【城市智能交通創(chuàng)新發(fā)展】深化城市交通管控技術(shù)應(yīng)用若干認(rèn)識(shí)與探索---劉東波

公安部交通管理科學(xué)研究所副所長(zhǎng) 劉東波 研究員

　　1.面臨的挑戰(zhàn)與需求
　　從2000年開(kāi)始到目前，已經(jīng)創(chuàng)建了將近17年的暢通工程。我們城市的道路基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)際上發(fā)生了巨大的變化，成效也非常的顯著，在道路通行能力提升方面也發(fā)生了巨大的變化。現(xiàn)階段我們要做的是在這樣的基礎(chǔ)設(shè)施下來(lái)優(yōu)化道路通行的功能，優(yōu)化設(shè)施合理的設(shè)置。在這樣的硬件條件基礎(chǔ)之上，我們可以看到在道路條件上運(yùn)行所面臨的挑戰(zhàn)。截止今年的第三季度末，我們?nèi)珖?guó)汽車的擁有量已經(jīng)達(dá)到2.12億輛，超過(guò)百萬(wàn)的汽車保有量城市已經(jīng)達(dá)到了52個(gè)，其中有6個(gè)城市已經(jīng)超過(guò)了300萬(wàn)個(gè)。
　　城市所面臨的交通運(yùn)行的態(tài)勢(shì)或者是規(guī)律或者是挑戰(zhàn)，已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的變化。公安交管部門，實(shí)際上管的是路網(wǎng)條件下交通運(yùn)行情況，管的是交通行為。所以在現(xiàn)階段的情況下來(lái)緩解城市交通擁堵，從交通管控的角度出發(fā)，不但是要注重點(diǎn)上效率的提升，同時(shí)更要從路網(wǎng)的角度考慮均衡的控制。無(wú)論是大城市、中小城市現(xiàn)在都有普遍的現(xiàn)象，高峰時(shí)段有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，交通流集聚的效應(yīng)非常明顯。用我們常規(guī)處理非飽和的方法難以處理過(guò)飽和的情況，比如說(shuō)我們所做的濾波當(dāng)在晚高峰的時(shí)候，即可能需要兩到三個(gè)信號(hào)周期車輛才能通過(guò)，是沒(méi)有進(jìn)行的。
　　現(xiàn)在交通運(yùn)行情況已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，既要關(guān)注點(diǎn)上效率的提升，同時(shí)也要從路網(wǎng)角度來(lái)做均衡的調(diào)控，這是運(yùn)行上的認(rèn)識(shí)。同時(shí)面對(duì)我們技術(shù)快速發(fā)展，帶給我們非常大的碰撞，實(shí)際上對(duì)我們管控效能的提升也有一個(gè)非常好的支撐?，F(xiàn)在新技術(shù)的發(fā)展讓前端的感知更為精準(zhǔn)，獲取的數(shù)據(jù)更多，所有的感知、智能交通系統(tǒng)都是自成體系的、獨(dú)立的，前端到中心系統(tǒng)再來(lái)集成。但現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)打破了獨(dú)立發(fā)展的境界，前端的感知更加智能化，前端控制的設(shè)備之間的交互互聯(lián)，系統(tǒng)之間的互聯(lián)更為開(kāi)放，到了中心系統(tǒng)、大平臺(tái)就有更多的數(shù)據(jù)。這改變了我們傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)、實(shí)現(xiàn)的方法。
　　在這樣的大背景和現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)下，公安交管部門實(shí)實(shí)在在需要專業(yè)技術(shù)支撐的需求。包括如何來(lái)更好的做好精細(xì)化；通過(guò)交通工程的手段，標(biāo)志標(biāo)線安全設(shè)施的設(shè)置；控制交通運(yùn)行智能化的提升；對(duì)整個(gè)路網(wǎng)交通運(yùn)行態(tài)勢(shì)規(guī)律特征的研判，使緩解擁堵的決策更為科學(xué)。實(shí)現(xiàn)路面上的管理轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、情報(bào)驅(qū)動(dòng)，提升管控效能。

　　2. 推進(jìn)交通工程技術(shù)匠心應(yīng)用
　　現(xiàn)在有很多很好的技術(shù)，但是如何更好的落在公安交管中的各個(gè)領(lǐng)域是現(xiàn)實(shí)的需求，也是一個(gè)挑戰(zhàn)?；谶@樣一些認(rèn)識(shí)，公安部科研所這幾年在以下方面做了一些探索和推進(jìn)。
　　推進(jìn)科技工程技術(shù)匠心的運(yùn)用，我們一直在強(qiáng)調(diào)精細(xì)化。精細(xì)在哪兒？怎么做？如何更好地進(jìn)行？這時(shí)候需要結(jié)合各方面的優(yōu)秀技術(shù)、專業(yè)技術(shù)到交管領(lǐng)域。
