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隊以“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)計了“可見，可知，智控，開放”的信號控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了交通信號控制算法的創(chuàng)新和實踐。
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)出了新一代雷達視頻感知設(shè)備，全面應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)對機動車、非機動車、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，也記錄了每根車道、每個轉(zhuǎn)向的流量和每輛車的車牌數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)失真問題。基于視頻和雷達相結(jié)合的技術(shù)優(yōu)勢，利用兩者的可視域互補、檢測坐標(biāo)系融合、高頻雷達測速、交叉區(qū)域數(shù)據(jù)相互校驗等技術(shù)創(chuàng)新，可實現(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。
雷達視頻車檢器可以準(zhǔn)確探測每個車道的排隊長度、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)計出停車時長、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(zhǔn)的數(shù)據(jù)提升了系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)檢測行人等待區(qū)的行人數(shù)量、位置、停留時間等，單獨架設(shè)的熱成像相機也可對行人數(shù)量進行檢測。針對路口和路段配時不合理導(dǎo)致的行人過街等待時間過長、行人過街需求響應(yīng)不及時等問題，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(yōu)化。
通過雷達視頻車檢器、電子警察、行人檢測相機等設(shè)備實現(xiàn)對交叉口場景的全域感知，單點控制直接由信號機內(nèi)置的單點算法實現(xiàn)邊緣計算，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行分布式計算，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)度實現(xiàn)控制方案優(yōu)化，進而下發(fā)給信號機進行配時調(diào)整。
單點優(yōu)化控制根據(jù)周期級流量波動情況，優(yōu)化周期和綠燈時長，實時響應(yīng)車流變化，減少綠燈空放，均衡排隊長度。
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。
區(qū)域控制根據(jù)交叉口的關(guān)聯(lián)度采用聚類算法進行控制子區(qū)和時段的劃分，確定各個路口單點、干線協(xié)調(diào)、瓶頸控制等不同的控制方式，實時動態(tài)優(yōu)化，實現(xiàn)區(qū)域的通行效益最大化。
在單點、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)合在線實時仿真技術(shù)對方案效果進行預(yù)演和驗證，切實實現(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區(qū)域進行了區(qū)域協(xié)調(diào)控制，平均每天生成12個時段的配時方案，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)融合的單點優(yōu)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(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，通過時段細化、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)點十運會路口，采用基于雷視數(shù)據(jù)的單點優(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、雷達類、熱成像類等產(chǎn)品，服務(wù)機動車、非機動車、行人，提供精準(zhǔn)、精細化的交通感知信息。同時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，進行算法的深度開發(fā)，利用多元感知數(shù)據(jù)實現(xiàn)交通流特征精細化的區(qū)域、干線、單點、特殊場景的配時方案，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力量，攜手共創(chuàng)一個文明、暢通、安全的道路交通環(huán)境。
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