海康威視信號控制系統(tǒng)助力城市道路暢通提升
2020-11-27
海康威視
海康威視智能交通團(tuán)隊(duì)以“Open Traffic”應(yīng)用架構(gòu)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了以“能力開放為核心”的智能交通決策引擎，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了“可見，可知，智控，開放”的信號控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了交通信號控制算法的創(chuàng)新和實(shí)踐。
精準(zhǔn)的信號控制系統(tǒng)要有充足的數(shù)據(jù)做支撐，海康威視不斷挖掘感知技術(shù)優(yōu)勢，開發(fā)出了新一代雷達(dá)視頻感知設(shè)備，全面應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)對機(jī)動車、非機(jī)動車、行人數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集，為信號控制系統(tǒng)提供了充足而精細(xì)化的數(shù)據(jù)。
海康威視的信號控制系統(tǒng)在路口維度可復(fù)用已有的電子警察，在監(jiān)測違法行為、滿足違法抓拍取證的同時(shí)，也記錄了每根車道、每個(gè)轉(zhuǎn)向的流量和每輛車的車牌數(shù)據(jù)，源源不斷提供實(shí)時(shí)過車信息。
雷達(dá)視頻車檢器相較于電子警察，更加“眼”觀六路，“耳”聽八方，可彌補(bǔ)電子警察采集駛離流量再換算得到的到達(dá)流量數(shù)據(jù)失真問題。基于視頻和雷達(dá)相結(jié)合的技術(shù)優(yōu)勢，利用兩者的可視域互補(bǔ)、檢測坐標(biāo)系融合、高頻雷達(dá)測速、交叉區(qū)域數(shù)據(jù)相互校驗(yàn)等技術(shù)創(chuàng)新，可實(shí)現(xiàn)單向4車道多目標(biāo)軌跡跟蹤檢測、目標(biāo)可視化、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，縱向檢測距離可達(dá)200米，且不受雨、霧、大風(fēng)、光照等影響，可在夜晚低照度及惡劣天氣下精準(zhǔn)檢測。
雷達(dá)視頻車檢器可以準(zhǔn)確探測每個(gè)車道的排隊(duì)長度、占有率、平均速度、區(qū)域停車數(shù)等，捕捉每輛車的軌跡，還可以統(tǒng)計(jì)出停車時(shí)長、停車次數(shù)、平均延誤等指標(biāo)，作為信號控制優(yōu)化的參數(shù)輸入。
傳統(tǒng)的地磁、線圈檢測器和電子警察等設(shè)備在路口高飽和情況下的信號控制優(yōu)化中作用受限，只能檢測到駛離流量，在非常擁堵的情況下并不能代表真實(shí)的車輛到達(dá)需求。而雷達(dá)視頻車檢器可同時(shí)采集車道級的駛離流量和排隊(duì)長度，利用算法擬合后的到達(dá)流量更能反映真實(shí)的交通流需求。更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)提升了系統(tǒng)的感知水平，大大填補(bǔ)了信號控制在采集端的缺陷。
除了機(jī)動車信息，海康的信號控制系統(tǒng)同時(shí)有行人密度檢測模塊，采用毫米波雷達(dá)和視頻融合技術(shù)檢測行人等待區(qū)的行人數(shù)量、位置、停留時(shí)間等，單獨(dú)架設(shè)的熱成像相機(jī)也可對行人數(shù)量進(jìn)行檢測。針對路口和路段配時(shí)不合理導(dǎo)致的行人過街等待時(shí)間過長、行人過街需求響應(yīng)不及時(shí)等問題，行人檢測數(shù)據(jù)可以為更合理的行人過街控制提供依據(jù)，保證行人過街時(shí)間和機(jī)動車通行時(shí)間的合理分配，使得在以人為本的理念之下路口的通行效益最優(yōu)化。
通過雷達(dá)視頻車檢器、電子警察、行人檢測相機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對交叉口場景的全域感知，單點(diǎn)控制直接由信號機(jī)內(nèi)置的單點(diǎn)算法實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算，涉及干線和區(qū)域聯(lián)動的多路口控制則由中心系統(tǒng)的智能交通決策引擎進(jìn)行分布式計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)診斷問題，剖析原因，通過自動化控制算法調(diào)度實(shí)現(xiàn)控制方案優(yōu)化，進(jìn)而下發(fā)給信號機(jī)進(jìn)行配時(shí)調(diào)整。
