智能交通中信号控制是核心,信号控制必须以人为本。
但是,根据美国的一项研究,人类每年花在等待交通信号灯变绿的时间合计大约16亿个小时,换算成经济成本为26亿美元……
目前无论SCOOT、SCATS所有的信号灯区域控制系统都没有考虑“人”的因素,如何将行人数据运用到信号灯控制中来,实现人车和谐,提高路口通行效率,将是交通信号优化的主要方向。
经过近5年的酝酿准备,我们着手主导研发了“路口风向标”——行人检测控制系统,对行人和机动车统一检测、优化。实现“人车路”整体协调,让路口更加科学、智能、高效。
国内外交通控制现状
目前,国内各大厂家基本都是以车辆检测为基础数据,根据当前车流量,实时调整信号灯时间,让车辆快速通过路口,减少停车次数和停车等待时间,来实现缓解拥堵的目的。
而对于行人,则基本上没有采用任何控制方法。无论在等待区、正在过街行人的有无以及有多少,都是跟随机动车信号灯来进行控制,从而造成行人交通事故的频发。
国内国际的智能交通快速发展,却往往忽视了一些重要的环节,尤其是在交通控制方面,还有不足或有待进一步提高。
1、交通以人为本的意识不足
无论国际最主流的SCOOT、SCATS,都是基于车辆检测的一个机动车的优化算法,指在解决区域内交通流的协调与控制,这里指的是机动车的协调与控制,而至今尚无人流量的交通控制,无法体现交通以人为本的原则。
2、行人信号控制策略缺乏
如上所述,国内、国际任何区域控制建模都没有行人智能控制内容。行人的信号控制策略不仅仅是缺乏,而是从来没有。
3、行人检测技术进步
历史到现在为什么区域控制系统中没有行人信号控制策略,而忽略了“人”这个最最重要的因素,其中一个原因就是基于行人的检测技术还在发展中,行人检测技术包含红外线检测、雷达检测、视频检测、激光雷达检测等,存在检测不准确、成本超高等各类因素。随着科技进步,行人检测已经不再是高不可攀。
行人检测控制系统
行人检测控制系统针对行人过街安全得不到保障、行人检测不智能、无行人交通控制策略等问题,采用基于深度机器学习的视频检测技术,在HiCON系统及SCOOT系统下,建立行人检测控制策略模型,运用区域控制系统平台,实现了首创的行人检测的控制方法。
系统包含行人过街检测模块、检测数据传输模块、交通控制分析模块、控制方案执行模块和执行反馈模块。
系统结构流程
系统主要可以实现三大功能。
一是行人过街相位智能调配。根据检查行人等待区的人流大小,自动分配行人过街相位的时间。
二是减少行人相位。检测等待区与斑马线上均无行人时,不执行行人相位或减少行人相位;在没有检测到检测等待区与斑马线上有行人的情况下,将不会给信号机行人过街的触发信号,那么信号机将不执行行人相位。
三是减少机动车相位。检测到的等待区与斑马线上有持续的大量的人流经过,并且通过车量检测器检测到无机动车通过,或极少机动车通过时,减少机动车相位配时或减除机动车相位。
创新亮点
第一,信号灯配时引入行人检测数据。采用红外线检测、雷达检测、视频检测等技术实时检测等待区、斑马线上的行人数据,融合关联多种数据,自动分配行人过街相位的时间。
第二,实现交通数据全量感知,实时检测。精度可达亚米级,并可感知大雾、雨雪、积水及能见度等交通环境。
传统的检测方式仅限于交通流量、车头时距,占有率。路口风向标检测更全面、更具体。能融合多种数据源,如交通流量、动态机动车位移、互联网交通数据。提高了数据的有效率。
第三,实现交通设施数据互联互通。阿里云王坚曾经说过,世界上最远的距离是摄像头和信号灯的距离。它们都在一根杆子上,却从来没有通过数据被连接过。“路口风向标”关联多种交通设施的数据,实现数据融合,例如:摄像头采集的实时交通数据,通过运算实现信号灯实时控制。
第四,实现多部门协同作战。通过高清视频多维度应用,可对路口的行人交通和道路状况进行在线监控、实时调度、应急处理。采用的AI视频检测技术,对交通事故、违停、逆行、障碍物等事件进行识别、预警并协助处置。在交通事故处理取证、交通指挥调度、交通研判中发挥积极作用。
实现效果
交通管理应以人为本,路口风向标的全量交通感知下的数据算法,既保障了行人过街的安全,又科学合理分配路权,必将是智能交通控制发展的风向标。效果如下:
第一,保障行人过街安全。自动判断人流量大小,给与行人充分的过街时间,避免路口人车抢行而发生交通事故。
第二,避免了人、车空等。夜晚没行人的时候汽车空等,路上没车辆的时候行人空等。
第三,实现人、车、路统一协调。根据实时人流量、车流量智能配时,达到道路通行效率最大化。
目前,该套行人检测控制系统已经在武汉市3个路口投入应用,机动车通行效率提高了19.1%,行人等待时间减少了23.6%。
下一步拟建设10个路口,在交通控制精细化上加强,在交通管理人本化进一步深化。
前景展望
交通管理无国界,交通优化无止境。“路口风向标”以智能交通控制的实践经验为基础,经过多年探索,以人、车、路和谐为目标,将进一步改善人、车通行秩序,缓解城市交通压力!