2018年以来，一城多系统信控统一平台建设的需求被广泛关注。

经过多年的发展，我国大部分城市都出现了多种交通信号控制系统并存的情况，这些交通信号控制系统来自不同的生产厂商，其系统内部的结构和通信协议、控制命令格式等都不尽相同。对城市交通管理部门而言，无法对这些交通信号控制系统进行有效的管理。

2018年以来，一城多系统信控统一平台建设的需求被广泛关注。

传统信控系统发展困境

当前传统信控平台最大的局限，第一是各家信号控制系统之间无法实现互联互通，信号机跟信控系统之间是紧耦合状态，造成了区域协调控制难以进行、很多项目需要单一来源采购等问题。

第二，传统信控系统在路口都采取有线组网，造成系统建设周期长、成本高、运维复杂。

比如一个典型的十字路口新建红绿灯投资约60万，施工周期约40天，信控设备约12万（国产信号机），电子警察、视频检测设备12万，其他均为杆件、线缆以及地下管线，占总成本60%以上。

运维方面，以海口为例，2019年，海口市约有350个红绿灯路口，每年需要维护经费800万，平均一个路口2万+，并且800万只包含人工费，并不包括设备维修费用。

第三，以SCATS为代表的国外信控系统虽功能多，但采购成本高、操作、运维复杂。

海口从2003年开始使用SCATS系统，当时一台信号机价格在11-12万，现在在8-10万之间，路口软件授权一个路口1万左右,后台系统还需要按照路口数量付费。

除了费用高，另外，如果真正要将SCATS功能掌握透彻，设置好各个系统和方案，需要花费2-3年周期，甚至更久。

警力有限，技术人员培养成本高，这也是限制各个地方交警能够把信控工作做好的原因之一 。

在未来发展中，传统信控系统也面临几个发展困境。

第一，传统信控系统难以融合多源交通数据，与各类交通大数据平台也难以互联互通。

第二，传统信控系统线协调控制效果不佳、区域控制无法突破。

比如，在平峰时段，使用绿波协调控制，目标是减少停车次数和缩短旅行时间。在高峰时段，通常根据专家经验设置一些方案，主要目标是提升通行效率，缩短高峰时长。在夜间时段，在大部分路口采用感应控制，主要是减少绿灯信号的损失。

但是这三个时段划分，传统信控系统能做到的协调控制也就是在平峰时段做绿波控制，在高峰时段和夜间时段协调控制一直都是难题。包括各种数据分析，控制效果评价，到底是通过哪种效果来评价协调控制成果？通过哪种数据来做协调控制？这都是我们现在面临的一个困境。

比如在做节假日高峰控制或重大活动高峰控制时，只能在进出城的一些关键节点路口采取快进慢出的方式，在节点路口做简单的区域控制策略。但是如果进到城区内部，如何划分子区？各个区域之间如何协调？每个区域的控制战略是什么样？每个区域的交通状态什么样？现在都很难去掌握和控制，很难做主动把控。

第三，传统信控系统控制效果主要依靠专家经验，难以适应路口规模快速扩张的形势。

交警部门负责信控的专业技术人员少，虽然可以通过购买服务的方式解决路口规模跟人员不协调的问题，但是购买服务成本高，外包配时服务人员也需要一段适应期。更重要的是，一些中小城市没有资金采取购买服务方式解决这个不协调的问题。

海口信号集控平台功能

第一，海口市目前打通了多家信控系统，初步实现了配时方案下发、特勤控制等集中控制功能。

海口目前有4家信号控制系统，分别是SCATS系统、海信系统、大华系统、海康系统，针对这4个系统采用了不同的通讯控制方式。

对于SCATS系统，使用了ITS接口做互通；海信和大华采取SOCKET TCP的控制方式；海信采用 web service。

第二，依托城市大脑，融合多源交通数据，实现对路口、路段交通运行状况的实时监测。包括从区域-主干道-主要路口三个层次实现信号优化客观评价；从多个角度对交通状态进行评估，包括速度、延误、排队等12项指标；融合高德轨迹数据和路口检测器数据；T+1日自动生成评价结果、提供灵活交互比较功能。

