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  • 探索、发展、融合——科达开源信号控制系统访谈实录

    2020-09-11 09:16:56 来源: ITS114 评论:
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    9月8日,苏州科达科技股份有限公司(以下简称苏州科达)正式发布新一代智能交通信号控制系统——开源信号控制系统(OpenATC),包括平台和信号机。平台可实现信号控制、业务管理、优化控制、配时评价等系统功能,采用开放性、标准化通信协议,项目代码完全符合开源协议 EPL2 要求,支持不同信控设备协议扩展和信控算法扩展。信号机由苏州科达自主研发,采用嵌入式 Linux 操作系统,稳定、易扩展。产品基于模块化硬件结构设计,安装、维护、组装更便捷。产品集成多源交通数据实时检测功能,既可与指挥中心、区域控制机联网,执行中心或区域下达的控制指令,也可联合路口数据采集系统作为智慧路口自适应信号控制机独立使用。

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    目标是致力于通过全方位开放源代码,从根本上解决信控领域长期存在的系统封闭问题,推动智能交通产业向开放、共享、共赢的方向发展。

    对于苏州科达而言,这个承载着其智慧交管业务更多可能性的系统,凝聚了其技术团队多年来对智能交管应用的理解与心血,但想要“振臂一呼,四方云集”,还是有些难度,虽然关注者众多,想要破局者也很多,但更多是想“让子弹再飞一会”,看一看“开源信号控制系统”的市场反馈、甲方反应,然后决定是否加入到破局者的队伍中。尽管开源信号信控系统落地的难度极大,“步子迈的有点大”,但开源信号机是否会被市场接受,却是几百家信号企业,尤其是中小企业所关注的。

    为了让行业更好的了解苏州科达的开源信控系统,ITS114就开源信控系统对苏州科达智慧城市事业部副总经理蒋松涛进行了采访,17个问题,希望能让所有关注开源信控系统的同仁对开源信控系统的理解更加深入,如果您有更多问题,欢迎留言,我们将择选出来,请蒋总作答。

    开源信控平台

    开源信控平台,在现在看来,更多是信号集中管控平台的“理想版”,很多功能、应用,都需要在未来漫长的落地过程中,逐步探索,而且现在也无法断定,一个开源信控平台就是现阶段甚至未来的信控平台主流,理想实现,或者说行业变革,从来都不是一蹴而就一帆风顺,但只要有人走,有更多的人走,道阻且长,行则将至。

    ITS114::理想的开源信号控制平台,可以实现哪些功能,具备哪些特征?

    蒋松涛:理想的开源信控平台通过清晰的组件划分、开放的的接口定义,实现多厂家符合开源技术标准的功能模块与系统的无缝对接。后续,我们计划由智能交通控制开源技术联合实验室(联盟)牵头,制定开源平台的技术标准并建立审核机制,符合开源联盟标准的组件都可以获得授权融入开源系统中。用户可以根据自己的意愿选择相应的组件,对于不能够开源的组件,只要能够通过技术审核,也可以获得授权融入系统。

    需要强调的是,开源信控平台不会考虑发展成一个大而全的集成业务平台,而是重点突出信控领域的专业性,本身的功能应该只包含与信号控制具体业务强相关的组件,更复杂的业务集成功能实现,应该是在开源信控平台基础上,通过调用开源平台的接口实现。

    当前发布的OpenATC开源信控平台包含有:基础的业务管理、GIS模块、干线绿波、特勤等模块。

    ITS114:重点路口的实时优化,将采用什么样的优化模式?

