共同探讨信号控制系统评价的现状及问题

赛文交通网数据显示2010-2016年我国各城镇共建设交通信号机约10万台，如何科学合理地评价交通信号控制系统的实施效果是一个急需解决的问题。国内外对交通信号控制理论和方法方面的研究较多，而对交通信号控制系统评价方面的研究相对较少。

2017年7月9日，信控中国精英俱乐部组织会员聚集在上海城市建设设计研究总院，以“交通信号控制系统评价”为主题，共同探讨信号控制系统评价的现状及问题，用户、企业、高校等从不同角度提出观点。 

上海市公安局交通警察总队韩如文、公安部第一研究所王骞、美国内华达大学里诺分校田宗忠、同济大学李克平、浙江大学金盛、北方工业大学张福生、重庆交通大学刘伟、福州大学孙旭飞、上海市城市建设设计研究总院高翔出席了活动，活动同时吸引了迈锐数据（北京）有限公司、连云港杰瑞电子有限公司等17家企业会员。

为什么要谈交通信号控制系统评价？

上海市城市建设设计研究总院智能交通所所长高翔首先介绍了信号系统建设过程的一种现象。建设方与交管单位在规划、设计、建设阶段往往对信号优先重视程度很高，会花大量的精力研究方案。但进入实施阶段后，对系统的调试、运行效果的评价往往会有所忽视。由此导致一些乱象的出现。正是由于这种忽视，部分厂商宣传和承诺可以达到很好的效果，但在实施过程中更多关注设备的堆砌和系统的建设，却对信号配时优化的投入不足，导致应有的效果没有得到发挥。

高翔（上海市城市建设设计研究总院智能交通所 所长）

在评价中，由于对象的不同以及各种因素也会影响对交通信号控制系统的评价。上海市公安局交通警察总队高级工程师韩如文以公交优先为例，列举了三种现象。一是从老百姓角度，他们更关注的是运行速度及运行时间，而对设备的损坏关注较少。二是政府相关管理部门关注的是拥堵问题，如果是社会车辆让公交优先，可能造成社会车辆的堵塞。所以优先程度有限。三是一些规划设计不合理的原因，也很难去评价信号系统。

韩如文（上海市公安局交通警察总队 高级工程师）

如何对交通信号控制系统进行评价？

高翔：目前在评价中有一个误区是更多的关注效益，其实应该从设施、管理、效益三个层面，同时又分干线、路口、区域三个级别，对整个系统进行评价。很多时候我们追求算法的优化，其实也需要对设施的评价。例如一些检测设施不合理或信号灯设计与渠化不匹配等问题也会对整个交通信号控制系统产生影响。

交通信号控制系统评价指标应该不是一个普适的指标，而和控制策略相关。首先定一个优化目标，再来谈评价。其次要考虑评价对象。第三是指标不一定是均衡的，例如公交优先，在高峰期主要让公交通行，这样能达成良性循环。

对用户体验进行调查也是系统评价中很重要的事情。

金盛（浙江大学副教授）：如果不考虑背景去评价是没有意义的。例如杭州“城市大脑”的出现，数据表明通行能力平均提升了3%-5%，其实中间还存在G20峰会期间交通需求变化的因素。因此，评价的基础点是什么很重要。

对于信号，交通系统可能就是通行权的分配，如果是分配就不存在对错，更多的是理念问题。如果将信号配时理解为社会资源或时间资源的分配，那我们就要考虑一些理念：安全、效率优先、兼顾公平、弱势补偿，这也是评价的四要素，它们是不断循环的。

我认为评价主要有三方面问题：第一，规范化、标准化是评价的前提，没有规范的情况下比效果没有意义；第二，评价分为评价目的、评价区域、评价时段、评价对象，它们之间各不相同；第三，评价的科学性，指标要可获取、多角度、可反馈，能够指导我们改进信号系统。