單點(diǎn)優(yōu)化控制根據(jù)周期級流量波動情況，優(yōu)化周期和綠燈時(shí)長，實(shí)時(shí)響應(yīng)車流變化，減少綠燈空放，均衡排隊(duì)長度。
動態(tài)綠波控制以最大綠波帶寬為目標(biāo)，優(yōu)化干線各路口的公共周期、相位模式、綠信比和相位差等，可滿足干線雙向速度、流量、距離不對稱、協(xié)調(diào)左轉(zhuǎn)、公倍周期等情況，算法的應(yīng)用范圍廣、適用性強(qiáng)。
區(qū)域控制根據(jù)交叉口的關(guān)聯(lián)度采用聚類算法進(jìn)行控制子區(qū)和時(shí)段的劃分，確定各個(gè)路口單點(diǎn)、干線協(xié)調(diào)、瓶頸控制等不同的控制方式，實(shí)時(shí)動態(tài)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)區(qū)域的通行效益最大化。
在單點(diǎn)、干線、區(qū)域優(yōu)化基礎(chǔ)上，海康信號控制系統(tǒng)針對公交優(yōu)先、行人過街、可變車道、環(huán)島控制等數(shù)十種信號控制場景提供控制算法服務(wù)，結(jié)合在線實(shí)時(shí)仿真技術(shù)對方案效果進(jìn)行預(yù)演和驗(yàn)證，切實(shí)實(shí)現(xiàn)全鏈條算法自研與業(yè)務(wù)閉環(huán)。
下面讓我們來看一看海康信號控制系統(tǒng)在城市暢通提升上取得的成績。
在德陽，我們對城東和城西的兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行了區(qū)域協(xié)調(diào)控制，平均每天生成12個(gè)時(shí)段的配時(shí)方案，對區(qū)域內(nèi)的主要道路采用干線協(xié)調(diào)控制，其余路口采用單點(diǎn)優(yōu)化控制。
其中泰山路與青衣江路路口采用基于雷視與電警數(shù)據(jù)融合的單點(diǎn)優(yōu)化控制算法，使得高峰時(shí)段綠燈利用率維持在70%以上，最大排隊(duì)長度下降35%，既能快速適應(yīng)交通流的波動，又能減少綠燈空放。
在宜春，對職、住場所分布密集的城市核心區(qū)，綜合渠化、交通流特征等方面，通過時(shí)段細(xì)化、子區(qū)劃分、控制模式組合、方案生成、效果評估等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)控制，使得優(yōu)化后區(qū)域內(nèi)路口的平均日交通流量增加14.6%，平峰時(shí)段雙向綠波使得行程車速提升約19%，改善區(qū)域通行效益，緩解擁堵。
針對區(qū)域內(nèi)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)十運(yùn)會路口，采用基于雷視數(shù)據(jù)的單點(diǎn)優(yōu)化控制算法，使得交叉口工作日早高峰流量增加11.2%，平均排隊(duì)長度減少21.16%，日均綠燈利用率提升9.2%。
海康威視在國內(nèi)智能交通企業(yè)中擁有覆蓋面廣、產(chǎn)品豐富的感知設(shè)備，視頻類、雷達(dá)類、熱成像類等產(chǎn)品，服務(wù)機(jī)動車、非機(jī)動車、行人，提供精準(zhǔn)、精細(xì)化的交通感知信息。同時(shí)海康的信號控制系統(tǒng)基于交通工程理論與AI技術(shù)結(jié)合，進(jìn)行算法的深度開發(fā)，利用多元感知數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)交通流特征精細(xì)化的區(qū)域、干線、單點(diǎn)、特殊場景的配時(shí)方案，可應(yīng)對復(fù)雜場景和不同道路條件，最大化通行效益。
海康威視秉持開放的態(tài)度，充分實(shí)現(xiàn)硬件開放、數(shù)據(jù)開放、協(xié)議開放、算法開放、服務(wù)開放，海康威視希望與行業(yè)合作伙伴一道，共同為城市道路交通管理貢獻(xiàn)力量，攜手共創(chuàng)一個(gè)文明、暢通、安全的道路交通環(huán)境。
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