    蒋松涛:重点路口的实时优化要结合路口实际环境以及所具备的感知手段综合考虑优化决策模式的选择,今后的趋势,一定是结合全息路网、车路协同接口获取的实时交通流数据在网信息作实时决策,传统的统计优化模式作为故障降级时的应对手段还会存在。

    ITS114:现有开源信号控制平台能够做什么,除特勤、设备监测外,请举例说明。

    蒋松涛:OpenATC开源平台更着重于知识充分共享,给行业开发者以及科研院研究者进行学习与创意接力。目前除特勤、设备监测外能实现的部门-用户关联的设备权限管理、多协议设备的接入、绿波路线规划、开源仿真等。

    ITS114:现阶段推进开源信号控制平台,有哪些难点?又应如何循序渐进。

    蒋松涛:开源技术本质上是在改变行业生态,生态的改变不是一朝一夕的事情,其中面临的阻力也是显而易见的,所以开源信号平台的推广是一个循序渐进的过程。理论上说,只有当开源系统的可用性,先进性超越现存大量闭源系统之后,才能够得到大范围的应用。当前的开源平台属于第一个版本发布,功能必然有所欠缺,同时行业内的优势资源汇聚也需要一个过程,通过持续的版本迭代,随着功能完善,相信开源系统会得到快速发展。当然也会促使传统闭源厂家不断改进现有系统并改善服务,从这个角度上说,也是开源系统另一种意义上的成功。

    ITS114:对于存量市场大量不开放的国外信号机,如何实现接入和控制?

    蒋松涛:封闭的国外品牌和国产信号机如果打算融入开源生态,都应该按照开源协议规范来接入,目前开源平台已经提供了行业内普遍认同的接口,例如国标和NTCIP的接口,对于不符合这些协议的系统,考虑到知识产权保护的基本原则,开源系统不会主动去做和这些设备对接的工作,如果继续坚持不开放原则,这些系统必然被开源系统排斥在外。开源平台不是统一信控平台,开源平台要做的是扎扎实实地完善生态,改进技术,是否加入,取决于这些厂家自己的考虑。

    ITS114:新建信号机,又如何使得其更好的接入开源平台?

    蒋松涛:开源信控实验室将通过技术审核来确认符合开源信控标准的设备,目前考虑两种等级的许可,一种是完全意义上的开源设备,也就是允许二次开发直接修改源码的设备,另一类是兼容设备,也就是通信和功能符合规范,但不能实现开源二次开发的设备,理论上两种等级设备都可以直接接入开源系统,用户可以根据自身需求决定采用哪种等级设备。

    ITS114:如何让各信号机企业对平台开放代码或者协议?

    蒋松涛:开源信控平台不是统一信控平台,本质上是一个模块化标准化的信控架构体系,任何企业都可以开发其中的某个模块,如果通过技术审核,就可以获得兼容性许可,此时是不强求实现开源的。当然如果存在功能类似的开源组件,用户是选择闭源还是开源,应当由用户自己决定,闭源如果具备更高的商业价值,应当是可以和开源体系共存的。简单的参考例子就是Linux系统是开源的,但是linux上的许多应用都是存在开源和闭源两种解决方案,各有利弊。

    ITS114:基于开放的信号控制平台,如何才能丰富平台的控制、优化方案?提供算法的第三方企业,如何获得可持续发展动力?

    蒋松涛:开源平台的本质是促使专业的人做专业的事,行业内的企业目前习惯于一家企业包办所有的事情,但客观讲企业很难在基础技术研究深入上投入足够的资源。当前院校有很多优质资源,但苦于无法实际落地,目前开源平台最积极的推手就是院校体系,他们最擅长的就是控制和优化算法,通过开源平台和开源联盟企业互动,加速新技术落地,这个是开源平台的核心价值。

    对于技术水平一般的企业而言,如果开源系统的功能与当前自身系统功能无明显差别,可能导致自身竞争力的下降,但是对于具备核心竞争力的企业,由于开源系统采用友好的EPL2或者木兰宽松许可(开源协议),厂家可以在开源代码基础上继续深化开发专有系统,这部分并不要求开源,因此只要是产品就有增值空间,但有一定门槛,可以通过开源系统上增加专属的闭源组件来体现,同时,开源系统的推广会导致这种有增值空间的组件存在更加广泛的市场机会,会助力这种具备核心能力的企业发展,最终的结果,还是达成专业的人做专业的事,避免低层次重复建设。

    ITS114:您认为,对于业主而言,选择开源信号控制平台,最应该看重哪些要素?