　　微觀層面的工匠精神，是精細(xì)打造路口的交通組織，包括我們?cè)O(shè)施的設(shè)置。實(shí)際上最終目的是規(guī)范交通行為。路面上的交通行為，是管控組織管理的核心、目標(biāo)。在宏觀層面上，原有的粗放式管理應(yīng)更科學(xué)。運(yùn)用大數(shù)據(jù)更好地進(jìn)行判斷城市交通運(yùn)行的狀況，更好地來(lái)評(píng)估各個(gè)城市運(yùn)行的情況。只有在這樣的基礎(chǔ)上，管理者才能把決策做的更好。
　　現(xiàn)在有很多領(lǐng)域的技術(shù)，需要將這些專業(yè)技術(shù)在交管領(lǐng)域更好地協(xié)同應(yīng)用。無(wú)論是靜態(tài)的還是動(dòng)態(tài)的設(shè)施設(shè)置，最終目的是引導(dǎo)規(guī)范交通行為，所以要強(qiáng)調(diào)靜態(tài)的交通組織和動(dòng)態(tài)的管控，行為的引導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。
　　舉兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子，安全法上明確規(guī)定七種信號(hào)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充了兩種，一共有九種。也就是說(shuō)，交通燈的圖案，包括顯示的順序，在法規(guī)中已經(jīng)明確做了一個(gè)定義。我們?cè)谶@些方面的事情難以創(chuàng)新，而且在應(yīng)用上，不可能一個(gè)地方一種信號(hào)，統(tǒng)一十分重要。所以，全國(guó)最近推進(jìn)了信號(hào)燈規(guī)范設(shè)置，這是我們所有東西智能化的基礎(chǔ)。
　　第二個(gè)例子是禮讓斑馬線。我們道路安全法明確規(guī)定，遇到斑馬線車輛減速，遇到行人停車讓行。這是一個(gè)很明確的規(guī)定，無(wú)論是機(jī)動(dòng)車還是行人，在遵守交通安全規(guī)則的情況下，各行其道，然后依據(jù)通行權(quán)的分配和讓行規(guī)則解決沖突問(wèn)題。
　　在道路上設(shè)施的設(shè)置上，以斑馬線為例，斑馬線附近要設(shè)置很多的路面標(biāo)記，這些標(biāo)記的目的作用是什么？首先讓行人找到斑馬線。其次讓機(jī)動(dòng)車知道前方是路段斑馬線，并且知道有無(wú)信號(hào)控制。在行人在過(guò)馬路時(shí)，當(dāng)大家都在遵守規(guī)則的情況下，車和人相遇了安全法規(guī)定的很明確，這個(gè)時(shí)候行人優(yōu)先通行。
　　然而這里面隱藏一個(gè)特殊的情況——行人遵守信號(hào)但是未能完全通過(guò)馬路。這個(gè)時(shí)候右轉(zhuǎn)車輛、左轉(zhuǎn)車輛，遇到了行人還沒(méi)有完全通過(guò)馬路的時(shí)候也要停車讓行。我們從讓行上升到禮讓，是從規(guī)則上升到道德的行為，所以我們覺(jué)得從交通工程技術(shù)應(yīng)用，從信號(hào)燈的設(shè)置、控制上進(jìn)行，在遵循法制的規(guī)則下進(jìn)行，能給我們樹(shù)立非常好通行的規(guī)則。
　　全國(guó)交管部門需要專業(yè)的技術(shù)在各地落地，公安部交通科研所牽頭成立了智慧交通管理產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，匯集了交通領(lǐng)域相關(guān)的科研院所、規(guī)劃設(shè)計(jì)單位、咨詢公司。我們想推動(dòng)這些專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來(lái)去做專業(yè)的事情，同時(shí)我們也搭建了城市交通管理精細(xì)化設(shè)計(jì)的資源共享平臺(tái)。目的是我們希望各地好的成果能夠應(yīng)用起來(lái)。
　　3. 提檔升級(jí)交通信號(hào)控制智能化
　　信號(hào)是動(dòng)態(tài)管控的核心，是整個(gè)智能交通的核心。但是交通信號(hào)控制智能化這件事情我們孜孜不倦做了很多年，也有很多問(wèn)題困擾著我們。核心的問(wèn)題是檢測(cè)，這是根源的問(wèn)題。檢測(cè)的問(wèn)題主要是檢測(cè)器如線圈等因使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而損壞導(dǎo)致機(jī)器許多智能算法無(wú)法使用，應(yīng)用層面大打折扣。
　　現(xiàn)在的技術(shù)感知手段已經(jīng)非常優(yōu)秀。以視頻為例，進(jìn)口車道的視頻感知與以前不一樣，如今可以感知到路口的排隊(duì)、放行、動(dòng)態(tài)運(yùn)行的情況。不需要通過(guò)數(shù)流量的方法再去預(yù)測(cè)、再去判斷。