金盛（浙江大学 副教授）

李克平（同济大学教授）：评价是建立在标准的基础上，标准又牵扯各个方面。通常说“信号是末端”是什么原因呢？规划建设管理实际上是一条龙，信号控制属于龙尾，但是如有问题出现，很多人认为就是信号原因。信号的作用是毋庸置疑的，但其实从某一个角度来看，例如公交优先，如果在规划层面是要以人为本，将道路设置的很窄，或以车为本将道路展宽，这些都是规划的事情。而信号控制属于工程，从工程师角度，信号的价值是要平衡公交和社会车辆。所以我们要界定好信号控制工作的范围。

至于评价的指标，安全和效率毫无疑问很重要，同样经济也是其中一个指标，因为优化本身需要建设、维护等成本。

信号评价很难有唯一标准，从不同角度、不同层面评价都是不一样的，如何评价是一件非常有挑战的事情。交通具有艺术性，很难有机械化的标准，例如钢琴曲，无非就是由五线谱组成，但最终的结果还是需要演奏家完成。同样，评价里也需要专业人员去完成工作，无论自动化发展到什么程度，人都是最重要的角色。

李克平 （同济大学 教授）

张福生（北方工业大学城市道路交通智能控制技术北京市重点实验室研究员）：

第一，从静态角度评价系统或产品是否符合标准，功能的完善程度；

第二，从动态角度，以往是通过交通仿真来验证控制方法，实际上通过交通仿真是能够将交通现象和交通需求反复重现，将交通仿真和真实系统连接起来可以在线评价一个系统的好坏；

第三，从功能的角度，不同的系统有不同的功能，项目建设的时候也会提出不同功能的需求，对这些功能的需求和系统本身所能提供的功能之间的匹配程度也能够有一个标准；

第四，不同的厂家和机构提供出来的产品往往都是封闭的，对系统的开放性要求也能够制定出规范，这个规范不一定需要国家提出，从一个城市或设计单位都是可以提出要求或规范；

第五，交通信号机的控制安全，安全方面能够制定一些什么样的标准或规范，又能够对系统提出一些新的需求。

我个人认为，既然系统建设的结果和运行效果很难达成一致，是否能够将要求降低一点。

张福生（北方工业大学城市道路交通智能控制技术北京市重点实验室 研究员）

田宗忠（美国内华达大学里诺分校教授）：交通仿真是评价信号控制技术的重要方法，它可以公平的评价，但前提是对仿真工具的评价。

信号评价系统分设施、管理和效益等，但是这些不能混在一起，它是完全不同层次的评价。所谓效益的评价与配时和信号控制有关，以前美国都是通过对配时优化前后停车次数等参数的对比来看效果，但是这其中也有一些因素没有考虑到，例如基础设施或周期的变化。简单的前后对比能够说明一些问题，但它不是绝对的，所以我们在想是否能做出一个绝对的指标。

其实，无论是美国还是国内都意识到评价的重要性，但一直没有做，是因为这里面涉及的因素太多。因此美国认为无论如何需要一个指标，只要没有致命性的错误。所以就出现了打分指标，根据各种因素和停车次数，给每一项打分，最后综合打分，但是这里面也缺少很重要的因素，例如流量。很多时候个人认为信号优化已经做到很好，但是由于流量太高，无论怎么延长周期还是无法清空排队长度，所以最终一定要加上流量因素。但是加上流量等因素来给系统打分也不是一件容易的事情，我们正在尝试做这件事情。

还有一个是安全和效益的问题。安全方面，与信号有关的，如果将清空时间把关好，在评价系统里面就不需要考虑安全问题了。另外是行人和非机动车因素，不能因为考虑机动车而把行人清空时间缩短。将这些因素固定好之后就要考虑效益问题，这就涉及多目标评价系统。

田宗忠（美国内华达大学里诺分校 教授）

孙旭飞（福州大学物理与信息工程学院电子信息工程系副主任）：日本全部都用自适应系统，但是实际应用中它有两种方式，一种是远程自适应控制，在正常情况下使用自适应系统；另一种是本地多时段控制，可以切掉自适应，使用人工配时。

