AI+信控 驱动城市交通精细化管理

2022-10-21 10:43:57 来源:中国交通报 作者:记者 杨雷 -标准+

习近平总书记在党的二十大报告中指出,我们要实现好、维护好、发展好最广大人民根本利益,紧紧抓住人民最关心最直接最现实的利益问题,坚持尽力而为、量力而行,深入群众、深入基层,采取更多惠民生、暖民心举措,着力解决好人民群众急难愁盼问题,健全基本公共服务体系,提高公共服务水平,增强均衡性和可及性,扎实推进共同富裕。

让出行更舒适、更便捷是交通运输行业惠民生、暖民心的重要举措。除了大力完善路网基础设施,近年来,多地以科技为动力,推进交通精细化管理,智能交通时代加速到来。从华北平原到西南山区,北京亦庄、重庆永川、湖南株洲、贵州贵阳等多地聚焦群众急难愁盼、积极回应群众关切,多措并举缓解城市交通压力,特别是利用科技手段缓堵治堵,用实实在在的通行数据提升群众获得感、幸福感。

出行更便捷 管理更高效

随着经济社会的快速发展,城市人口和车辆急剧增长,交通压力陡增,城市拥堵已经成为影响经济社会发展和民生的关键问题。造成拥堵的原因是多方面的。简单来说,就是车多、人多。

公安部统计数字显示,截至今年9月底,全国机动车保有量达4.12亿辆,其中汽车3.15亿辆,机动车驾驶人4.99亿人。车多、人多,给百姓带来的直观感受是日常出行时长明显增加。

安全和效率是城市交通管理的重要目标,一些城市经综合考量,采取种种措施缓解城市拥堵,包括与百度等科技企业合作,以科技手段优化信控提升通行效率。

一方面,在城市交通管理中,对交通信号灯的调控是一类经典应用,也是城市交通治理中最常见且最有效的手段。另一方面,通过扩建、改建道路改善通行,难度大、费用高,信控优化成了首选项。

亦庄、永川、株洲三地,通过优化信控,上线绿波通行、红绿灯倒计时提醒等功能,让市民出行更便捷、交通管理更安全、城市运转更畅通,为其他城市缓解拥堵提供了解决思路。

改造智能路口是三地优化信控的重要手段。依托已完成2.0阶段建设的北京市高级别自动驾驶示范区,北京亦庄60平方公里范围内建设了329个智能路口;重庆永川改造智能路口超110个;湖南株洲市天元区已经建设完成66个智能路口。这些智能路口可实现对交通状况的实时感知、精准预测、分析研判,并根据实时交通流,调整信号控制。

在缓解城市交通拥堵方面,信控优化的效果十分明显。亦庄已实现单点自适应路口车均延误率下降28.48%,车辆排队长度下降30.3%;永川区域内主要道路平均车速提升了11%,行程时间减少17.4%,平峰停车次数平均减少了59.5%;株洲市天元区在66个路口的实践中,路口车均延误下降了22%,优化区域的拥堵指数下降了13.4%。

生活在这些地方的市民,发自心底为科技给生活带来的变化点赞:“现在科技好发达,真的很方便,希望全国都能用上。”“以前上下班堵半个多小时都是正常的,现在经常是一口气过多个绿灯路口,路上省了不少时间!”……

近年来,贵阳也将目光投向了治堵领域,采取多种手段治理交通拥堵城市病。

贵阳市公安交通管理局局长张斌说:“坚持以问题为导向,标本兼治,‘一点一策’精细化治理,采取‘1+N’多部门联合治堵,围绕‘人、车、路、灯’四要素,打出一套‘铁腕治堵’组合拳,系统治理交通拥堵‘城市病’,全力打赢全民‘治堵’攻坚战,让群众感受到美丽城市建设成果。”

依托科技力量,成了贵阳颇具代表性的治堵手段。贵阳市公安交管部门将互联网地图数据和交管数据融合互补,形成全域全时全量的道路交通运行状态感知能力,对拥堵时空规律、拥堵关联规律、车流空间溯源等进行精准认知,从宏观城市区域、中观道路干线、微观路口路段分层分解拥堵致因,从实战上指导交警路面高效执勤、智慧化系统应用、交通工程实施等缓堵手段的落地。据了解,信控优化也是贵阳正在加快落地的缓解城市拥堵的手段之一。其中,数博大道沿线已实现单点自适应的路口,平均拥堵指数降低6.7%,路口平均通行能力提升14.5%。

多措并举,带来实实在在的缓堵效果。贵阳2022年第一季度、第二季度拥堵指数分别同比下降13.96%和17.7%。

人工智能与信控优化深度融合

习近平总书记强调,人工智能是引领这一轮科技革命和产业变革的战略性技术,具有溢出带动性很强的“头雁”效应。在交通运输领域,人工智能是赋能手段,也是服务人们美好生活的重要工具。分析亦庄、永川、株洲、贵阳四地信控优化方案及实际效果可以发现,将人工智能与信控优化结合是一大特色。

传统的干线绿波方案参数固定,不能动态适应交通流变化。亦庄智能路口融合了网联感知数据和互联网浮动车数据,实时调整各路口信号配时,通过相位协同控制形成绿波通行方案。方案周期级更新,与干线交通流动态匹配,干线绿波效果持续性更强。

重庆、湖南、贵州等地作为首批交通强国建设试点地区,综合利用人工智能等新一代信息技术,交通现代化“进度条”不断刷新。

在重庆永川智能交通建设项目中,交通信号控制从手动指挥转变为了人工智能调控。智能信控系统会根据车流量周期性地进行信号灯配时调优,3分钟以内更新一次策略。并且,它可以自主学习,根据路况一直更新策略。

在湖南株洲,人工智能自动将区域内各路口划分为单点、协调、拥堵子区,实现区域内子区策略的动态调整及方案下发,进而达到了区域整体优化策略及各路口优化方案无限贴近区域交通流变化、适应全工况场景下的区域信号优化效果。

在贵州贵阳,区别于传统人工信号灯调优手段,通过搭建策略矩阵,大脑算法智能化调整控制区域和信号配时,生成的方案与当前交通状况匹配度更高。

中国交通报社交通青年科技创新百人团成员、南通大学交通与土木工程学院院长施佺告诉记者,交通信号控制问题本质上并不复杂。它要么为路口到达的车辆优化分配有限的绿灯时间资源,要么为等待排队的车辆优化分配有限的道路空间资源,以满足相关指标,例如最小化总延误、停车次数、燃料消耗或任何有意义的指标组合。将人工智能技术加入到信控优化领域,将带来显著的优化提升效果。

人工智能是如何发挥作用的?业内专家指出,在感知层面,将采集数据(视频)转化成结构化的、信控所需要的数据,对数据质量进行把控、剔除异常数据、设备故障检测等,都会应用到人工智能技术;在数据挖掘方面,利用人工智能技术可以实现轨迹点和地图的匹配、路径相关性分析、拥堵点关联分析等;在优化层面,过去依赖于专家经验比较多,基于实际交通情况进行信控参数的设定。人工智能则可以根据交通流状况,实时调整配时方案,实现交通控制优化。

人工智能技术在信控优化过程中发挥的作用有目共睹。为了更好地推广人工智能+信控,驱动城市交通精细化管理,施佺建议,应进一步激发人工智能潜力,对道路交通流全量数据进行智能分析,建立交通分析算法库,对路段及路网级的交通参数进行计算,探索建立路网交通流的推演模型,竭力优化算法。

编辑:杨雷

审核:梁微