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浅析交通信号控制行业发展瓶颈和前景

​交通信号控制是城市交通管理的核心手段之一,在城市智能交通建设中,交通信号控制长期占据重要地位。安徽三联京三智能科技有限公司是我国交通信号控制领域的新兴企业

    交通信号控制是城市交通管理的核心手段之一,在城市智能交通建设中,交通信号控制长期占据重要地位。安徽三联京三智能科技有限公司是我国交通信号控制领域的新兴企业,其研发的智能交通信号控制机势必影响安徽乃至全国交通信号控制领域的市场格局。近日,安徽省智能交通协会(ITS视界)就交通信号控制行业的市场、技术的现状、发展前景等问题采访了安徽三联京三智能科技有限公司总经理唐毅。以下为此次采访具体内容。         

您如何评价目前交通信号体系的标准体系?

唐毅:目前交通信号的标准体系中心是将传统的交通系统看成是人、车、路的统一体,运用计算机、通信、人工智能、传感器等领域的先进成果来彻底改变目前被动式的交通局面,使人在驾驶过程中可以随时通过GPS、广播、信息发布板等手段了解目前的交通状况,而交通部门则可通过道路上的车辆传感器、视频摄像机等设备随时了解各个路段的交通情况,并随时对各个交通路口的交通信号进行调整以及对外界进行信息发布,使整个交通系统的通行能力达到最大。在这个中心思想下,我国制定了从车辆-道路-行人-交通安全产品-道路信息管理的全面细致的国家标准和公共安全行业标准体系,这个标准体系不仅贴合实际,对道路交通安全产品的制造起到了指导和规范的作用,而且也为我们未来的建设指明了方向,明确了道路。我们会仔细研读标准的各项规定,把其贯彻落实到我们的生产中,精益求精,做出符合标准、优于标准的优质产品。

交通信号控制行业是交通管理的基础性设施建设行业,从城市道路机器覆盖率、技术水平角度,您认为目前我国交通信号控制机发展的特点有哪些?未来将会产生哪些变化?

唐毅:目前我国大多数城市,各路口信号控制建立时间前后相差较远,各路口信号控制机类型并不统一。信号控制系统普遍采用多时段定时信号机、感应式信号机和集中协调式信号机。整体系统架构一成不变多年,只是一味的增加各种的人机交互的功能以及多增加几路信号控制等信号机附属功能。

交通信号控制系统将成为现代城市智能交通系统(ITS)的重要组成之一,主要用于城市道路交通的控制与智能化管理。交通信号控制系统主要特点是实现自动协调和控制区域内交通信号灯的配时方案,均衡路网内交通流运行,使停车次数、延误时间、排队长度及环境污染等减至最小,充分发挥道路系统的通行效率。科学的交通信号灯控制系统能在有限的道路空间上,合理地分时、分路、分车种、分流向使用道路,使路网交通压力均分,实现道路交通的有序、高效运行。必要时,可通过指挥中心人工干预,直接控制路口信号机执行指定相位,强制疏导交通。

随着人工智能技术的发展,将其引入交通行业,未来交通信号控制机智能化程度逐步提高,通过相关算法建模处理各信号机所采集的交通数据,进行分析处理,进而给出处理决策,实现道路通行方案优化,满足提高道路交通通行效率,缓解日趋严重的交通拥堵问题。

您认为目前交通信号控制行业发展存在哪些问题?哪些因素是影响这个行业发展的关键?

唐毅:目前的交通信号系统主要由交通信号控制机终端设备、在线信号控制系统平台组成。绝大多数城市,各路口信号控制机建立时间前后相差较远,各地普遍存在重建设、轻应用的问题,且系统建成后,如何更好的使用,如何更好地发挥其效果,各地都比较欠缺。

目前缺乏类似美国NTCIP、ATC、NEMA那样的行业标准,各路口信号控制机分属不同厂家,导致设备类型繁多且相互之间不能兼容,给交通信号控制系统进一步扩充、的发展带来了一系列问题:

  ●技术力量及专业人员配备不够;

  ●系统建设后期管理和维护问题;

  ●设备兼容性差;

  ●设备稳定性差;

  ●控制策略不够优化;

  ●系统全局管控能力不足。

其中,设备兼容性问题及控制策略优化问题,可能会成为影响整个行业发展的关键。

现行的交通信号控制机国标中,对指令消息帧给出了详细的定义,包括版本号、发送方标识、接收方标识、数据链路码、区域号、路口号、操作类型、对象标识等给出了字节数及取值的说明,但是,数据帧定义并未明确,所以,来自不同厂商的信号机无法做到通信协议的统一,也就无法实现不同信号机的兼容,给交通信号控制的发展带来阻碍。

实现控制策略的优化,核心是发展人工智能技术并且将人工智能技术更好地应用于交通控制领域,从而实现交通控制的智能化,最终达到无需人为干预,即可应对各种复杂的交通路况以及突发交通事件,保证交通通行的有序和高效。

中国交通信号市场的发展大体可以视为一线城市在原有系统基础上的扩建,部分二、三线城市的新品牌争夺。针对这样的市场情况,贵公司有何规划和目标?