国内目前有两种形式，一是信号控制中心平台，从指挥中心下达配时方案；二是自适应系统。真正的自适应系统有两套参数，一种是信号机的参数，另外是自适应系统本身的参数。自适应系统在运行时实时采集各个路口的流量，然后通过算法确定最适合的方案，最后给路口协调。但这个协调不是固定的，对一段时间内交通量都非常相似的路口协调，然后对多个子区计算方案，进行周期比较，将比较类似的连串起来，这种连串就是动态的。

对一个系统的评价，如果是信号控制中心下达配时方案，主要对配时方案进行评价；如果是自适应系统，就与机器质量有关，我认为仿真可以做到评价。利用仿真软件，将区域路网信息收录，仿真系统可以将边界的交通流设置好后产生车流，然后设置检测器，这些检测器的布局通过仿真系统可以与信号机的仿真做接口，也就是仿真信号机可以接收仿真系统的交通流量，然后经过信号机送到中心级，中心级经过计算后下发到信号机，信号机再发出信号，仿真信号机再返回到仿真系统，这样就形成封闭系统。最后可以通过不断加入流量信息来评价系统，流量加的很高的时候才溢出说明系统更好。

孙旭飞（福州大学物理与信息工程学院电子信息工程系 副主任）

王小刚(北京路通信联科技有限公司副总经理)：评价应该分新建系统和某个系统优化评价。怎样评价一个方案？方案包括控制模式和配时，在不同模式下目标不一样，在什么样的情况下选择什么样的交通模式本身就是一种交通系统设计，评价系统的时候模式的采用也要纳入评价。

在中国现有的交通情况下，制定标准很简单，就是三个问题：一是信号灯有没有出现绿灯空放的情况，就是绿灯利用率达到多少。二是在协调时，关注不同模式下的控制目标，然后对应的找一个参数评价。三是自适应的问题。

王小刚（北京路通信联科技有限公司副总经理）

刘伟（重庆交通大学）：对于信号交叉口控制方案的评价应该简洁有效。第一是前端的信号机以后会更智能，能够简单快速的判断目前的方案和交通运行状况；第二能通过对交通参数的检测做出判断。

刘伟（重庆交通大学）

谢碧峰（杭州鼎鹏交通科技有限公司技术总监）：从企业角度，应该根据实际情况做评价，主要分几个层次：第一级直观评价，对浪费时间、规则安全、排队长度等评价；第二级对数据以及设备进行评价，例如旅行时间，延误等；第三是配时方案评价，将大部分影响通行的因素找出来，然后通过设备、管理进行优化。

与会专家们分别从企业、用户、高校等不同角度分析了交通信号控制系统评价存在的问题及方法，并且认为对信号系统进行评价非常重要，也是非常复杂的事情。刘伟认为把复杂的问题变成简单的事项工程应用和实际应用是一种趋势，希望推出团体标准对交通信号控制系统进行评价。

上海宝康电子控制工程有限公司智能交通首席专家、高级工程师管青同样认为目前更重要的是将信号系统规范化、标准化。对于交通信号系统的评价提出了很多年，但一直很难做，核心问题主要是两个方面，从技术层面，首先要解决效益问题，另外就是花钱做这个是否值得，但是这个评价又来自于用户、百姓等不同对象。对于用户的操作人员来讲，信号控制系统要做到软件专业化、操作简单化。还有一个是控制效益问题，并且很难做可持续变化的评价。

公安部第一研究所王骞提出到底以什么为抓手来评判信号优化的工作？评价目标在哪？怎样保证行人和车辆的平衡？王骞表示其实交警承受了很多不能承受之重，很多时候由于规划或设施等问题造成的拥堵问题，最后都成为信号优化的问题。对于交警，最重要的是安全，运行速度或通行量保证了，但是又会对行人造成威胁。对于信号调优，是否能将安全也加入评价？

除以上专家之外，其他会员也分别提出了自己的见解。本次活动由信控中国精英俱乐部和赛文交通网联合主办，得到了迈锐数据(北京)有限公司的全程特别支持，上海市城市建设设计总院作为城市合作伙伴也对本次活动进行了支持。