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郭海锋:信号控制已经到了时代的一个拐点

2019-11-19

来源 : 赛文交通网

作者 : 郭海锋

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站在IT的比特世界望交通,似乎是一片绿洲,“云大爱”一上场,就能风吹草地现牛羊。

但是,客观而言,站在交通治理的视角,我们面对的则是太多的沼泽和沙漠,现在当务之急是如何把沙漠变绿洲。

在2019年中国智能交通年会上,银江股份智慧交通研究院院长郭海锋博士从罗振宇与冯雪医生的一次对话故事引入,模拟了交通管理者与专家的对话,指出城市交通现在面对的主要矛盾是一个系统性的问题,而不是某个路口或某几个路口的信号灯问题。

对交通控制领域而言,城市交通控制正从功能机时代迈向智能手机时代。过往讨论的信号控制技术以及信号机,均可看作是功能机。现在,这个功能机在“云大爱”浪潮中,正要被智能手机所取代。而这个智能手机就是下一代的城市交通控制系统。

以下为郭海锋博士演讲全文(经本人授权发布):

罗胖VS冯雪

我想先和大家分享一个小故事。罗胖,相信很多人都知道他。有一次他问心血管医生冯雪,人类距离彻底攻克心血管疾病还有多远?冯医生说:你问的这个问题就不对。这些病是怎么来的?是人长期生活方式不健康,胡吃乱吃不锻炼积累出来的,怎么可能通过一颗神药就药到病除呢?治疗这些病,其实本质上是重构一个人的生活方式本身,这不是医生和药厂单方面的任务啊。相信大家都理解了,要重构一个人的生活方式来治疗这些病,这件事何其难?但再难,这不过是一个个体,只要这个个体有决心、有方法、肯坚持,相信是可能做到的。

管理者VS专家

套用前面的模板,我们可以虚构一个管理者与交通专家的对话。管理者问专家:如果我们采用“云大爱”,即云计算、大数据和AI,那么距离彻底解决城市交通拥堵还有多远。专家也许会说,您问的这个问题就不对。交通拥堵是怎么来的?是长期规划、设计、建设、管理、控制、出行需求、出行行为等问题积累出来的,怎么可能通过某个“大脑”或某个技术就药到病除呢?治疗这些病,其实本质上是重构一个城市交通系统及其运行方式本身,这不是某个专家和企业就能完成的啊。

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前面我们说过,重构一个个体的生活方式都极其艰难,更何况我们要重构一个系统。站在IT的比特世界望交通,似乎是一片绿洲,“云大爱”一上场,就能风吹草地现牛羊。

但是,客观而言,站在交通治理的视角,我们面对的则是太多的沼泽和沙漠,现在当务之急是如何把沙漠变绿洲。

管控能力成IT炫技集中区

但既然谈到了重构,那么,可以从哪几个角度来重构?

城市道路交通控制,作为交管部门、企业和专家,其实能一起协同做的事情也就是这几方面。界定路网功能、优化渠化组织、优化出行方式、规范出行行为、提高管控能力。

而前四项,其实才是最重要的基础,然而这些工作更多的是我们交管部门在默默地充当背后英雄。

至于管控能力,由于这是IT炫技集中区,所以这部分内容反而成为了曝光的焦点。尤其是近两年一些强势IT巨头的进入,更是把这一细分领域推向了前所未有的热度,各路英雄豪杰都在试图重构城市道路交通管控。

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当我们讨论X+信号灯的时候,我们究竟在讨论什么

这几年在重构交通管控的浪潮中,最热闹的就是信号控制。

大概2015年以前,这个领域其实一直很寂静,在称呼上,半个多世纪都叫信号控制。

但2015年以后,我觉得这个领域突然就迷失了方向,各种新概念层出不穷。从信号优化、到大数据+信号灯,再到互联网+信号灯、车联网+信号灯,以及最近的AI+信号灯。

或许我们应该思考一下,各种新技术+信号灯难道就是我们追求的目的吗?如果说是信号控制,那么信号控制的终极目的究竟是什么?套用村上春树的一个句式,当我们讨论X+信号灯的时候,我们究竟在讨论什么?

学术界过往几十年讨论的城市交通控制,到了技术层面,本质上是讨论信号控制;

产业界过往几十年讨论的交通信号控制,到了产品层面,本质上是在讨论信号机;

一线用户单位过往几十年讨论的信号机,到了使用层面,本质上是在讨论红绿灯。

城市交通控制,其实在真实交管业务和真实场景中几乎未被讨论过,更没有对标的产品。

而我们今天面临的城市交通管控,已经不是过去的信号控制范畴,或红绿灯范畴。我们城市交通现在面对的主要矛盾是一个系统性的问题,而不是某个路口或某几个路口的信号灯问题。

再进一步思考,其实,过去我们讨论的信号控制,本质上做的是管理交通信号设备的事情,信号设备在过去是核心,解放了需要人力来维持路口规则秩序的问题,现在大多数城市实际上也仅停留于此。

