张福生:到底哪家交通信号控制系统更好?
4个方面来回答
过去一年,我听到最多的问题就是交通信号控制系统相关的。大家都在问,到底哪种信号控制系统(信号机)更好呢?某个系统和其他系统最大的区别又是啥?这些问题一开始往往都是高层领导提出来的,然后迅速传达到了具体部门负责人和和技术人员,搞得大家都特别纠结。
其实乍一听,这些问题好像随便说几句就能回答。但你要是真的认真思考就会发现,这里面的门道可太多了。道理很简单,交通控制本身就复杂得像一团乱麻,用来控制交通的信号系统能简单吗?要想回答清楚这些问题,得把好多细节都翻个底朝天,所以根本没办法用几句话就把事情说清楚。
思虑再三,我觉得应该从下面几个方面来回答:
01 交通信号控制系统不仅仅是产品
按照最标准的说法,交通信号控制系统是由交通检测设施、信号控制机、通信网络以及中心控制软件构成,其作用是对交通信号展开智能管控,从而优化交通流。可事实真就如此简单吗?
在我看来,上述定义完全是站在产品开发者和销售者的立场,说白了,仅仅涵盖了招标书和销售合同里能呈现的内容,这与系统实际应用想要达成的目标相比,差距还大着呢。倘若我们换个视角去审视,想要建成一个高效运转、切实发挥优化交通作用的信号系统,光有这些可远远不够。其中最关键的缺失在于:忽视了知识体以及掌握知识体系的专业人才。
具体来讲,成熟可靠的产品、完善规范的工作流程,以及熟悉系统功能、知晓实践应用方法、了解本地交通特点,并能将这三者完美融合,落实到具体应用场景中的一整套运营体系,都是不可或缺的。所以说,真正的交通信号控制系统,应该是“产品+知识+人才队伍”的有机组合。
从这个视角出发,便能理解为何一座城市在筹备系统升级、更新,尤其是面临品牌变更时,总是充满顾虑。我们所担忧的,远不止技术层面的功能实现,也不单单是通信协议与控制方法的兼容问题。更为关键的是,基于现有系统,在多年时间里逐步积累形成的,涵盖设计、施工、优化、维护等方面,相对成熟的工作方法、作业流程、管理规则,以及与之配套的专业人才队伍。
由此,我们不得不关注以下问题:
工作流程延续性:任何控制系统都有与其预期基本控制理念、方法相配套的工作流程,那么目前成熟可靠的整套流程方法,在系统更新后能否继续沿用?
人才培养与更迭:据我所知,国内一些先进城市当年引进海外系统时都曾经投入重金进行了大量的人才培训,一些骨干人员接受过数月甚至长达一年的专业培训,之后这些骨干技术人员又传帮带的方式影响了几代人,这是一笔十分宝贵的财富。某种程度上看正是这个人才队伍支撑了我们过去几十年交通信号控制系统的稳定可靠运行。系统更新迭代过程中如何有效保护这部分智力投资是必须认真思考的问题。系统更新后是否意味着流程方法的改变,是否造成知识更新与人员的淘汰,是否需要重新开启长达多年的培训与培养过程?
基础设施更新成本:不同产品系统的基本参数、控制理念与方法,会对诸如检测器设置、基本安装条件等工程设计参数产生影响,其配套的外部设备接口适配、参数适配也不尽相同。更新系统是否会导致大量相关基础设施的拆除、更新与重建,进而带来高昂的成本?
用路人习惯与舆情压力:交通控制系统与用路人之间存在互动关系,现有系统经过长时间运行,已在用路人的交通习惯中达成某种“共识”与“默契”。系统更新很可能会打破这种“默契”,并需要重建新的“默契”,这一过程必然会引发舆情压力,这对项目推进会产生怎样负面的影响?