唐毅:目前我国各城市都加大力度进行基础设施建设和城市改造建设,交通信号控制系统作为ITS的一个子系统,各个城市都建设了许多。国内外使用较多的交通信号控制系统有SCATS、TRANSYT、SCOOT、ACTRA、HICON、SMOOTH等。

安徽三联京三智能科技有限公司系由安徽三联交通应用技术股份有限公司与日本株式会社京三制作所于2017年7月合资建立的新兴智能交通企业。安徽三联交通应用技术股份有限公司是我国道路交通安全领域驾考行业的领军企业,产品覆盖中国大陆所有省、市。日本京三制作所是成立于1917年的百年企业,其轨道交通和道路交通信号控制技术享誉世界。

ARTEMIS(Autonomous and Real-Time signal control based on Estimation traffic demand for Minimization of Signal waiting time,基于预测的交通需求实现信号等待时间最小化的自适应实时信号控制)是由日本京三公司研发的一种环境友好型信号控制系统。安徽三联京三智能科技有限公司引进日本“ARTEMIS”信号控制技术,消化吸收创新发展,研发生产的SLKY AT自适应实时交通信号控制机适合中国道路人、车混合、“三小”车辆较多的交通环境。

与传统的集中协调式信号控制相比,“ARTEMIS”作为一种新型的环境友好型信号控制系统,能够提高交通安全性和保障交通顺畅,其根据上下游路口的车流量信息交互并结合路口车辆感应器采集的车流量信息来预测路口即将到达的交通流量,自适应实时的调整、优化信号配时方案,使得停车时间最小化,有效减少停车次数;通过检测区域内车流量信息,判断饱和交通状态的时间节点,自动选择饱和交通状态的控制模式,从而真正有效缓解高峰时段交通拥堵状况。进而减少二氧化碳和氮化物的排放量,为应对地球变暖和抑制大气污染做贡献。

ARTEMIS系统可以在联机模式、拥堵模式、独立操作模式、黄闪模式等几种模式下运行。由于该系统基于对相邻路口车流量的信息交互来预测路口即将到达的车流量,信号机可以在不需要报送交通管制中心的情况下,即可实时改变自身信号控制,调整信号配时方案至最佳通行状态,最大程度提高路口通行效率。此外,若平台或区域计算机出现故障或通讯中断,对信号机之间的自适应控制基本不受影响。平台作用弱化,主要用于特勤管理和路口特殊控制。

由于各个相邻路口信号机之间的通信互联从而实现一条道路上多个路口信号机通信,进而实现区域内信号机的信息交互,信号控制由单一的“点”控制到“线”控制再到“面”控制,真正实现智能的交通控制。同时,系统也可以切换至混合方式,通过指挥平台设备的指令调整信号的周期和相位差。

为了实现更大区域、更多路口的协调,ARTEMIS系统在允许各个路口“各自为政”的同时,还提供了“子区域”的控制策略,根据路网、流量等条件将路口状况基本一致的划分为同一子区域,使用同一相位周期。各个子区域也可以连接在一起,构成更大的协调系统;当一个或多个子系统内通行状况差别较大时,可以断开其连接。

路口拥堵发生时,ARTEMIS系统也能自动选择拥堵控制模式。通过路口占有率以及车辆平均等待队列长度来判定拥堵状况并在系统预设六种模式中选择合适的应对模式来执行。对某一个路口的多个方向通行状况进行监测,若检测到某一方向处于饱和状态时,系统即自动切换为拥堵调节模式,最大程度降低路口拥堵发生率。

随着人工智能技术的发展和交通智能算法的进步,交通信号机在城市交通控制中发挥越来越重要的作用,在未来的城市智能化的建设中,交通信号机将成为枢纽乃至中心的地位。在发展交通信号机的过程中,应当坚持“一个中心、两个基本点”。一个中心指以“ARTEMIS系统为中心”,必须持续不断的改进和升级信号机控制算法,发挥其信号机的智能控制。两个基本点:一是要坚持立足于本地,然后覆盖至周边城市,合肥作为一个高速发展中的城市,交通拥堵是其城市发展过程中绕不开的点,致力于解决合肥市目前拥堵的现状是现阶段的目标。二是要坚持心怀若谷,不断创新。作为一个新型企业,行业的新人,应该怀着一颗学习和进步的心,向行业的前辈和专家不断学习,取其精华不断革新,始终保持活力,为城市发展贡献自己的力量。


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