望獲得彼此的數(shù)據(jù)，但雙方對數(shù)據(jù)開放又有重重顧慮，都不想只成為數(shù)據(jù)服務商。李瑞敏表示，這兩者之間并沒有取代關系，而是互補，它們各有優(yōu)劣，只有相互融合才能發(fā)揮更好的效果。
陳寧寧認為傳統(tǒng)檢測設備采樣率高，數(shù)據(jù)質(zhì)量相對較高，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，但是對于某一截面或路段的采樣率就很低。卡口過車數(shù)據(jù)即使在設備不穩(wěn)定的情況下采樣率也可以達到80%左右，而互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在某一路段的采樣率達到5%也比較困難。
在應用目標不同的情況下，張福生認為對于精確控制參數(shù)的優(yōu)化，固定點的檢測更有效，對于區(qū)域或者更大范圍的宏觀的優(yōu)化，軌跡數(shù)據(jù)有重要的參考價值。傳統(tǒng)的定點檢測結合控制模型進行控制優(yōu)化，有很傳統(tǒng)經(jīng)典的方法實現(xiàn)單點、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)，目前似乎還沒有實用的、可連續(xù)運行的系統(tǒng)。
從目前實際應用情況來看，徐建勛認為固定點采集數(shù)據(jù)略有優(yōu)勢，首先，固定點采集數(shù)據(jù)準確率比較高，其次包含所有過車數(shù)據(jù)。目前互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)用來做效果評價還是挺好，但是樣本量度還不夠。
在實時性方面，項俊平認為現(xiàn)階段，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)還不足以支撐實時性較高的控制方式，但在對時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)在交通信號的前景
無論如何，互聯(lián)網(wǎng)給信號控制領域的技術帶來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、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)對優(yōu)化交通控制的作用。但是，還要看到信號控制領域有很多基礎工作要做，現(xiàn)在控制效果不理想很大原因是基礎工作不到位，最基礎控制器、控制系統(tǒng)尚未發(fā)揮到應該發(fā)揮的優(yōu)化作用。應該冷靜分析，哪些是傳統(tǒng)手段應該發(fā)揮的作用，哪些是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)帶來的提升。在信號控制領域，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)應該扮演提升、改進的角色，而傳統(tǒng)企業(yè)也要對自己的方法、產(chǎn)品做提升，以適應互聯(lián)網(wǎng)技術、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的接入。
李瑞敏認為互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)定點采集數(shù)據(jù)之間的關系就好像咸菜和白菜的關系。之前大家都是吃白菜，現(xiàn)在有點咸菜的加入，改改口味挺好，比沒有強，但是沒有咸菜，生活依舊。需要注意的是，這盤大餐我們都不能光吃咸菜，不能說成沒了咸菜就會怎樣?，F(xiàn)在的輿論導向是把大餐說成全是吃咸菜吃完的。
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)可以為信號控制領域帶來新的數(shù)據(jù)源，這些基于定位的宏觀數(shù)據(jù)可以帶來廣闊的解決優(yōu)化問題的視野。但是它是否是信號控制領域的未來，陳寧寧認為還要看互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的定位，是否對交通問題進行了深度研究。雖然在信號優(yōu)化中需要用到很多數(shù)據(jù)，但是在實戰(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，因為首先它會面臨一個車輛滲透率的問題，其次是精度。目前互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)無法精確到車道，這會對數(shù)據(jù)分析帶來干擾。所以互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)需要通過實際案例不斷發(fā)現(xiàn)問題，逐步解決改進，這或許就是未來。
“互聯(lián)網(wǎng)+”是大的發(fā)展趨勢，所以大家對互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在信號控制領域的表現(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)的結合，共同推進信號控制領域的發(fā)展才是真正的愿景。
