是未来还是大忽悠 | 线圈、视频、互联网数据与交通信号优化的整合
信号控制是缓解城市交通拥堵的重要技术手段，随着BAT等互联网企业的加入，交通信号也开始走进互联网时代。是竞争？还是合作？传统信号控制厂商也在不断探索，怀着开放的心态拥抱互联网，目前，以广州、济南、武汉等城市为代表的大多数城市都在积极探索“互联网+交通信号”模式。
近日我们采访了信控中国精英俱乐部专家团队就线圈数据、视频数据和互联网数据与交通信号优化工作开展的现状优劣势以及发展趋势等问题进行了探讨。并就互联网企业在交通信号控制领域发展前景进行了讨论。
鑫光道一直在关注和研发交通信号优化这一块的发展
交通信号优化是否需要实时
交通需求实时变化，不管是非饱和、饱和、过饱和，都需要有跟随交通流变化而变化的控制方法应对，所以同济大学教授马万经认为，单纯从响应动态需求的角度，实时动态信号优化对所有需求随机性较大的路口都是有价值的。但是是否采用实时动态优化系统，还需要考虑需求的波动程度、系统的建设维护成本，预期控制效益等多方面的因素，并不是所有的城市或区域都要建设实时动态信号优化系统。
清华大学土木工程系副教授李瑞敏认为在一些交通流量变化大，尤其在早晚高峰期容易出现路口失衡或排队溢出等情况下，实时动态信号优化就可以起到很好的调节作用。
“单个路口优化解决比较简单，但是如果上下游相邻路口没有协调，对整个区域协调可能会适得其反，所以实时动态信号优化也会遇到区域协调的瓶颈。”南京莱斯信息技术股份有限公司交管系统事业部总经理程健这样认为。
做到实时动态信号优化可以说是终极目标，由于目前的感应控制或自适应控制在饱和度特别高的路况条件下保障性比较低，且对于车流变化的随机性不好把握，部分专家认为近几年实现全路网的实时自适应可能性并不大。相比对实时的需求，广州运星科技有限公司徐建勋认为目前做好区域协调控制更为重要。
智能交通信号机联网现状及难点
北方工业大学城市道路交通智能控制实验室研究员张福生认为：要达到实时数据的调优，信控设备联网运行是基础，但是，据了解，目前各大城市实际联网情况并不理想，往往是一、二线城市的联网情况相对较好，中小城市联网率偏低，新建项目联网率较高，长期运行后联网率下降。造成信号控制系统联网率偏低的原因，表面上看是资金支持和维护保障问题，但深层次的原因在于，联网运行是否真的带来了交通效益。
目前国内信号联网有两种方式：自建网络或租用网络。如果实现大面积联网，主要难点在于：一是成本问题，这两种方式成本都比较高，尤其是距离主城区比较远的路口，大面积联网就需要很高的资金保障； 二是联网的必要性，联网从控制效果上看如果没有区别，那么就没有动力去做这项工作。
信控网络建设覆盖城市全域，建设过程中，协调工作也是难点之一，中间涉及供电、通信、绿化、城管、城建等很多部门，面临着大量的协调工作。
传统交通检测在信号优化中的优劣势
无论是实时动态信号优化还是固定配时方案调优都需要数据的支撑，面对互联网数据的来势汹汹，我们首先看看传统采集数据技术可以为信号优化带来什么。
传统的交通检测方式，无论是环形线圈、地磁检测、视频检测、微波断面检测，以视频检测为例能够获得的检测数据通常包括：
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指定位置的存在信息（类似传统线圈、地磁检测的结果）；
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排队信息（排队长度，不同视频设备可能会有不同）；
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精确车辆识别信息（车牌识别、车脸识别）。
张福生认为，这些检测数据目前能够直接应用于信号控制的还是是存在信息。由于不同的控制模式、不同的优化控制算法对检测点位置要求各有不同。比如scats系统检测位置位于停止线，而SCOOT系统要求在上游80-150米，所以视频检测、电子警察辅助检测以及卡口设备的视频覆盖范围是重要影响因素。而视频检测到的其他数据，如排队、车牌识别等数据，目前的控制系统还不能直接使用，需要通过外部数据预处理后，应用于控制系统，所以这些数据直接应用在实时控制方面还有一定的距离。
视频检测的数据质量，除产品本身的质量性能外，也应该和安装位置有很大关系，最大的问题是视线内不同车辆的遮挡造成的误检、漏检等问题。
