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信控拐点来了吗?“无检测器”实现实时信号控制

时间:2025-06-05     编辑:交通信号灯     浏览:0

       传统动态信号控制技术需在既有"电子警察"设备基础上,增配视频、雷达等专用检测器及后端大数据服务器,形成较高的设备部署与运维成本。本技术创新性提出"无检测器"解决方案,通过深度挖掘存量电子警察数据价值,构建高可靠度技术体系,实现"零增量硬件投入"条件下的红绿灯实时动态信号控制。


       01 变革背景

       在智能交通系统快速发展的背景下,传统红绿灯动态信号控制技术面临着三大核心挑战:

     (一)建设运维成本高企。前端感知层需配置雷视、雷达、视频、线圈等专用检测器(单路口成本约8-12万元),后端需部署专用服务器,形成"设备+基建+运维"的复合成本压力。以100个红绿灯路口为例,建设为根据流量变化实时动态调整的路口,综合成本超过1000万元。

     (二)场景适配能力薄弱。主流的系统普遍存在功能单一化限制,单个路口仅能实现自适应控制、感应控制或可变车道等单一功能选择,无法满足复杂交通场景中,多种交通信号实时变的多模态信号协同调控需求。

     (三)数据可靠性风险突出。全量数据依赖性与容错机制缺失形成矛盾体,当检测器发生故障时,系统将陷入"错误数据输入-错误信号输出"的恶性循环。从而导致应用动态信控技术的路口,因无法降低设备故障率,导致应用技术后的拥堵概率不降反升。


       02 技术实现路径

       在"人工智能+"战略推动下,交通管控领域呈现三大转型趋势,即设备轻量化、数据融合化、控制智能化。这些趋势共同指向基于存量设施的技术革新路径,为无检测器实时动态控制技术提供了发展契机。基于此,舟山交管支队构建了以普通电子警察为数据源的三层动态信控技术架构:

     (一)感知层。复用电子警察的过车数据。同时,充分利用当前大路口存在着同一方向多个电子警察的布局,使多路电警数据共同监测一个方向实现“热冗余”,即其中一路设备故障后,不影响监测方向的流量数据。

     (二)决策层。为解决电子警察数据误差,以及部分落地场景复杂带来的生成式方案可靠度低的痛点,目前决策方案均由人工配置预置,从而保证方案的可靠性。实际上,本项技术的设计初衷,即为了在高峰期等传统实时动态信控技术难以落地的场景中应用。

     (三)执行层。建立"动态方案库+实时选择器"机制,通过多种车道流量的逻辑关系计算,根据结果进行实时阶梯式选择最佳方案,最后下发执行。


       03 关键技术设计

      (一)热冗余容错机制。通过2个(或多个)电警数据的“与、或”逻辑,形成同一方向车流的共同监测数据链,实现一个电警设备损坏,不影响数据的计算结果,从而大幅度提升了可靠性。

      (二)最短计算执行链。电子警察数据直接进入本路口红绿灯信号机中计算,使控制技术的感知、决策、执行的逻辑链得到最大化的缩减,保障了数据传输的实效性,以及一定程度的抗断网、抗干扰能力。

      (三)周期级调控逻辑。计算一个信号周期内的车道级流量,并选择最佳方案的全过程,在本周期内最后几秒完成。在这里设计了“心跳式”与“延迟式”2种执行逻辑。“心跳式”实现次一周期采用新的方案,此时动态响应为“下个周期”。“延迟式”会延迟几个周期再执行,从而平滑方案波动率,更适用实时动态可变车道控制等场景。

      (四)高响应模式逻辑。通过将电子警察数据进行“一对多”输出,下游路口信号机直接采取上游路口的车道级流量数据,从而实现在当前周期,即能根据流量变化,实时调整信控方案。


        04 场景验证与综合成效

        经多维度场景实测验证,本技术在舟山核心路网中展现出了显著的应用价值与综合效益:

     (一)单点控制效能提升。在海天大道与临长路等10个路口部署动态绿波控制,实现上述节点重点方向的通行效率提升22%以上,车辆平均延误降低超过18%。其中,海天大道与高云路节点在高峰上学接送流中,拥堵持续时长缩短近34%。

      (二)复合场景协同控制。在长峙东路-新城大桥南等复杂节点创新应用"可变车道+绿波+动态放行"三位一体控制模式,实现高峰时段通行效率提升近15%。海天大道与昌国路、千岛路与翁山路等交叉口通过动态可变车道技术,左转车道利用率提升超35%。

      (三)重点区域综合治理。针对市政府行政中心、宝龙广场核心商圈等关键区域,构建"基本保障+潮汐调控"复合控制,实现“平时”行人过街等待时长平均缩短33%以上,“节日”突发大流量期间,保障增量流量顺畅通行。

      (四)全域路网运行优化。作为舟山近年来"导航地图路网高峰复绿"工程核心技术载体,本技术已在市内城区约15%的路口上线应用,结合调整标志标线等渠化“交改”措施,实现全市高峰持续时间压缩约26%,日均高峰拥堵报警数下降43%,赢得了社会各界的广泛好评。


        05 未来发展方向

       下一步,我们将继续对该技术进行迭代升级,研发动态权重调节算法,建立交通需求与信号控制的动态映射关系,实现突发事故、恶劣天气等多种场景下的参数自适应匹配;探索形成跨区域信号控制算法,复合单点优化与路网协调的双重能力;通过"电警数据+卡口数据+互联网导航数据"多源数据融合,建立交通态势数字沙盘等。同时,我们更希望能建立相关行业标准规范,引导动态信控技术的建设重心,从当前的重设备投入、重设备维护中解放出来,转移至算法研究中去,从而加速动态信控技术的普及与发展。


作者简介:王彬,舟山市公安局交警支队指挥中心副主任

来源:赛文交通网

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