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仿真软件+信号控制系统 | 资本事件背后的交通技术发展趋势

2022-03-22

来源 : 赛文交通网

作者 : 拾梦者

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赛文交通网消息,3月15日,美国智能交通管理解决方案供应商Econolite宣布加入PTV集团。

据悉,这两个品牌的合作伙伴关系得到了Bridgepoint和Porsche SE的支持,并将在一家新控股公司的庇护下运营,为未来的智慧城市提供硬件、软件和服务:从规划和仿真到智能交通系统的设计、实施、运营、优化和维护。

Econolite 在交通管理系统领域拥有超过85年的经验,是美国领先的智能交通管理解决方案供应商。Econolite 的中心化交通控制软件被北美400多家机构使用,服务于150000多名交通管理者,部署在57000多个十字路口,在北美的市场占有率约40%。

位于卡尔斯鲁厄市的 PTV 在交通和物流领域拥有40多年的经验,提供基于专有算法的软件产品。这些范围从宏微观建模及交通仿真到实时交通管理,覆盖2500多个城市和直辖市。

Econolite与PTV的合作,是智能交通硬件设备与交通仿真软件的结合。

智慧城市解决方案既需要硬件终端,也需要具有高效智能的中央分析软件。抛开商务层面的意义,从技术意义上来看,双方的合作代表了交通仿真软件与真实智能交通系统环境结合的技术发展趋势。

1、国内交通仿真发展现状

当下,车路协同、自动驾驶、智慧高速等智能交通市场的兴起带来了数字孪生应用热潮,交通仿真系统则是数字孪生系统的核心,在虚拟空间推演各种可能的控制方案,从中选择最优的结果,对于交通控制系统,实时交通仿真就是虚拟空间推演的核心工具。

但细看已经落地运行的“数字孪生”项目,依旧停留在对交通现象的离线式“数字重现”,交通数据应用和系统平台协同打通方面没有突破性进展,落地的“数字孪生”没有真正实现数字孪生所要求的数字世界和现实世界的实时交互,没有形成现实物理空间与虚拟数字空间的闭环。

从实际应用情况来看,交通仿真软件与真实交通系统环境的结合是必然趋势,也是交通仿真到数字孪生的必然路径。

“从仿真在交通信号控制领域的现状看,目前阶段仿真系统与生产系统(真实的控制系统)还停留在规划设计阶段的对接,是沙盘上的对接,以推演、验证、评价为主,是Offline的模式。”在北方工业大学智能交通控制北京市重点实验室研究员张福生看来,国内对于交通仿真的认识还是工具软件的视角,很多仿真软件缺乏理论支撑,应用目标大多停留在场景模拟与再现。未来,仿真系统的一个方向是向Online模式演进,将仿真的推演、预测、预判能力与生产系统的实时数据、实时控制能力闭环起来。

霹图卫软件科技(上海)有限公司总经理沈畅表示,宏观交通的仿真,从5-10年远期规划的需求,慢慢变成了指导城市1-2年近期改善的专业工具,在宏观里进行相对更精细化的仿真是一个趋势。

相对于宏观交通仿真,国内还是更看重微观交通的仿真。微观交通仿真已经从指导交通规划设计方案层面,慢慢地过渡到为运营管理提供离线的预案服务的层面。在施工管理、高速运营、枢纽规划等方面,越来越欢迎交通仿真方面的定量分析技术来支持决策方案的选择。

但目前,根据实时数据进行在线仿真,提供实时决策管理的应用或者提供实时优化方案的应用还比较欠缺,现阶段还是处于增加感知设备,获得尽可能多的实时数据为主。这么多数据怎么用,还没有很好的落实下去。总而言之,实时数据和仿真应用没有很好的结合起来。

