海康威視信號控制系統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隊以“Open Traffic”應用架構為基礎，構建了以“能力開放為核心”的智能交通決策引擎，在此基礎上設計了“可見，可知，智控，開放”的信號控制系統，實現了交通信號控制算法的創新和實踐。
精準的信號控制系統要有充足的數據做支撐，海康威視不斷挖掘感知技術優勢，開發出了新一代雷達視頻感知設備，全面應用深度學習算法，實現對機動車、非機動車、行人數據的精準采集，為信號控制系統提供了充足而精細化的數據。
海康威視的信號控制系統在路口維度可復用已有的電子警察，在監測違法行為、滿足違法抓拍取證的同時，也記錄了每根車道、每個轉向的流量和每輛車的車牌數據，源源不斷提供實時過車信息。
雷達視頻車檢器相較于電子警察，更加“眼”觀六路，“耳”聽八方，可彌補電子警察采集駛離流量再換算得到的到達流量數據失真問題。基于視頻和雷達相結合的技術優勢，利用兩者的可視域互補、檢測坐標系融合、高頻雷達測速、交叉區域數據相互校驗等技術創新，可實現單向4車道多目標軌跡跟蹤檢測、目標可視化、數據結構化，縱向檢測距離可達200米，且不受雨、霧、大風、光照等影響，可在夜晚低照度及惡劣天氣下精準檢測。
雷達視頻車檢器可以準確探測每個車道的排隊長度、占有率、平均速度、區域停車數等，捕捉每輛車的軌跡，還可以統計出停車時長、停車次數、平均延誤等指標，作為信號控制優化的參數輸入。
傳統的地磁、線圈檢測器和電子警察等設備在路口高飽和情況下的信號控制優化中作用受限，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的車輛到達需求。而雷達視頻車檢器可同時采集車道級的駛離流量和排隊長度，利用算法擬合后的到達流量更能反映真實的交通流需求。更精準的數據提升了系統的感知水平，大大填補了信號控制在采集端的缺陷。
除了機動車信息，海康的信號控制系統同時有行人密度檢測模塊，采用毫米波雷達和視頻融合技術檢測行人等待區的行人數量、位置、停留時間等，單獨架設的熱成像相機也可對行人數量進行檢測。針對路口和路段配時不合理導致的行人過街等待時間過長、行人過街需求響應不及時等問題，行人檢測數據可以為更合理的行人過街控制提供依據，保證行人過街時間和機動車通行時間的合理分配，使得在以人為本的理念之下路口的通行效益最優化。
通過雷達視頻車檢器、電子警察、行人檢測相機等設備實現對交叉口場景的全域感知，單點控制直接由信號機內置的單點算法實現邊緣計算，涉及干線和區域聯動的多路口控制則由中心系統的智能交通決策引擎進行分布式計算，根據數據診斷問題，剖析原因，通過自動化控制算法調度實現控制方案優化，進而下發給信號機進行配時調整。
單點優化控制根據周期級流量波動情況，優化周期和綠燈時長，實時響應車流變化，減少綠燈空放，均衡排隊長度。
動態綠波控制以最大綠波帶寬為目標，優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、協調左轉、公倍周期等情況，算法的應用范圍廣、適用性強。
區域控制根據交叉口的關聯度采用聚類算法進行控制子區和時段的劃分，確定各個路口單點、干線協調、瓶頸控制等不同的控制方式，實時動態優化，實現區域的通行效益最大化。
在單點、干線、區域優化基礎上，海康信號控制系統針對公交優先、行人過街、可變車道、環島控制等數十種信號控制場景提供控制算法服務，結合在線實時仿真技術對方案效果進行預演和驗證，切實實現全鏈條算法自研與業務閉環。
下面讓我們來看一看海康信號控制系統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區域進行了區域協調控制，平均每天生成12個時段的配時方案，對區域內的主要道路采用干線協調控制，其余路口采用單點優化控制。
其中泰山路與青衣江路路口采用基于雷視與電警數據融合的單點優化控制算法，使得高峰時段綠燈利用率維持在70%以上，最大排隊長度下降35%，既能快速適應交通流的波動，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，綜合渠化、交通流特征等方面，通過時段細化、子區劃分、控制模式組合、方案生成、效果評估等環節，實現區域協調控制，使得優化后區域內路口的平均日交通流量增加14.6%，平峰時段雙向綠波使得行程車速提升約19%，改善區域通行效益，緩解擁堵。
針對區域內的關鍵節點十運會路口，采用基于雷視數據的單點優化控制算法，使得交叉口工作日早高峰流量增加11.2%，平均排隊長度減少21.16%，日均綠燈利用率提升9.2%。
海康威視在國內智能交通企業中擁有覆蓋面廣、產品豐富的感知設備，視頻類、雷達類、熱成像類等產品，服務機動車、非機動車、行人，提供精準、精細化的交通感知信息。同時海康的信號控制系統基于交通工程理論與AI技術結合，進行算法的深度開發，利用多元感知數據實現交通流特征精細化的區域、干線、單點、特殊場景的配時方案，可應對復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度，充分實現硬件開放、數據開放、協議開放、算法開放、服務開放，海康威視希望與行業合作伙伴一道，共同為城市道路交通管理貢獻力量，攜手共創一個文明、暢通、安全的道路交通環境。
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