第三，路口信号优化全流程信息化，包括从一个路口的基础数据采集，到交通流量调研、配时方案设置和下发、配时方案运行评估、信号优化到交通组织优化整个流程都做成信息化。 

海口信控AI辅助平台功能 

海口信控AI辅助平台是基于阿里城市大脑结构而建，最底层是飞天计算平台。

 信控AI辅助平台架构

第一个功能是单路口配时辅助优化。

主要逻辑有两个，第一是基于高德轨迹数据做失衡判断和分析，然后来决定优化路口；第二是基于融合数据的供需强度模型，以此判断整个路口的情况，并进行优化。

第二个功能是单路口配时方案自动下发。

目前海口市实现自动下发路口主要是两个区域（图中黄色阴影覆盖部分），这两个区域是分别代表着海口不同的交通特征。

上边黄色区域是海甸岛，它有几个特点：人口密度大，路网相对比较完善。 它的路口可以进行分流，其他控制措施容易实现，并且海甸岛跟主城区连接是依靠桥梁，无论怎么测试，对海口城区的交通影响并不大。

下边黄色区域是府城片区，它是一个老城区，同样人口密度比较高，但是交通秩序并不好，非机动车量非常大。这块区域交通复杂，而且非机动车对整个交叉路口的控制效果影响也较大。

目前来看，控制效果不错，特别是夜间与平峰时段的效果能够体现出来，高峰时段，个别时间还是要人工干预。

海口信号集控平台演进计划

海口信号集控平台未来发展计划集中在五个方面。

第一，深度融合各家信控系统，实现一个平台控全市。目前采用的模式是集控平台对接各家信控平台，下一步计划实现集控平台直接对信号机互联互通。

海口市采取两个策略，一是逐步更换旧的SCATS信号机；二是考虑用一种类似于互通互联的硬件网关方式来控制，通过协议转换器或者其他类似的东西去控制信号机，当然这些首先要在安全可靠的基础上进行评估。

第二，实现全自动可视化特勤控制。

第三，实现大型活动、紧急事件等信控预案一键下发。

第四，与GIS、情指勤平台、AI辅助平台等平台深度融合，支持缉查布控、交通事件处置，支持路口状态评估、辅助方案生成、方案自动下发。 

第五，希望未来的集控平台能精细到灯组的可视化运维。当前的运维平台只能看到信号机的运行情况，而很难掌握一个路口每个灯组的情况。未来是否能够在灯组上安装传感器，通过这些传感器及时发现、处理灯组故障，降低运维工作强度？ 

信控AI辅助平台演进计划

AI集控平台、辅助平台需要一些基础设施的完善，下一步首先要完善基础设施数据。 

考虑到整个检测期的全生命周期成本，包括运维管理难度等，海口市将来会把检测器全部改成视频检测器，目前第一步是要将正反向电子警察覆盖90%以上的路口，通过电子警察做数据采集，第二步是将视频检测器覆盖90%以上路口，通过视频检测器计算流量、排队长度，包括车头间距等数据。

另外，计划实现城区路段卡口平均一公里一套，做到车道级高精地图覆盖全市1200公里道路，融合手机信令数据与浮动车数据。

第二，要将AI辅助平台覆盖到主城区400个路口。

第三，希望借助城市大脑大数据分析平台，在一些条件适当路口增加可变车道，通过可变车道增加空间资源调优。

第四，希望能够做到人工智能的配时中心，最终实现人机结合。

首先借助人工智能实现全域广谱信号优化；其次尊重专家智能，让专家管理意图无缝下达；最后做到人机融合，成立人机智能融合的智能信号配时中心。

当前所建设的AI辅助系统是刚刚起步，未来的发展还有很多技术需要去做，但是我们认为这个方向是对的，因为未来车路协同自动驾驶能够进一步成熟，传统信控系统肯定无法与其对接。

AI辅助系统的重点功能

第一，优化全流程闭环。

海口市之前做到了单个路口的优化全流程信息化闭环，这次要扩展到全部的优化全流程闭环，包括发现问题、分析问题、优化方案、效果评估，然后再发现问题的闭环流程，都要实现信息化。

第二，要优化协调控制的一些功能。

下一步希望能够从静态协调控制做到动态协调控制，能够适应不同的交通压力，适应不同的交通流量，适应不同的时间段，更好的提高不同时间段的控制目标和策略。

第三，实现区域的主动控制。

从区域的角度考虑多态交通情况下的信号灯动态协调。首先考虑不同局部的交通状态以及局部路段之间的一个关联性能，包括它的网络关系。其次是每个局部优化的同时兼顾对其它区域的影响；第三是通过区域优化实现交通流量的削峰填谷。第四是通过区域优化，再反馈到单个路口的优化当中。

第四，将红绿灯信息通过5G或其他互联网方式直接触达到车端。

比如可变车道、绿波、速度、绿灯时间信息等，能够通过高德或者车端设备能够发送到车端，让驾驶员更好的体会到红绿灯的服务，包括进行最短时间路径的计算。  

*本文是根据赛文交通网推出的精细化交通信号控制专场直播，海口市交警支队科技通信管理科科长陈冬的演讲内容，经拾梦者编辑整理发布，有删减。

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