2、ITS硬件+交通仿真软件

事实上,Econolite加入PTV并不是第一次ITS设备硬件和交通仿真软件结合的案例。2018年,西门子(ITS)部门曾经收购西班牙智能移动网络企业Aimsun SL,后者的移动网络建模业务被用于79个国家的4600家用户,旗下的产品Aimsun Live可以通过网络的当前状态动态预测未来的交通状况,并评估事件响应或交通管理策略。

在日常交通管理领域,Aimsun还研发了Live软件平台,可利用实时数据帮助优化交通流,同时预计、预防交通拥堵。

但是从虚实结合的方面来看,双方的结合结果并不理想。

就交通信号控制层面来讲,深圳市城市交通规划设计研究中心交通信息与模型院院长丘建栋表示,传统主流的交通控制器主要基于定点采集数据(线圈、视频或者雷达)进行控制,在单点自适应控制和干线控制能取得较好的优化效果,但是面向区域控制或者选择策略控制的时候,由于定点采集系统仅能获得单点的断面流量或者局部车辆路径,无法获得完整的车辆运行路径,在复杂的区域或者策略控制方案较难达到很好的效果。

目前在车辆没有大规模联网的情况下,交通仿真是唯一的手段能够还原车辆的完整行驶路径,并预测未来的道路流量,这有利于复杂地区的交通信号配时方案优化。然而,由于仿真平台依赖高质量的实时数据、大数据计算平台和富有经验的建模工程师,所以要建设一个高精准度仿真平台很有挑战,这制约了仿真系统与信控的直接对接。

沈畅同样认为,数据、真实的交通管理控制和仿真应用应该是相互反馈的,实时在线的,既需要仿真软件来模拟测试场景及优化方案的运行,也需要硬件(检测器,雷达,信号控制机)来定位反馈方案优化后的实际采集数据。

PTV提供的仿真软件,不仅仅只是用来做方案的仿真动画的展示,它是可以用在提供虚拟交通场景的环境的,在这个虚拟的交通环境里,可以测试用户提出的各种方案,涉及车联网、无人驾驶、共享出行服务的运营,也可以涉及对于未来交通态势短期预测后的干预措施。而这些的应用,如果要让仿真运行的环境结果越来越逼近真实交通世界的结果,是需要硬件实时提供的大量数据去支持仿真运行的。这也是符合未来的数字孪生的概念。

赛文交通网了解,国内对于虚实结合方面的探索也从未停止。广州学塾加软件科技有限公司总经理沈文超表示,国内对在线仿真、硬件在环等方面的应用探索其实很早就开始了,学塾加在高速公路占道施工管理、城市交叉口交通信号配时等场景上都有成功的应用。然而,虚实融合并不能一蹴而就,一方面交通数字孪生的技术理想和自动驾驶一样技术要求高,实现难度大,除了技术能力本身,还有数据、网络等基础条件;另一方面是行业对技术及其应用价值也需要进一步理清确认,包括什么能做、什么不能做、什么值得做、有什么效果……。

目前,交通行业内的互联网大厂也逐渐重视交通仿真。2022年1月,微观交通仿真软件TESS NG的研发厂商上海济达交通科技有限公司获阿里云独家战略投资,双方将在城市交通领域开展深度合作,并联合研发TESS NG的云化升级版本TESS NG Cloud。另据悉,华为在交通仿真方面也已经有所布局。

他们未来能否创造更大的行业价值,是否能创新性的开辟新的技术路线,还取决于如何看待交通仿真,如何定位。正如张福生老师所说,如果仅仅把它当成一个软件工具,那么对未来前景就只剩下如何深挖功能了,如果从更广阔的视野来看待仿真,那就会发现很多新的应用领域和应用前景,然后按照这个前景去融合真实的系统和设施。

3、结语

从结果上来看,Econolite目前的市场主要集中在北美,因此加入PTV集团,对北美的影响力更大。

但从技术层面来看,他们双方之间的合作对于国内交通仿真发展则是一种风向标。交通仿真软件和真实智能交通系统环境的连接,才是真正可以实现孪生控制、预测控制、实时优化控制的组合。

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