【城市智能交通創(chuàng)新發(fā)展】深化城市交通管控技術應用若干認識與探索---劉東波

公安部交通管理科學研究所副所長 劉東波 研究員

　　1.面臨的挑戰(zhàn)與需求
　　從2000年開始到目前，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設施實際上發(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?，F(xiàn)階段我們要做的是在這樣的基礎設施下來優(yōu)化道路通行的功能，優(yōu)化設施合理的設置。在這樣的硬件條件基礎之上，我們可以看到在道路條件上運行所面臨的挑戰(zhàn)。截止今年的第三季度末，我們?nèi)珖嚨膿碛辛恳呀?jīng)達到2.12億輛，超過百萬的汽車保有量城市已經(jīng)達到了52個，其中有6個城市已經(jīng)超過了300萬個。
　　城市所面臨的交通運行的態(tài)勢或者是規(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，實際上管的是路網(wǎng)條件下交通運行情況，管的是交通行為。所以在現(xiàn)階段的情況下來緩解城市交通擁堵，從交通管控的角度出發(fā)，不但是要注重點上效率的提升，同時更要從路網(wǎng)的角度考慮均衡的控制。無論是大城市、中小城市現(xiàn)在都有普遍的現(xiàn)象，高峰時段有一個明顯的特點，交通流集聚的效應非常明顯。用我們常規(guī)處理非飽和的方法難以處理過飽和的情況，比如說我們所做的濾波當在晚高峰的時候，即可能需要兩到三個信號周期車輛才能通過，是沒有進行的。
　　現(xiàn)在交通運行情況已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，既要關注點上效率的提升，同時也要從路網(wǎng)角度來做均衡的調(diào)控，這是運行上的認識。同時面對我們技術快速發(fā)展，帶給我們非常大的碰撞，實際上對我們管控效能的提升也有一個非常好的支撐?，F(xiàn)在新技術的發(fā)展讓前端的感知更為精準，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、獨立的，前端到中心系統(tǒng)再來集成。但現(xiàn)在的技術發(fā)展已經(jīng)打破了獨立發(fā)展的境界，前端的感知更加智能化，前端控制的設備之間的交互互聯(lián)，系統(tǒng)之間的互聯(lián)更為開放，到了中心系統(tǒng)、大平臺就有更多的數(shù)據(jù)。這改變了我們傳統(tǒng)的認識、實現(xiàn)的方法。
　　在這樣的大背景和現(xiàn)實的挑戰(zhàn)下，公安交管部門實實在在需要專業(yè)技術支撐的需求。包括如何來更好的做好精細化；通過交通工程的手段，標志標線安全設施的設置；控制交通運行智能化的提升；對整個路網(wǎng)交通運行態(tài)勢規(guī)律特征的研判，使緩解擁堵的決策更為科學。實現(xiàn)路面上的管理轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動、情報驅(qū)動，提升管控效能。