　　通過(guò)智能感知手段可以獲取了大量交通運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，但是傳統(tǒng)的信號(hào)機(jī)不接受這些數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的信號(hào)機(jī)里面有一個(gè)檢測(cè)板，只接受0和1的情況。所以第二個(gè)突破就是不再使用檢測(cè)板。運(yùn)用通訊板進(jìn)行代替，讓大量的數(shù)據(jù)可以加入控制算法中。信號(hào)機(jī)實(shí)現(xiàn)了面向數(shù)據(jù)的開(kāi)放。另外一個(gè)方面，以往中心系統(tǒng)一般都是比較獨(dú)立的，如今我們的系統(tǒng)要跟公交運(yùn)營(yíng)等系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，即系統(tǒng)也要開(kāi)放，與其他系統(tǒng)進(jìn)行橫向的互聯(lián)。無(wú)論是系統(tǒng)也好，前端也好，大量的數(shù)據(jù)需要重構(gòu)感知控制中端層面的算法，系統(tǒng)中心層面的算法。這個(gè)就是我們重點(diǎn)研究的，與傳統(tǒng)不太相同的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的優(yōu)化控制的思路，我們陸續(xù)的在研究各個(gè)層面優(yōu)化的算法。
　　另一方面是數(shù)據(jù)融合?；ヂ?lián)網(wǎng)、移動(dòng)大數(shù)據(jù)可以直接優(yōu)化到信號(hào)燈嗎？大家一直在討論這個(gè)事情。我們前端的感知設(shè)備、數(shù)據(jù)也是非常有用的，它更多的是作用在微觀的層面。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)是我們傳統(tǒng)的感知手段所分析的情況是沒(méi)辦法比擬的，更多的描繪了路網(wǎng)的規(guī)律和特征。在這樣情況下，確實(shí)要以開(kāi)放的心態(tài)擁抱大數(shù)據(jù)，擁抱這樣的變化，但是我們要把界面劃分清楚。至少我們目前要?jiǎng)澐智宄脕?lái)做開(kāi)放融合。
　　除了融合之外物聯(lián)網(wǎng)也是關(guān)鍵點(diǎn)。無(wú)論是信號(hào)機(jī)還是在橫向跟所有前端交互上，數(shù)據(jù)的開(kāi)放和交互十分重要。今年在無(wú)錫召開(kāi)的物聯(lián)網(wǎng)博覽大會(huì)上，我們聯(lián)合了華為、一汽、奧迪、中國(guó)移動(dòng)等等也嘗試開(kāi)放做了這樣的測(cè)試——實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同。這個(gè)概念我們很早就提出來(lái)，但這一次真正做到了路口中心數(shù)據(jù)的交互。即信號(hào)機(jī)可以實(shí)時(shí)把信號(hào)燈狀態(tài)的信息，非常準(zhǔn)確推送到商用車的車載屏里去，在車?yán)锩婵梢酝ㄟ^(guò)信號(hào)機(jī)點(diǎn)播視頻。這個(gè)通信的延遲完全可以做到百毫秒以內(nèi)，在比較好的情況下可以控制在50毫秒、20毫秒。我們實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同的控制必須是低遲延、高可靠性。這也要求信號(hào)控制必須開(kāi)放，必須能夠?qū)崿F(xiàn)車路的交互。
　　4.編制指南完善標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)規(guī)范化
　　伴隨“兩化”我們出了一個(gè)指南手冊(cè)，因?yàn)楝F(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)太寬泛，各地不知道怎么用，所以專門出了一個(gè)“兩化”的指導(dǎo)手冊(cè)。同時(shí)，聯(lián)合科研院所、設(shè)計(jì)單位在編制一系列的交通組織專業(yè)化的手冊(cè)，我們也誠(chéng)邀各個(gè)專家能夠共同來(lái)編制這樣的手冊(cè)。
　　同時(shí)我們也修訂了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是信號(hào)方面的標(biāo)準(zhǔn)，更突出的是數(shù)據(jù)的開(kāi)放。最后我們助力全國(guó)各地推廣大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，首先有一個(gè)很明確的觀點(diǎn)，先用好交管大數(shù)據(jù)。我們有數(shù)據(jù)，有智能化管控的設(shè)備，把它結(jié)合在一起對(duì)交管的執(zhí)法精準(zhǔn)性、科學(xué)性提高有一個(gè)很強(qiáng)的幫助，可以找到違法的熱點(diǎn)、執(zhí)法的熱點(diǎn)。
　　5.運(yùn)用大數(shù)據(jù)助力指揮評(píng)估科學(xué)化
　　我們目前在跟互聯(lián)網(wǎng)公司進(jìn)行對(duì)接設(shè)立交管行業(yè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，雖然現(xiàn)在有擁堵指數(shù)，但是交管行業(yè)需要一個(gè)面向行業(yè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系?；谶@樣的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用高德、百度的數(shù)據(jù)，能夠更好地面向行業(yè)來(lái)發(fā)布城市運(yùn)行的研判報(bào)告，助力各地城市交通的改善，這也是接下來(lái)工作的重點(diǎn)。