连云港杰瑞电子有限公司ITS事业部总经理项俊平表示视频不能用于信号控制的论调，有两个原因：一是所谓的“视频”不能准确的检测交通流量等交通参数，例如：早期建设的卡口或电子警察设备、用于治安监控的球机等；二是视频设备和信号控制设备的建设方不是一家单位，人为的技术壁垒造成了不能对接。只要以上两个问题能够解决，在互联网+和多源大数据时代，视频就能更好的实施应用到信号优化。
同时，程健认为通过视频图像结构化分析来调优可能会面临两方面问题：一是图像传感器的可见光容易受到环境影响；二是由于车辆驾驶人的行为具有主观性，在车流量检测过程中会具有随机性，导致结构化分析会有所偏差。但是，通过各种传感器采集的数据准确率也在不断提高， 而互联网数据在历史车流量分析方面更有优势。
富有实战经验的广东振业优控科技股份有限公司首席执行官陈宁宁表示，在城市应用中，视频检测更具有生命力。在信号优化方面，视频检测既可以获取数据，又能看到拥堵现状，对具体情况进行治理，通过这种方式获取的数据质量主要和安装和施工的质量有关。
总体来讲，通过视频、卡口等传统技术获取的数据在准确率方面比互联网数据更高，在检测设备完好的情况下，对于定点断面的微观检测一定是最精确的，远高于互联网数据。但是它的范围有限，设备易损坏，如果后期维护没有及时做好，数据质量也难以保证。同时，徐建勋表示目前有一些传统信号机厂商的主要精力不在算法，数据需要从前端传到中心系统，再到信号机，这种复杂的流程就很难做到实时。
互联网交通数据VS固定点交通采集数据
做好信号优化，数据很重要，互联网企业和传统信号机厂商都希望获得彼此的数据，但双方对数据开放又有重重顾虑，都不想只成为数据服务商。李瑞敏表示，这两者之间并没有取代关系，而是互补，它们各有优劣，只有相互融合才能发挥更好的效果。
陈宁宁认为传统检测设备采样率高，数据质量相对较高，但是密度不大。而互联网数据是基于定位，空间分布很广，但是对于某一截面或路段的采样率就很低。卡口过车数据即使在设备不稳定的情况下采样率也可以达到80%左右，而互联网数据在某一路段的采样率达到5%也比较困难。
在应用目标不同的情况下，张福生认为对于精确控制参数的优化，固定点的检测更有效，对于区域或者更大范围的宏观的优化，轨迹数据有重要的参考价值。传统的定点检测结合控制模型进行控制优化，有很传统经典的方法实现单点、子区、大区域的优化控制，但是采用互联网数据，目前似乎还没有实用的、可连续运行的系统。
从目前实际应用情况来看，徐建勋认为固定点采集数据略有优势，首先，固定点采集数据准确率比较高，其次包含所有过车数据。目前互联网数据用来做效果评价还是挺好，但是样本量度还不够。
在实时性方面，项俊平认为现阶段，互联网数据还不足以支撑实时性较高的控制方式，但在对时效要求不高的控制方式上还是有一定的潜力。
互联网企业在交通信号的前景
无论如何，互联网给信号控制领域的技术带来的影响和改变是不能忽视的。
张福生表示首先是要肯定互联网技术、互联网数据对优化交通控制的作用。但是，还要看到信号控制领域有很多基础工作要做，现在控制效果不理想很大原因是基础工作不到位，最基础控制器、控制系统尚未发挥到应该发挥的优化作用。应该冷静分析，哪些是传统手段应该发挥的作用，哪些是互联网数据带来的提升。在信号控制领域，互联网企业应该扮演提升、改进的角色，而传统企业也要对自己的方法、产品做提升，以适应互联网技术、互联网数据的接入。
李瑞敏认为互联网大数据和传统定点采集数据之间的关系就好像咸菜和白菜的关系。之前大家都是吃白菜，现在有点咸菜的加入，改改口味挺好，比没有强，但是没有咸菜，生活依旧。需要注意的是，这盘大餐我们都不能光吃咸菜，不能说成没了咸菜就会怎样。现在的舆论导向是把大餐说成全是吃咸菜吃完的。
互联网企业可以为信号控制领域带来新的数据源，这些基于定位的宏观数据可以带来广阔的解决优化问题的视野。但是它是否是信号控制领域的未来，陈宁宁认为还要看互联网企业的定位，是否对交通问题进行了深度研究。虽然在信号优化中需要用到很多数据，但是在实战中发现，数据并不是越大就能发生本质性的变化，因为首先它会面临一个车辆渗透率的问题，其次是精度。目前互联网数据无法精确到车道，这会对数据分析带来干扰。所以互联网数据需要通过实际案例不断发现问题，逐步解决改进，这或许就是未来。
“互联网+”是大的发展趋势，所以大家对互联网企业在信号控制领域的表现都拭目以待。但是仅靠某一方的数据并不一定能发挥很大作用，所以互联网企业与传统企业的结合，共同推进信号控制领域的发展才是真正的愿景。
