杭州城市数据大脑交通信号配时中心建设与应用

编者按：杭州交通有两大新法宝——“城市大脑”与“信号配时中心”，这是杭州市解决城市交通难题的新创举，其核心动能为信息识别、数据驱动、逻辑算法。银江股份作为首批参与城市大脑建设的企业之一，公司团队融合多年在大交通、大数据、人工智能应用领域的技术探索与行业积累，将智慧注入其中。

杭州9月20日，信控中国俱乐部组织会员走进了银江股份有限公司，银江股份智慧交通研究院院长助理袁鑫良介绍了杭州城市数据大脑交通信号配时中心建设与应用。杭州城市数据大脑交通信号配时中心成立于2018年4月18日，银江股份团队对杭州主城区提供全域信号配时优化服务，深入研究重点区域和主干道拥堵问题。

城市大脑在信号配时中心的作用是汇聚数据，然后为发现交通问题提供一个强大的工具，与传统方案相比，目前提供了非常直观的手段来发现、预防交通问题。

一、新业务模式

新业务模式主要包含四个部分，重点讲一下新控制理念和新工作体制。

新控制理念主要包含统一均衡、分层分级和数据驱动。

组织统一是指信号配时控制全部由一个信号中心组织完成，除一些特殊控制之外，如紧急控制或系统控制等。权利统一指信号系统所有的控制由信号配时中心分配和管理。区域统一指信号配时中心打破区域界线统一进行管理，首先是组织部门统一，其次是形成交通资源在时间和空间上的均衡。

分层分级是从交通的角度出发，主要是点、线、面上的战略部署。线上的战术以及点上的实时控制，分级是指对各个对象的重要性分级，与交通资源智能分配的均衡相辅相成。

数据驱动，关于数据方面，城市大脑可以将所有的系统以及系统采集的数据、专家经验等进行收集。驱动涉及三个方面，算法，可视化和控制逻辑。

信号配时中心有三个核心组织，一是城市大脑，二是配时中心团队，三是优化服务平台。城市大脑一方面收集了数据，另一方面为交警支队指挥中心及交通信号配时中心或信号优化服务平台提供数据。服务平台的获取数据一方面反哺城市大脑，另一方面为信号优化团队提供实时调控、实时优化等功能，同时信号优化团队的调控经验和控制经验会传到服务平台。

新的理念和新业务模式推动很多新的工作内容。典型的有报警处置、综合会商和专业培训。

新的业务模式也推动了新组织架构。可能它虽然不是非常正式的部门，但是也有比较完整的组织规划，有领导小组，工作专班以及服务团队组成。

二、新交通技术

这个其实就是交通技术的底层，大数据是一个过渡技术，其实前几年已经提出来了，但是往往做的还是数据统计、指标计算；深度学习主要是市场驱动为主；第三个是可视化。

在平台研发过程中，一个重点事情是数据模型设计。传统建设主要侧重于业务和功能，对于数据运用多是载体数据，后续数据应用非常低，所以对数据模型信号要求不高。如果后续要用大数据技术或者是机器学习，数据模型是基础。

AI技术在平台研发和迭代过程中的应用，首先是检测器质量自动诊断。构造标注的样本数据，提供训练集，然后基于机器学习判断线圈工况，可以每天或者每小时对数据生产进行诊断，将线圈工况分为九种类型。包括噪点、通讯中断、网络异常或流量级异常等，这就涉及到参数，主要是流量饱和度及流量饱和度概念的统计。

第二，AI技术实现自动优化微观仿真。

表面上看，信号控制是调整相位、周期等，实际上是数据驱动，是基于历史级的信号控制发展运行，以及结合流量、天气等情况综合确定模式，从而以车辆的延误最小来确定最终控制方案。

第三，组团拥堵调控策略建议。

主要分为两部分，第一部分是实时诊断，另一部分是用户诊断来提出建议。其实诊断就是基于交通剥离的时空观点，我们对它的每时每刻数据情况进行深入分析，同时使用的数据包括实时运行流量以及信号控制方案，包括城市大脑里的数据，以及人工专家经验等。

三、新应用软件

平台架构包含数据中台和业务中台。数据中台主要是获取数据、数据清洗、数据加工和数据任务。业务中台是将各类的功能及算法进行分类，它的优势在于可以做整体规划，虽然前期对于数据模型及数据的要求都非常高，但是对于逻辑的综合效果非常大，比如快速复制，在不同的地方实现不同个性上的拼接，包括后期管理等。

我们将交通信号优化服务平台拆成几个部分，包括信控OA、路口管家、交通医生、信控专家、数据管家和仿真大师等六大业务模块。从业务的角度来说，基本包含了城市大脑所有信号控制相关的工作。

未来，对于真正做交通来说，数据方面云厂家或互联网公司比较有优势，优势在于数据处理和使用。

首先信控OA，工作管理包括工作任务流转、工作日志记录和工作任务列表，其实它是我们在信号配时中心工作模式及工作标准的细化。

 第二是路口管家，主要包含两个部分：路口配置和路口基础信息配置。

路口配置有三个明显的步骤，路口标定、建立路段、路段轨迹调整。

路口基础信息配置主要包括路口渠化编辑、历史版本管理、渠化信息格式化和信号配时参数设计。这个相当于是与信号构成三位一体的工具宝，为我们所做的工作都提供了一个基础。

第三是交通医生，主要是针对交通状态诊断，交通检测质量诊断以及信号触发的诊断，相当于是面向与信号配时中心的微观层面、中观层面和宏观层面的诊断应用。

第四是信号专家，可以做AI信号控制方案推荐，包括甄别问题路口、AI算法生成调控方案、人工验证方案、应用方案或基于经验调控及AI学习经验并进化。这里面还涉及到如何让平台和信号机连接，可能涉及到自动化方案优化，但是目前可能还是有人工进行审核，然后再下放，或者直接由人工进行信息化的操作。

四、真实战效果

这是四个路口，两条路相交，流量非常大。它目前存在的问题是四个路口都非常拥堵，南北流向非常严重，东西向的交通流都非常大。因为东向和南向是进城方向，西向和北向是出城方向。

我们的优化措施，第一是早高峰开启北口全放相位，南出口下游路口北口同放。第二是调整南、西进口渠化。第三是工作日、双休日、节假日分时段精细化控制。

我们工作范围包括全部主城区，9个大队，1059个点位，200+协调路线。从4月18号入驻到现在，做了142份日报，21份周报，2篇专刊及5期检测器质量报告。在人员方面其实投入也比较大，重点人员硕士占比24%，还有一些资深做信号优化的人员。实行24小时三班轮转，技术团队有银江内部很多的交通工程专业、其他控制专业，或者是数据处理等方面的人才。

再看一下几项核心工作。主要有综合优化、报警处置、会商研究和基础信息。

 再看一下我们取得的成果。

再看一下三家互联网公司的指数。

第一季度和第二季度与去年同期相比，三家公司的杭州拥堵指数在下降，可能它是一个城市数量等级不同的，看排名没有太大的意义，但是看平均测速，如果平均测速比较好说明这个城市的交通状况还有一定的提高，如果拥堵值在上升，确实说明大家出行者体会到的服务比较差。