时空分区、问题诊断、策略推荐——海信全城信号自动优化探索

一、行业现状与技术趋势

　　首先是智慧有待提升，对整个全城交通的趋势把握，包括整个城市的问题发现是非常困难的，发现了之后它的溯源又是非常困难的，虽然有一些数据，但是它们是单点的、不连续的，或者是采样的，整个城市的问题怎么解构，这个是有难度的。
　　另外，整个交通场景是复杂的，这个是海信前面十几年一直努力的内容，我们解决了一些场景的问题，去年、前年我们一直在重点攻克和完善，比如说像干线协调，在不同的交通状态下有十几种场景和策略，完整的策略可以支撑全城是怎么优化和控制的。

　　另外，其实还有很多制约亟待打破，一个是数据的问题，虽然现在有很多数据，但是从时效性和精度上可能都是不足以满足控制需求的，比如说数据的建设本身也是带有一些限制的；比如说网络互通的限制，包括横向数据建设的限制。另外数据的质量，很多数据生来不是做控制的，比如说出租车的数据是用来做行业监管的，精度不够，采样率也不够；比如说电子警察的数据，现在的电子警察数据越来越好，但是对于早期建设的一些电子警察的数据，其实它的采样比例也是很有限的。这样一系列的问题都会导致整个城市怎么去分析，怎么去判断后面的一些制约。第二个我们还在解决问题是如何把这个城市不同的信号进行统一的控制。
　　现在一个技术趋势不得不去面对，有时候我们把大数据和人工智能，一方面想得更高深，另一方面我们可能很多时候是过度解读了它的能力，怎么把大数据和人工智能真正和信控当成一个业务进行深度的绑定和耦合，这是我们必须要面临的问题。这样大数据的技术和人工智能深度学习的内容在我们面对整个城市宏观或者中观分析的时候，这是起到了一些作用的。

　　现在面对新的环境，无论是从网络环境还是从技术环境，都需要一些智慧的新升级，我们要提供更多的建议，并且要提供方案，这里的方案就是全城的信控方案，像周期、绿信比、相位、相序等，现在一些概念是讲得通的，厂商也是说要发现问题，知道根源，然后再制定方案。但是大部分方案都是策略层面的，比如说要缓进快出，但是没人知道如何做到，它具体应该给30秒绿灯还是40秒绿灯没有人能讲清楚，海信在致力于这个问题。另外就是方法论的升级，怎么样从全局的思路，从整个城市角度更好解决局部的问题。
　　总之在这样一个情况下，信号控制的三种智能仍然没有改变，从全息感知智能，到全域理解智能，到全局控制智能，这里的全局还是整个城市，而且这里要应对更多的态，这里的态除了我们说的欠饱和、饱和，从饱和的角度去分析它的态，其实还有异型态，还有演唱会这种形式，还有雨雪天气等，在这里面信号是要不停扩大它的工作范围的。
   如果要进行更多的控制，现在海信的信号机已经应用于全国的129个城市，我们面临着全城控制的时候，海信也是以更加开放、共享的状态，我们总结了六个开放共享的特征。
我们要有科学精神，实际上，无论从数据环境还是技术环境，现在已经变得更好了，而且将来在车联网、车路协同的情况下会变得更好。在这样一个数据挖掘、优化，在技术环境、数据环境都变好的基础上，控制怎么做？我们的理解是这样，肯定还是要以安全、效率、公平、环境这样的基本理念作为一个收口，然后再考虑不破坏现有的基础和约束的条件下，保证安全的环境下，怎么样考虑新一代的信控，进一步做信控该做的事情。
　　二、海信全城信号自动优化探索

　　海信通过从最开始2002年考虑集成化，到后面图形化，到自动化，到智能化，现在信号系统分了六个模块，一个是城市分析子系统，会对整个城市的问题进行解构，实际上是把整个城市的问题分解分区，在空间和时间上进行分解分区，然后进行策略的自动支持，阎冰主任也介绍到现在青岛包括绿波协调率，这个就是整个城市的策略最后分解的情况；另外是控制，还有针对突发事件的快速处置的方式，以及效果评价的闭环。

　　全城的控制思想是首先通过整个城市的空间切片，在整个城市把它的交通问题进行分离，这个分离可能还不到控制层，实际上我们空间切片、时间切片以及时钟融合的概念最终要满足和实现的是是先有控制自序还是先有控制？这是先有鸡还是先有蛋的问题，我们要考虑的事情。