上述这一系列问题,都与系统建设成本、建设周期、应用效果紧密相关,甚至可能左右项目的最终成败。
正如一个成熟的作战系统是由“武器装备+训练有素的队伍+成熟有效的战略战术”组成一样,在选择、评价一个信号控制系统时,单纯从装备技术视角进行评判是远远不够的,还需要更多地站在交通管理者的角度进行综合权衡。因为我们需要的系统不是“交通信号灯控制系统”,而是“交通信号控制系统”,要实现的是优秀的“交通控制系统”。
而这一切,才是我所定义的信号控制系统。
02 如何理解系统造价
理解了信号控制系统的核心构成要素,对系统建设成本与价格的认知自然会发生变化。这个成本中不仅包含显性的产品采购、施工安装,还要包含隐性的系统切换、迁移,以及知识更新和队伍能力培养。系统全生命周期的视角来看,某些情况下也许短期的采购建设成本很低,但长期需要面临的知识、方法更新与切换成本会很高。早先国内频繁出现的价格内卷甚至免费赠送的系统,已经开始暴露出交付困难、无人维护、无法升级的问题。
从全生命周期的角度来看,交通信号控制系统要经历设计、建设、持续运营的过程。这个过程是连续不可分割的,系统的优化运行是从一个项目立项开始贯穿始终的过程。因此要从全生命周期的视角来看待系统成本。但是,在现实中很多系统建设运营过程往往被人为切分为“建设期”、“保修期”、“运行维护期”三个阶段。通常情况下受不同阶段的利益、目标各不相同,建设期以保障工期、完成验收交付为目标,保修期以产品无故障运行为目标,运维期以控制效果改善为目标。不同的阶段目标往往意味着不同的专业队伍介入与切换,带来的问题往往是很难保证系统连续稳定运行。
要想实现可重复的成功与可迭代的进步,需要持续的充足的资金保障,系统设计、建设、运行全生命周期的成本考量是关键。贵的不一定是好的,但便宜的一定不会好,这是最基本的经济常识,选便宜的还是选对的,这也是对管理者鉴别能力的考验。
03 标准和规范无法评价产品系统
多数情形下,标准扮演着划定底线的关键角色,明确规定了产品必须达成的基本性能、安全等核心指标。就交通信号领域而言,尽管此前已陆续颁布了大量标准规范,但不可忽视的是,现行标准普遍存在过度原则化、条目化的弊病。一方面,这些标准难以确保产品契合具体应用场景的多样化需求;另一方面,伴随行业应用需求的持续拓展以及技术的不断革新,相较于国际同行,我们很多标准内容已严重滞后于城市交通管理的实际要求。
当下,无论是传统的从“控制系统”到“驾驶人”再到“车辆”的控制模式,还是经典的“机动车、非机动车、行人”出行构成,都在经历着翻天覆地的变化。这些显著变化对交通信号控制系统提出了全新需求,然而在现行的标准体系中,却很难找到与之对应的条款要求。所以,从实际需求的角度来看,当前的标准规范仅能作为产品系统准入的基本门槛,并不适用于对产品系统优劣进行区分与评价。
近年来,全球交通信号控制系统均步入快速升级迭代的关键时期。以美国为例,近年来,与交通信号相关的标准均进行了大幅度更新。其中,NTCIP1202协议先后于2019年和2023年发布了V3A、V3B两个版本,并在2024年底迅速开启V4版本的征求意见阶段。自V3版本开始NTCIP1202已经不再是简单的通信协议标准,其中采用系统工程方法梳理的控制场景需求、产品功能需求、通信协议配置等内容对于网联环境下的交通信号控制具有非常重要的参考价值;著名的MUTCD标准也在2023年全新发布;指导网联路口建设的CTI4501规范同样在积极酝酿新版本的更新;此外,包括非机动车交通、行人交通控制在内的一系列场景化应用指南与规范,也于近年相继发布。这些成果中,有相当大一部分代表了未来交通信号控制系统的发展趋势,都极具借鉴价值,值得我们深入学习借鉴,并应用于我们的信号控制系统的升级建设以及产品选择过程中,助力我国交通信号领域的进一步发展。
04 没有细节就没有评价
近年来,前沿科技的新词一波接着一波,从“5G”“大数据”“互联网”“数字孪生”,到“区块链”“云计算”“人工智能”,再到炙手可热的“大模型技术”,无一不在信号控制系统的宣传中粉墨登场。然而,这些被大肆宣扬的“新技术”,其背后的业务逻辑、工程规范与控制方法,始终像是被重重迷雾所遮蔽,鲜有人能抽丝剥茧,将其中的细节阐述得条理清晰、准确透彻。毕竟,脱离了细节支撑,任何关于技术的评价都如同无本之木,毫无根基与价值。倘若仅仅是泛泛而谈、笼统地罗列系统功能,无论堆砌多少炫酷吸睛的时髦词汇,最终都难以真正触及不同系统间的本质差异,更无法对其进行精准衡量。