    蒋松涛:首先是开源生态圈的整体健康度,如果只有个别企业加入,那么和新增一家传统信控企业没有本质区别,所以提升参与开源联盟企业的规模和质量是当务之急;其次是现有信号系统的利旧能力,这个问题随着开源联盟企业的不断加入,各家逐渐都具备开源平台接口而变得容易解决;再次是基础功能的完善程度,目前开源版本基本包含了日常使用的主体功能,后期通过版本迭代会不断完善;然后就是增值组件的丰富性,通过吸引专业团队设计高附加值的组件,在开源系统上实现更加先进的增值功能。

    开源信号机,未来的边缘计算节点

    现在国内有能力生产信号机的企业至少在150家以上,但大多数市占率不超过1%,随着车检器更多的选择视频设备,后发而上的智能视频企业在这一领域的优势逐步显现,大量中小信号机企业生存空间愈加被挤压,若是没有改变,市场向集中化方向发展的趋势也就不可阻挡。当然,一个城市中所应用信号机品牌是越少越好,还是不管品牌多寡只要能实现统一控制就好,也是仁者见仁智者见智,但这也是开源信号机要证明自己的一点。随着感知手段/流量采集技术的多元化,以及对信控优化的实时化要求越来越高,对信号机企业技术投入的要求也就越来越高,是抱团,还是随波逐流,还是独立研发,对信号机企业而言都是攸关未来的重大选择。

    ITS114:开源信号机如何解决多源交通数据的格式、时间戳统一等问题,以提高交通流量数据的精确度和颗粒度,从而更好的服务于信号控制、优化。

    蒋松涛:开源信号机的接口协议是在国标基础上进行的扩充,目前对于数据的格式内容有严格的定义,后期如果有新增需求,应当通过开源信控联盟确认标准以后统一发布,符合开源信控标准的设备都需要通过开源标准认证或者兼容性认证。

    ITS114:如何在开放信号机代码给第三方的同时,又能保证信号机的安全有效运行?

    蒋松涛:开源信号机设计和传统的信号机还是有非常多的区别,最关键的一点就是对于安全性的保证。硬件设计上,除了最基础的硬件黄闪器、特征参数模块、地址板,还着重加强了故障检测模块设计,传统信号机一般故障检测只是主板程序的一个功能,但是在开源信号机上,这个模块是独立的,目前负责了绿冲突、红绿同亮、红灯全灭、灯组缺失等核心故障的检测和处理。虽然主板的源码是开源的,但是故障检测模块仍然保持闭源状态,目的就是守住系统的安全性底线,任何情况下不允许出现导致基本安全出问题的情况发生。

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    ITS114:科达的开源信号机,在硬件设计、维护方面,具备哪些优势?

    蒋松涛:优势有很多,主要是:

    采用了模块化硬件结构设计,故障替换,功能升级便捷;

    采用嵌入式Linux操作系统,车规级高性能核心处理器,处理能力预留充分。

    采用特征参数模块、地址板设计,平均故障恢复时间(MTTR)小于2分钟;

    主体板卡支持热插拔,一般的维修不需要关机进黄闪;

    冗余热备设计,主板故障、升级、替换过程中系统保持正常运行,不轻易进入黄闪;

    支持人工智能模块扩展,可选用多家企业的AI扩展模块;

    具备内嵌的信息显示屏,系统运行状态一目了然;

    可扩展大尺寸人机交互屏,现场操作便捷;

    支持车路协同接口扩展等。

    ITS114:开源信号机与智慧路口、全息路口等解决方案,如何实现无缝对接?

    蒋松涛:信号机如何能够实现利用智慧路口或者全息路口方案所采集到的数据来实现路口的实时优化,是当前信号控制领域重大的研究方向。本质上开源信号机只是提供了一个很好的边缘计算平台和一台源码开放的信号设备,如何利用这些数据实现实时优化是下一阶段的开发目标。当然,由于算力足够,源码开放,这些功能的实现不存在技术上的障碍,但需要时间落地。

    ITS114:开源信号机是否支持V2X?