　　在片区划分方面，这是两张系统界面图，这是把过车的数据、路网的数据输入以后，可以对整个城市进行宏观上的切分，刚才阎冰主任有介绍到青岛有的路口一年要优化170多次，其实这样一个切分的内容先优化哪里，再优化哪里，这个耗费了大量交通公司的心血和精力，我们希望通过这样一个数据驱动的方式可以准确识别到哪个区域是应该放到一起的，哪几个区域应该放在一起去进行调控和控制的，这样可以更好地去解耦整个城市交通的关联性，然后我们可以把城市分成不同的片区，分成不同的片区之后，在片区内部识别和查找里面的关键问题，以及统一的控制策略。

　　以青岛市的平低峰为例，所有城市的平低峰都是一样的，比如在夜间的时候所有高峰都是可以关联起来的，高峰的时候网络直接进行融合就可以了，在高峰期的时候可以通过空间实现融合，给它做空间之间的控制策略的融合，这样实际上就解决了控制策略，是先有控制还是先有控制策略的问题，然后我们再进行细致的控制策略的推荐。这样一个控制区域实际就给我们控制带来了相当的好处，我们这样几个区域可以想象成是一个作战图，每个作战图里面核心问题点就据点，我们怎么解决核心问题点的问题，并且使得周边的关联性变得更好，这样更好知道了车从哪儿来到哪儿去的情况下控制好，我们对控制的另外一层理解就是，想让它哪里堵就哪里堵，这是对控制执行层的理解，比如大型活动的时候，比如大型演唱会的时候，都需要具体的执行，直接落实到方案层。

　　这个是青岛市现在能看到的控制策略在线管理的情况，这个我们还会做持续的优化。

　　在控制策略完成了之后，刚才是整个城市的初始化的过程，在进入常态拥堵过程之后，仍然遵循控制的子区内进行问题的诊断、策略的推荐，以及控制方案，并且进行合理的闭环。在问题的诊断里主要是诊断两个问题，一个是信控的问题，一个是组织渠化的问题，结合海信多年来的三大类40多种控制策略，其实我们现在的控制策略还在不停的深化和细化。

　　另外，在高峰期或者平峰期的异常拥堵的范围下，我们也进行了200多种逻辑闭环，最终实现了处置效率提升15%以上，比如说这个位置有一辆车抛锚了，我们会根据它具体的位置以及影响的范围，一键生成这个路口合适的方案，进行信号的快速干预和处置。这个是和警力的派送是同步进行的。另外就是效果评价，进行整个评价闭环，我们评价两个内容，一个是交通状态的内容，第二个是信号控制水平的内容。

　　其实前面我们所提到这些东西核心就是要围绕控制，围绕着信号，从落地的角度，简单来说，把我们的方案真正下到我们信号机里面，实现具体的效果。刚才前面的报告也有提到青岛包括我们的绿灯损失，干线的行程时间都是有实质性降低的，这里要提一下，比如说明天大会也会统一安排到东海路那边去具体观看，我们东海路一个方向的行程时间下降3%多，另一个方向下降16%多。
　　另外一个主动服务方面，海信积极做一些探索，我们在2015年的时候做了一款车速引导的app，当时也是苦于没有一个发布的端，但是这项技术已经跑得很通了，在去年和今年我们也积极去技术变革，在烟台做了一个试点，可以向高德端发布我们信号的信息，可以完成前端倒计时的信息，包括前端可以推送车速的信息。另外在长沙车路协同具体落地中，把信号端和车端进行了打通。

　　另外就是真正的控制信号机，这是一个力气活，我们做了大量的城市，同时向上也支持十几个平台对海信信号平台的接入和同一控制，昨天我们发布了一个协会的团体标准立项，制订了环结构交通信号控制机与上位机间的数据通讯协议，在今年下半年或者明年年初的时候跟大家见面，这样真正做到了信号协议端的拥抱开放。
　　现在海信的信号机已经服务于全国129个城市，而且这个数量还在增加，有74%直辖市的覆盖，88%省市自治区的覆盖。无论是从缓堵保畅还是节能减排，都起到了我们智能化的作用。
　　三、发展方向探究与未来展望
　　无论是从大数据、人工智能，包括信号在拥堵治理还有异常事件，包括预案的处置理念，还是推动行业协议的标准制定当中，海信将会持续拥抱开放的技术环境，突破自我，实现人工智能和信号控制两个方面的落地，实现人力投入的最小化，实现出行效率最大化，促进美好出行。
　　本报告来源于2019年第十四届中国智能交通年会，未经本人确认。

本文作者：青岛海信网络科技股份有限公司城市交通事业部 马晓龙博士