是未來還是大忽悠 | 線圈、視頻、互聯網數據與交通信號優化的整合
信號控制是緩解城市交通擁堵的重要技術手段，隨著BAT等互聯網企業的加入，交通信號也開始走進互聯網時代。是競爭？還是合作？傳統信號控制廠商也在不斷探索，懷著開放的心態擁抱互聯網，目前，以廣州、濟南、武漢等城市為代表的大多數城市都在積極探索“互聯網+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據、視頻數據和互聯網數據與交通信號優化工作開展的現狀優劣勢以及發展趨勢等問題進行了探討。并就互聯網企業在交通信號控制領域發展前景進行了討論。
鑫光道一直在關注和研發交通信號優化這一塊的發展
交通信號優化是否需要實時
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認為，單純從響應動態需求的角度，實時動態信號優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優化系統，還需要考慮需求的波動程度、系統的建設維護成本，預期控制效益等多方面的因素，并不是所有的城市或區域都要建設實時動態信號優化系統。
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路口失衡或排隊溢出等情況下，實時動態信號優化就可以起到很好的調節作用。
“單個路口優化解決比較簡單，但是如果上下游相鄰路口沒有協調，對整個區域協調可能會適得其反，所以實時動態信號優化也會遇到區域協調的瓶頸。”南京萊斯信息技術股份有限公司交管系統事業部總經理程健這樣認為。
做到實時動態信號優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全路網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域協調控制更為重要。
智能交通信號機聯網現狀及難點
北方工業大學城市道路交通智能控制實驗室研究員張福生認為：要達到實時數據的調優，信控設備聯網運行是基礎，但是，據了解，目前各大城市實際聯網情況并不理想，往往是一、二線城市的聯網情況相對較好，中小城市聯網率偏低，新建項目聯網率較高，長期運行后聯網率下降。造成信號控制系統聯網率偏低的原因，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，聯網運行是否真的帶來了交通效益。
目前國內信號聯網有兩種方式：自建網絡或租用網絡。如果實現大面積聯網，主要難點在于：一是成本問題，這兩種方式成本都比較高，尤其是距離主城區比較遠的路口，大面積聯網就需要很高的資金保障； 二是聯網的必要性，聯網從控制效果上看如果沒有區別，那么就沒有動力去做這項工作。
信控網絡建設覆蓋城市全域，建設過程中，協調工作也是難點之一，中間涉及供電、通信、綠化、城管、城建等很多部門，面臨著大量的協調工作。
傳統交通檢測在信號優化中的優劣勢
無論是實時動態信號優化還是固定配時方案調優都需要數據的支撐，面對互聯網數據的來勢洶洶，我們首先看看傳統采集數據技術可以為信號優化帶來什么。
傳統的交通檢測方式，無論是環形線圈、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據通常包括：
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指定位置的存在信息（類似傳統線圈、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，這些檢測數據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、不同的優化控制算法對檢測點位置要求各有不同。比如scats系統檢測位置位于停止線，而SCOOT系統要求在上游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據，如排隊、車牌識別等數據，目前的控制系統還不能直接使用，需要通過外部數據預處理后，應用于控制系統，所以這些數據直接應用在實時控制方面還有一定的距離。
視頻檢測的數據質量，除產品本身的質量性能外，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事業部總經理項俊平表示視頻不能用于信號控制的論調，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，例如：早期建設的卡口或電子警察設備、用于治安監控的球機等；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，在互聯網+和多源大數據時代，視頻就能更好的實施應用到信號優化。
同時，程健認為通過視頻圖像結構化分析來調優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據準確率也在不斷提高， 而互聯網數據在歷史車流量分析方面更有優勢。
富有實戰經驗的廣東振業優控科技股份有限公司首席執行官陳寧寧表示，在城市應用中，視頻檢測更具有生命力。在信號優化方面，視頻檢測既可以獲取數據，又能看到擁堵現狀，對具體情況進行治理，通過這種方式獲取的數據質量主要和安裝和施工的質量有關。
總體來講，通過視頻、卡口等傳統技術獲取的數據在準確率方面比互聯網數據更高，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，遠高于互聯網數據。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，數據質量也難以保證。同時，徐建勛表示目前有一些傳統信號機廠商的主要精力不在算法，數據需要從前端傳到中心系統，再到信號機，這種復雜的流程就很難做到實時。
互聯網交通數據VS固定點交通采集數據
做好信號優化，數據很重要，互聯網企業和傳統信號機廠商都希望獲得彼此的數據，但雙方對數據開放又有重重顧慮，都不想只成為數據服務商。李瑞敏表示，這兩者之間并沒有取代關系，而是互補，它們各有優劣，只有相互融合才能發揮更好的效果。
陳寧寧認為傳統檢測設備采樣率高，數據質量相對較高，但是密度不大。而互聯網數據是基于定位，空間分布很廣，但是對于某一截面或路段的采樣率就很低?？谶^車數據即使在設備不穩定的情況下采樣率也可以達到80%左右，而互聯網數據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的優化，固定點的檢測更有效，對于區域或者更大范圍的宏觀的優化，軌跡數據有重要的參考價值。傳統的定點檢測結合控制模型進行控制優化，有很傳統經典的方法實現單點、子區、大區域的優化控制，但是采用互聯網數據，目前似乎還沒有實用的、可連續運行的系統。
從目前實際應用情況來看，徐建勛認為固定點采集數據略有優勢，首先，固定點采集數據準確率比較高，其次包含所有過車數據。目前互聯網數據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，項俊平認為現階段，互聯網數據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。
互聯網企業在交通信號的前景
無論如何，互聯網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網技術、互聯網數據對優化交通控制的作用。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、控制系統尚未發揮到應該發揮的優化作用。應該冷靜分析，哪些是傳統手段應該發揮的作用，哪些是互聯網數據帶來的提升。在信號控制領域，互聯網企業應該扮演提升、改進的角色，而傳統企業也要對自己的方法、產品做提升，以適應互聯網技術、互聯網數據的接入。
李瑞敏認為互聯網大數據和傳統定點采集數據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在的輿論導向是把大餐說成全是吃咸菜吃完的。
互聯網企業可以為信號控制領域帶來新的數據源，這些基于定位的宏觀數據可以帶來廣闊的解決優化問題的視野。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網企業的定位，是否對交通問題進行了深度研究。雖然在信號優化中需要用到很多數據，但是在實戰中發現，數據并不是越大就能發生本質性的變化，因為首先它會面臨一個車輛滲透率的問題，其次是精度。目前互聯網數據無法精確到車道，這會對數據分析帶來干擾。所以互聯網數據需要通過實際案例不斷發現問題，逐步解決改進，這或許就是未來。
“互聯網+”是大的發展趨勢，所以大家對互聯網企業在信號控制領域的表現都拭目以待。但是僅靠某一方的數據并不一定能發揮很大作用，所以互聯網企業與傳統企業的結合，共同推進信號控制領域的發展才是真正的愿景。
