检测器与信号控制的恩怨情仇
朱圣发表示,信号控制会将一部分“锅”丢给检测器,认为检测器数据不行,不支持信号控制的一些算法,检测器又认为检测数据是准确的,做不好信号控制不是检测器的原因,两者之间存在着这种恩怨情仇
编者按:数据是交通管理的基础,无论是何种高科技手段,都离不开底层的感知设备,因此检测器至关重要。
在交通信号控制领域,检测器与信号机“相爱相杀”,信号机需要检测器,但往往又会因为检测数据质量问题无法发挥理想控制效果。
在中国交通信号控制年会上,连云港杰瑞电子有限公司武汉分公司总经理朱圣发结合检测器发展史以及常见系统检测器布设方式,描述了检测器与信号控制的恩怨情仇关系。
朱圣发表示,信号控制会将一部分“锅”丢给检测器,认为检测器数据不行,不支持信号控制的一些算法,检测器又认为检测数据是准确的,做不好信号控制不是检测器的原因,两者之间存在着这种恩怨情仇。
以下内容为朱圣发演讲全文:
为什么选这样的题目?因为无论我们谈多么高大尚的技术,都需要有一些感知设备,然后才能够建立高级的算法进行智能控制,检测器至关重要。
无论检测器效果如何,最终结果呈现还是在信号控制上。总体来看,信号控制会将一部分“锅”丢给检测器,认为检测器数据不行,不支持信号控制做一些算法,检测器又认为数据是准确的,做不好信号控制不是检测器的原因,两者之间存在着这种恩怨情仇。
常见检测器的发展历程
线圈车辆检测器发展史
1928年,随着第一台感应式信号机出现,世界上第一台公认的车辆检测器诞生,其安装于道路附近的麦克风,需要通过的司机鸣笛来触发设备以检测车辆的经过。
20世纪60年代,感应线圈被用作为车辆检测器,成为技术成熟、应用广泛的车辆检测系统。
现阶段,由于线圈检测技术受到固有技术的制约,渐渐被其他检测技术所取代。
地磁车辆检测器发展史
21世纪,地磁检测技术初露锋芒,伴随着巨大的市场需求而不断发展。最具有代表性的是2003年美国先思公司(SENSYS)成立,大范围的推广,推动了地磁产品的普及。
行业普遍认为地磁是线圈的替代产品,它的发展历程没有地感线圈长久,由于国内修建道路比较普遍,导致检测器数据效果不是很乐观。
雷达车辆检测器发展史
雷达的历史最早可以追溯到1886年,Hertz发现电磁波的存在。
1937年,由Robert Watson-watt设计第一部可使用雷达 “Chain Home”在英国建成,二战期间雷达迅速发展。
1982年,交通部公路安全工程研究中心研制成功了中国第一台雷达测速仪。
最早的雷达技术一般都是军用,后来逐渐转化为民用,最开始转为民用的时候是一个奢侈品,行业内认为雷达技术好但是很贵,当前雷达厂家也在不断努力将成本降低,然后不断完善技术。
现阶段,雷达技术上实现了“测速”—“测速+测距”—“测速+测距+测角”的技术演变,构建融合技术下的综合感知系统
视频车辆检测器发展史
1976年,视频交通检测由美国加州Jet Propulsion实验室提出,将视频处理技术与交通控制技术相结合。
1989年,美国ISS公司正式推出了用于外场车辆检测的AutoScope2002视频车辆检测器,1992年可实现全天候检测。
现阶段,视频车辆检测技术向着智能化、视觉检测立体化、网络化、低成本和集成化逐步发展。
雷视一体机
雷视一体机是近两年非常热门的设备,它的核心目的是综合两个设备的优势,通过雷达探测预警,在道路中通过距离、角度、速度来判断目标,再融合视频进行目标复核,希望实现1+1>2的效果。
由于雷视一体机旨在结合雷达和视频两种技术的优势,目前不论在检测的准确度和展示性上都有较大的优势,产品价格也逐渐“亲民”,后续的发展潜力巨大。
常见检测器优劣势对比
常见系统检测器布设方式
SCATS信号控制系统
SCATS信号控制系统基于车辆检测器数据,在预设方案中进行实时切换,实现周期、绿信比、相位差等参数的优化。
SCATS系统检测器通常安装于交叉口停车线前2~4米。
SCOOT信号控制系统
SCOOT系统的检测器布置位置也非常具有代表性,系统检测器通常安装于上游交叉口出口断面处,利用流量数据和交通模型,采用小增量寻优方法找出信号配时参数的最佳组合。该模式对交通的连续运动妨碍最小,又不以为交通参与者所察觉。
杰瑞MATHS信控系统
杰瑞MATHS信控系统提出了三个类型的检测器:战术、战略和溢出。战术检测器主要用来做实时性的优化,类似于感应控制或自适应控制;战略检测器主要用来统计路口流量,然后优化整个路口的周期或对整个方案的选择给出建议;溢出检测器主要布设在拥堵长度较长的路口进行溢出控制。系统支持全量或独立的检测器安装模式。
每种单独的检测器布设也可以达到单独的一种效果。
自适应/感应控制方案通过战术检测器来获取流量、占有率数据,通过战略检测器进行周期小步距调整,瓶颈控制方案通过溢出检测器来做截流控制。
我们要根据交通需求判断检测器的布设方式,然后根据检测器的布设方式,做一些不同的控制模式的组合。
常见的控制包括,全感应/半感应控制,自适应控制等。
全感应控制是在路口各进口车道均布设感应检测器,如下图所示,每个相位在绿灯末尾,若检测到有来车,则延长绿灯,若一定时间间隔内没有检测器到来车,则切换至下一个相位放行。适用于相交道路等级相当、流量较小的路口。
半感应控制是只在交叉口部分进口道上设置检测器的感应控制,适用于主次道路相交且交通量变化较大的交叉口上。
自适应控制是一种多目标、适应交叉口交通状态连续变化的控制策略,针对一定的控制目标和控制参数,建立一系列产生式规则、优化模型和算法。
应用案例
常规的全感应控制,实际上各种检测器都可以实现。这里列举一个在连云港的全感应控制案例,除去实现常规的感应控制,在这个案例中我们还利用高点,进行车辆的二次分析,进一步优化提升算法的维度。
在昆明,我们利用采用雷视一体机做了一个匝道控制项目,实时检测快速路各车道的交通状态,入口道信号机以此为依据自动设置石闸入口道关闭/开启状态。
针对城市道路路口,可检测多种数据,比如明显的轨迹线,结合视频识别,也可以对车票的一些轨迹进行反向提取,可以深入挖掘更多更有意思的内容。
检测器的发展对信号控制整个执行逻辑都会带来一些变化,信号控制也随着感知设备的提升而提出新的“玩法”。
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