近几年讨论的信号优化,本质上是通过各种技术手段对局部的时空资源进行了优化,但这种局部优化对城市交通状况的改善还是有限的。

我们真正要追求的目标,实际上应该是交通控制。换句话说,就是要从系统的角度,通过控制的手段对交通进行优化,保障城市交通高效运行。

信号控制进入时代拐点

城市交通控制,从学术角度讲,是没有上一代和下一代之分的。但从管控业务以及产品角度讲,我个人认为信号控制已经到了一个时代的拐点,所以,我们有必要厘清一下两代的区别。

从起点看,上一代交通信号控制的起点就是信号机,研发人员关注的焦点就是信号机本身,软件功能也主要是围绕如何管理信号机。但下一代城市交通控制的起点则是整个交通系统,信号机仅仅是系统中的一个元素而已。两代起点的维度完全不同。

我们再看目的,上一代交通信号控制的目的其实就是为了代替警力维护路口秩序;而下一代城市交通控制的目的,则是要保障整个交通系统的高效运行。两代在目的追求的维度上也完全不同。

显然,两代的起点和目的不同,两代产品采用的技术和最终的产品形态也将截然不同。

我经常听到有人讲,现在是“云大爱”的时代,似乎每个人都应该拥抱“云大爱”。但坦率而言,大的技术浪潮就好像是气候变化,如果我们仅仅是知道气候在变化,那么对于指导我们所处的行业帮助不大。我们需要知道的不仅仅是气候,而是要清楚我们所处时空的具体天气会怎么样。

对交通控制领域而言,在“云大爱”这个大气候变化下,我们面临的挑战是:城市交通控制正从功能机时代迈向智能手机时代,这才是我们真正需要关注的行业天气变化。

过往讨论的信号控制技术以及信号机,均可看作是功能机。现在,这个功能机在“云大爱”浪潮中,正要被智能手机所取代。而这个智能手机就是下一代的城市交通控制系统。

银江股份的HERO——全域交通AI控制系统,也许就是一个典型代表。

HERO-全域交通AI控制系统

HERO,是我们依托杭州迭代研发进化来的,所以,为了纪念一下,在产品英文名称里面,我们把杭州放在了首位。另一方面,我也希望在这个领域能有一款以我们自己城市命名的产品,就像SCATS一样。

从技术架构上,我们主要是采用了自建的数据工厂和深度强化学习技术,同时采用了Agent控制架构,能够同时处理全域规模性的道路交通控制和优化,所以称其为是下一代全域交通AI控制系统。

HERO有十大能力,包括传统信控、信号优化、AI控制、全域优化、仿真推演、数据工厂、信控集成、AIoT、信控评价和智能容灾。

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HERO产品首页

我团队的人和我说,担心使用者不能一打开我们的产品就快速找到相位、相序、周期、绿信比这些参数,用户会不习惯。我说,这是典型的路径依赖,我们不能用传统的信控产品思维来界定HERO产品,要转换思维模式。就好像我们不能用功能机时代通话音质好不好,能免费发多少条短信的思维来定义智能手机的应用是一个道理。

HERO系统,可以理解为我们为城市交通运行装上了很多个彼此相互支撑的App,传统信控仅仅是其中的一个底层App而已。

HERO系统解决了八大价值问题。

第一,解决城市交通信号控制业务的统一、规范和管理问题;

第二,解决路口设备、设施模型化,并统一建档问题;

第三,解决机器辅助人工进行实时配时方案生成的问题;

第四,解决城市级大规模信号配时持续迭代优化问题;

第五,解决不同信号控制系统间的不兼容问题;

第六,解决信号控制系统运行状态可视、效果可见的问题;

第七,解决交通持续治理、缓解拥堵、减少舆情投诉问题;

第八,解决工程上数据难用或不可用的问题。

关于AI及AIoT Controller

我个人对AI的理解是,无论是何种AI技术产品,其是否AI,参照的标准就是“图灵测试”。对于一个类似城市交通控制这样复杂的巨系统,评判其是否AI,就看这个系统是否具备人的部分思考过程和决策过程。如果用户感觉到这个系统已经有了代替管理者和专家的部分思维能力,那么这个系统就是一个AI系统。所以,关键是看系统是否具有人的思考和决策能力,而不是看这个系统是否采用了AI算法。当然,我们发布的这款HERO系统,核心算法确实都是AI算法,同时也具备了部分思考和决策能力,所以我们把它称为是AI系统。

另外,我们也正把部分AI算法和算力前移,减轻后端的计算压力,也就是我们正研发的AIoT Controller。如果城市交通控制系统是下一代产品,那么对应的物理设备也许不应该再叫信号机,所以,我们称之为是路口AIoT控制器。这款产品我们还在研发中,将是我们自主研发的能全面搭载HERO系统的硬件设备。我们计划明年正式对外发布这款硬件产品。

结语

最后想说的是:IT思维考虑的是比特流世界,而交通思维考虑的则是人群流动的世界。路上表象看是车流,但实质是人的流动。

作者简介:郭海峰,银江股份智慧交通研究院院长,信控中国俱乐部会员

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