　　2. 推進交通工程技術匠心應用
　　現(xiàn)在有很多很好的技術，但是如何更好的落在公安交管中的各個領域是現(xiàn)實的需求，也是一個挑戰(zhàn)?；谶@樣一些認識，公安部科研所這幾年在以下方面做了一些探索和推進。
　　推進科技工程技術匠心的運用，我們一直在強調(diào)精細化。精細在哪兒？怎么做？如何更好地進行？這時候需要結(jié)合各方面的優(yōu)秀技術、專業(yè)技術到交管領域。
　　微觀層面的工匠精神，是精細打造路口的交通組織，包括我們設施的設置。實際上最終目的是規(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。在宏觀層面上，原有的粗放式管理應更科學。運用大數(shù)據(jù)更好地進行判斷城市交通運行的狀況，更好地來評估各個城市運行的情況。只有在這樣的基礎上，管理者才能把決策做的更好。
　　現(xiàn)在有很多領域的技術，需要將這些專業(yè)技術在交管領域更好地協(xié)同應用。無論是靜態(tài)的還是動態(tài)的設施設置，最終目的是引導規(guī)范交通行為，所以要強調(diào)靜態(tài)的交通組織和動態(tài)的管控，行為的引導，強調(diào)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。
　　舉兩個簡單的例子，安全法上明確規(guī)定七種信號，國家標準補充了兩種，一共有九種。也就是說，交通燈的圖案，包括顯示的順序，在法規(guī)中已經(jīng)明確做了一個定義。我們在這些方面的事情難以創(chuàng)新，而且在應用上，不可能一個地方一種信號，統(tǒng)一十分重要。所以，全國最近推進了信號燈規(guī)范設置，這是我們所有東西智能化的基礎。
　　第二個例子是禮讓斑馬線。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。這是一個很明確的規(guī)定，無論是機動車還是行人，在遵守交通安全規(guī)則的情況下，各行其道，然后依據(jù)通行權的分配和讓行規(guī)則解決沖突問題。
　　在道路上設施的設置上，以斑馬線為例，斑馬線附近要設置很多的路面標記，這些標記的目的作用是什么？首先讓行人找到斑馬線。其次讓機動車知道前方是路段斑馬線，并且知道有無信號控制。在行人在過馬路時，當大家都在遵守規(guī)則的情況下，車和人相遇了安全法規(guī)定的很明確，這個時候行人優(yōu)先通行。
　　然而這里面隱藏一個特殊的情況——行人遵守信號但是未能完全通過馬路。這個時候右轉(zhuǎn)車輛、左轉(zhuǎn)車輛，遇到了行人還沒有完全通過馬路的時候也要停車讓行。我們從讓行上升到禮讓，是從規(guī)則上升到道德的行為，所以我們覺得從交通工程技術應用，從信號燈的設置、控制上進行，在遵循法制的規(guī)則下進行，能給我們樹立非常好通行的規(guī)則。
　　全國交管部門需要專業(yè)的技術在各地落地，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，匯集了交通領域相關的科研院所、規(guī)劃設計單位、咨詢公司。我們想推動這些專業(yè)的團隊來去做專業(yè)的事情，同時我們也搭建了城市交通管理精細化設計的資源共享平臺。目的是我們希望各地好的成果能夠應用起來。
　　3. 提檔升級交通信號控制智能化
　　信號是動態(tài)管控的核心，是整個智能交通的核心。但是交通信號控制智能化這件事情我們孜孜不倦做了很多年，也有很多問題困擾著我們。核心的問題是檢測，這是根源的問題。檢測的問題主要是檢測器如線圈等因使用時間過長而損壞導致機器許多智能算法無法使用，應用層面大打折扣。
　　現(xiàn)在的技術感知手段已經(jīng)非常優(yōu)秀。以視頻為例，進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、放行、動態(tài)運行的情況。不需要通過數(shù)流量的方法再去預測、再去判斷。
　　通過智能感知手段可以獲取了大量交通運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，但是傳統(tǒng)的信號機不接受這些數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的信號機里面有一個檢測板，只接受0和1的情況。所以第二個突破就是不再使用檢測板。運用通訊板進行代替，讓大量的數(shù)據(jù)可以加入控制算法中。信號機實現(xiàn)了面向數(shù)據(jù)的開放。另外一個方面，以往中心系統(tǒng)一般都是比較獨立的，如今我們的系統(tǒng)要跟公交運營等系統(tǒng)進行對接，即系統(tǒng)也要開放，與其他系統(tǒng)進行橫向的互聯(lián)。無論是系統(tǒng)也好，前端也好，大量的數(shù)據(jù)需要重構感知控制中端層面的算法，系統(tǒng)中心層面的算法。這個就是我們重點研究的，與傳統(tǒng)不太相同的實時、動態(tài)的優(yōu)化控制的思路，我們陸續(xù)的在研究各個層面優(yōu)化的算法。
　　另一方面是數(shù)據(jù)融合。互聯(lián)網(wǎng)、移動大數(shù)據(jù)可以直接優(yōu)化到信號燈嗎？大家一直在討論這個事情。我們前端的感知設備、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，確實要以開放的心態(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。至少我們目前要劃分清楚，更好來做開放融合。
　　除了融合之外物聯(lián)網(wǎng)也是關鍵點。無論是信號機還是在橫向跟所有前端交互上，數(shù)據(jù)的開放和交互十分重要。今年在無錫召開的物聯(lián)網(wǎng)博覽大會上，我們聯(lián)合了華為、一汽、奧迪、中國移動等等也嘗試開放做了這樣的測試——實現(xiàn)車路協(xié)同。這個概念我們很早就提出來，但這一次真正做到了路口中心數(shù)據(jù)的交互。即信號機可以實時把信號燈狀態(tài)的信息，非常準確推送到商用車的車載屏里去，在車里面可以通過信號機點播視頻。這個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。這也要求信號控制必須開放，必須能夠?qū)崿F(xiàn)車路的交互。
　　4.編制指南完善標準指導規(guī)范化
　　伴隨“兩化”我們出了一個指南手冊，因為現(xiàn)有的標準太寬泛，各地不知道怎么用，所以專門出了一個“兩化”的指導手冊。同時，聯(lián)合科研院所、設計單位在編制一系列的交通組織專業(yè)化的手冊，我們也誠邀各個專家能夠共同來編制這樣的手冊。
　　同時我們也修訂了相關的標準，尤其是信號方面的標準，更突出的是數(shù)據(jù)的開放。最后我們助力全國各地推廣大數(shù)據(jù)的應用，首先有一個很明確的觀點，先用好交管大數(shù)據(jù)。我們有數(shù)據(jù)，有智能化管控的設備，把它結(jié)合在一起對交管的執(zhí)法精準性、科學性提高有一個很強的幫助，可以找到違法的熱點、執(zhí)法的熱點。
　　5.運用大數(shù)據(jù)助力指揮評估科學化
　　我們目前在跟互聯(lián)網(wǎng)公司進行對接設立交管行業(yè)的評價指標體系，雖然現(xiàn)在有擁堵指數(shù)，但是交管行業(yè)需要一個面向行業(yè)的評價指標體系?；谶@樣的評價指標體系，利用高德、百度的數(shù)據(jù)，能夠更好地面向行業(yè)來發(fā)布城市運行的研判報告，助力各地城市交通的改善，這也是接下來工作的重點。