过去的一段时间,我专门收集并系统整理了国内外众多国家和地区的信号控制系统相关资料,其中涵盖各类标准规范、项目建设的文件(如招标书、产品技术要求、验证方式等)。经过深入细致的研究分析,我发现,不同信号控制系统之间的核心区别,并非在于是否引入了那些被热捧的“先进技术”,而在于对具体功能是否有着近乎严苛、事无巨细的要求。
拿美国的交通信号控制标准体系来说,堪称典范。交通信号控制机的NEMA-TS2规范,200多页的内容,从信号机的硬件架构、软硬件接口的标准,到安全保障功能,再到控制功能的实现流程,每一个环节、每一个细节都进行了极为详尽的定义;NTCIP1201与1202两份标准,篇幅加起来超过1000页,对每一项配置参数、控制参数、状态参数,以及它们与信号控制功能之间的对应关系,都做出了鞭辟入里的详细说明;MUTCD中的第4、6、7、9章,同样用了几百页的篇幅,针对不同应用场景下交通信号控制的实际应用,给出了全面且细致的规范准则。在如此完备、严密的规范体系要求下,产品系统功能得以稳定、高效地实现,并充分保障了系统的一致性,工程应用效果也有了坚实的保障。也正是得益于这些标准的存在,不同品牌产品系统之间的互操作性得到了充分保证,无需再额外投入大量的人力、物力、财力去搭建“统一控制平台”。
以下为大家列举一些具体的细节问题,可以以这几个问题衡量一下你的目标产品系统,看看各自的回答:
a)冲突安全检测机制是如何实现的?是否可以配置独立的安全检测机制?
b)在感应控制模式下,信号相位的最小绿灯时间、最大绿灯时间的概念定义?是否可以动态优化调整?优化调整的方法又有哪些?
c)在协调控制(绿波)功能中,基准协调时间是否可选?依据何种原则选定?控制协调点能否根据实际路况灵活设置?不同配时方案之间的过渡方法有几种,是否可以根据需求进行调整设置,并且清晰明确地展示给使用者?
d)信号系统优化控制的最小时间单位是什么,是以信号周期为粒度方案生成,还是以秒为单位的实时精细控制优化?优化方案是下发到信号机运行,还是在中心系统统一运行?
e)交通检测的工程布局与控制方法之间关系为何?是否有明确、统一的工程规范来指导工程设计?
f)系统故障检测与响应机制是如何运作的,能否通过标准化的流程进行明确的定义和规范?
g)是否提供足够的文档资料对控制流程算法、工程设计与施工、故障诊断与发现、运行维护方法、优化控制改善进行明确指导?
诸如此类的细节问题,若认真仔细梳理和总结,可达数百项之多。这些看似细微的问题,实则与交通工程师对交通控制场景的理解深度,以及工程实施的具体方法紧密相连,牵一发而动全身。
这个领域大约30多年前开始引进海外系统,回顾行业前辈们在每个系统的引进过程中,无一不是经历反复调研考察、斟酌比对、技术谈判的漫长过程,这个过程要解决的就是细节问题。这绝对不是靠“一本标书+一天评审专家打分”就能做出最终完成的过程。
只有通过对这些细节功能的逐一对比、深度剖析,才能真正拨云见日,清晰分辨出不同产品与系统之间的细微差别与本质差异。也正因如此,在许多先进国家和地区,对产品系统的评价形成了一套严谨、科学的体系,涵盖技术文件交底、产品功能响应、实测验证、应用实施验收等多个关键环节,环环相扣,以此确保产品系统从设计研发到落地应用,每一个环节都严格符合相关要求。反观我们目前的行业现状,在这方面确实还有很长的路要走。
从某种程度上来说,这对甲方在专业知识储备、判断能力以及行业洞察力等方面的要求,甚至要高于对乙方的要求。毕竟,在当下竞争激烈、技术迭代迅速的市场环境中,懂得如何科学合理地评价与选择产品系统,相较于单纯知晓如何开发与实现系统,显得更为关键和重要,它直接关系到项目的成败与行业的长远发展。
到这里,回答最开始的问题,哪个系统好?两点:
第一句:比细节,离开细节任何概念、指标都没有价值。
第二句:信号系统不仅仅是软件和硬件,知识和人才也是重要组成部分,更新一个已经长期熟练使用的系统,要充分考虑切换成本。与原系统的功能兼容、知识兼容、流程方法兼容是重要指标。
未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明等材料,与我们联系,我们将及时沟通与处理。