    蒋松涛:我们在OpenATC开源虚拟环境中已经实现了一部分V2X业务仿真场景,比如:

    信号机可对对路口范围300米内车辆发送平台的绿波优化消息,根据绿灯倒计时和红灯倒计时,给出合适的建议速度和刹车时机,如何结合自动驾驶,让协调效果达到最大化;

    模拟某个路口发生阻塞时,信号机上报给平台发生阻塞地点的经纬度,平台对所有接入V2X功能的车辆发送阻塞地点信息,从而重新规划行车路径,绕过交通阻塞点,避免了拥堵蔓延等。

    这些仅仅是我们在OpenATC开源虚拟环境做的一些初步尝试,当然对于未来的V2X,需要产学研用各方面共同赋力推进。

    ITS114:科达开源信号机,是否可以执行1拖N功能,成为区域信号控制边缘计算节点,并能接入互联网数据,实现干线协调、区域协调?

    蒋松涛:开源信号机的应用目标是形成未来交通感知、控制、网联通信、数据交换一体的智慧节点。开源信号机作为区域边缘计算节点,预留了充分的算力资源,当前标准的算力扩展单元一台设备增加8T的算力,后期随着技术进步会不断推出更高算力的产品,这些算力单元不仅与自家产品形成子系统,进行子区域的干线协调。也愿同其他开源信控设备或系统子系统之间进行连接,实现更多路口协调,构成更大的系统协调,形成广域路网的区域协调控制。

    未来,更开放、更智能

    不论是改良和变革,都会遇到很多阻力,这种阻力不仅来自外部,也有内部,外部包括市场选择,行业环境,技术变革,内部包括研发投入、落地模式等等,开源信控平台的未来会如何发展,现在所做的,是否是朝着正确的方向在走,都需要时间验证,只是大道不孤,德必有邻,不论信控系统如何发展,现在都到了要改变的时候了。

    ITS114:对于开源信号控制平台的发展,您认为会经过哪些阶段?这些阶段都有哪些特征?

    蒋松涛:我觉得开源信号控制平台要经历三个阶段:

    首先是探索过程。探索过程有困惑,也有思考,也面临挑战,所以要结合行业市场规律,寻找一个发展方向,适合行业发展,共赢的开源办法、交互方式、可持续发展路径。现在OpenATC的发展路径已经找到,通过设备及系统开源、开源社区沟通交流互动、资料下载,从而实现探索过程中的想法落地。

    其次是发展阶段。在行业内寻找更多与OpenATC团队一样“拥有着梦想,体验着光荣”的单位和个人,形成开源系统产业联盟,互利共赢,促进信控行业产业变革,深度结合产学研用一体化,共同赋力建设新一代人工智能交通信号控制系统。

    最后是融合阶段,信控行业通过开源系统联盟的形成,突破了屏障,实现了全面的数据的开放集中,和现有交通管理业务深度融合,和车路协同、自动驾驶等新业务的发展融合。

    ITS114:对于信号机的未来发展,其最终的功能、形态会是如何?

    蒋松涛:开源信号机所要实现的目标,是集交通全息感知、决策控制、网联通讯等功能的车路协同边缘计算终端,是智慧路网边缘计算节点。

    形态不会有太大的改变(亦或说现状形态所实现的功能不会改变),因为硬件检测和故障诊断功能是不能摒弃的,信号机要为路口的交通安全把好最后一道关,为智慧信控提供坚实的生命防线。

    信号机最早是单片机时代、到后来的自动化时代,发展到现在是智能化阶段,未来一定是人工智能发展阶段。未来的信号机会更开放、更智能,它不仅是整个路口各种数据的资源池中心,也会是这些数据处理、计算的节点,同时还要负责与人工智能、大数据、车联网等高新技术融合,更好推动高新技术业务实战应用。

  • 关键字: 科达 开源信号控制系统
  •    责任编辑:刘艳
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