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中國(guó)安防展覽網(wǎng) 品牌專欄】2016年5月，公安交管局發(fā)布《推進(jìn)城市道路交通標(biāo)志標(biāo)線標(biāo)準(zhǔn)化工作方案》和《推進(jìn)城市道路交通信號(hào)燈配時(shí)智能化工作方案》，對(duì)城市道路交通標(biāo)志標(biāo)線和交通信號(hào)配時(shí)的不合理設(shè)置排查、整改、優(yōu)化等工作提出要求。那么。交通信號(hào)優(yōu)化服務(wù)有什么用呢？以下是郭海鋒的《交通信號(hào)優(yōu)化服務(wù)思考與實(shí)踐》一文：
交通信號(hào)優(yōu)化服務(wù)是近兩年新興的業(yè)務(wù)，發(fā)展迅速。一方面是來(lái)自于公安部、省、市等管理部門(mén)的政策推動(dòng)；另一方面城市交通管控業(yè)務(wù)也確實(shí)存在這一需求，尤其是一線城市，如何讓已建設(shè)的信號(hào)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)揮大的效能，通過(guò)信號(hào)手段更好地優(yōu)化城市交通的運(yùn)行、提高城市整體的交通服務(wù)能力，已成交管部門(mén)越來(lái)越重視的問(wèn)題。
下文將主要從理念、技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用和展望這五個(gè)方面介紹，這些工作是依托杭州交警支隊(duì)和銀江成立的信號(hào)優(yōu)化警企實(shí)驗(yàn)室完成的。
01理念
業(yè)內(nèi)的朋友經(jīng)常問(wèn)我，尤其是國(guó)外的朋友，聽(tīng)說(shuō)我們正在做交通信號(hào)優(yōu)化的工作感覺(jué)到難以理解。他們說(shuō)，大城市不都有交通信號(hào)控制系統(tǒng)嗎?明星SCATS不是也在杭州落戶了嗎？那你們還搞什么呢？
我說(shuō)，現(xiàn)在有機(jī)器翻譯，為什么還有翻譯這個(gè)職業(yè)，而且越是復(fù)雜、要求高的場(chǎng)景，對(duì)翻譯人員的要求越高呢？
如今的交通信號(hào)控制系統(tǒng)，就恰似機(jī)器翻譯系統(tǒng)，在簡(jiǎn)單和低要求場(chǎng)景下，管理者和出行者都能容忍的情況下，現(xiàn)行系統(tǒng)已夠用。但是，在復(fù)雜和高要求場(chǎng)景下，現(xiàn)行系統(tǒng)的表現(xiàn)讓人難以忍受，管理者頭痛、出行者煩悶。
那接下來(lái)我們可能會(huì)想到的問(wèn)題是，究竟是場(chǎng)景復(fù)雜度超越了現(xiàn)行系統(tǒng)的能力？還是現(xiàn)行系統(tǒng)先天性缺陷難以完成稍復(fù)雜的場(chǎng)景需求？答案是兩方面都有。
一方面，我們現(xiàn)行信號(hào)控制系統(tǒng)，即便是先進(jìn)的國(guó)外以及國(guó)內(nèi)的信號(hào)系統(tǒng)，里面的模型算法幾十年并沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的改進(jìn)，設(shè)計(jì)之初并沒(méi)有考慮當(dāng)下這種幾乎全天候的飽和交通狀態(tài)，尤其是到目前為止，沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)真正能做到基于路網(wǎng)全局出發(fā)去考慮控制策略、控制目標(biāo)和控制方案，這樣就導(dǎo)致現(xiàn)行控制系統(tǒng)在單點(diǎn)以及局部線控層面還能夠應(yīng)付，但是從更大的視角去考慮交通控制問(wèn)題就力不從心
還有關(guān)鍵的一點(diǎn)是，現(xiàn)行所謂的自適應(yīng)控制系統(tǒng)依賴的是特定傳感器數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)本身出現(xiàn)問(wèn)題，自適應(yīng)功能也就形同虛設(shè)。
另一方面，國(guó)內(nèi)大城市的交通復(fù)雜程度也的確超過(guò)了現(xiàn)行系統(tǒng)的掌控能力，夸張點(diǎn)說(shuō)，也許路上某個(gè)出行者的隨機(jī)行為就會(huì)毀掉算法的預(yù)期執(zhí)行。因此，就出現(xiàn)了我們當(dāng)前的局面，看似建設(shè)了先進(jìn)的交通信號(hào)控制系統(tǒng)，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)主要還是依賴我們交警對(duì)所管轄區(qū)域交通運(yùn)行的把握情況，憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)信號(hào)配時(shí)進(jìn)行調(diào)控，也就是所說(shuō)的交通信號(hào)優(yōu)化。
那么，很多人自然地認(rèn)為現(xiàn)有的信號(hào)控制系統(tǒng)廠家應(yīng)該適合做信號(hào)優(yōu)化這個(gè)事情。
其實(shí)未必。我舉個(gè)例子，微軟開(kāi)發(fā)了Word，但是微軟能幫用戶用Word寫(xiě)出他們想要的作品嗎？顯然，微軟不會(huì)提供這樣的服務(wù)，要提供這樣的服務(wù)，微軟需要招聘許多各領(lǐng)域的職業(yè)寫(xiě)手。
同理，信號(hào)配時(shí)優(yōu)化也是一項(xiàng)專業(yè)性的服務(wù)工作，需要對(duì)特定城市、特定道路和路口的交通運(yùn)行有很好的認(rèn)識(shí)和理解，我們調(diào)查過(guò)，一個(gè)民警大概要花3年的時(shí)間才能對(duì)他所管轄范圍內(nèi)的交通運(yùn)行情況有較深的認(rèn)識(shí)和理解，然后才能做出相對(duì)優(yōu)化的配時(shí)方案。
所以，回歸到前面的問(wèn)題：信號(hào)控制系統(tǒng)和信號(hào)配時(shí)優(yōu)化是兩個(gè)概念，不能混淆；信號(hào)控制軟件和信號(hào)配時(shí)人員又是兩個(gè)概念，的信號(hào)配時(shí)人員才能讓信號(hào)控制軟件發(fā)揮大的價(jià)值。
可能大家會(huì)有疑問(wèn)，配時(shí)人員所從事的信號(hào)優(yōu)化工作難道不能通過(guò)軟件系統(tǒng)的升級(jí)換代來(lái)替換？這個(gè)問(wèn)題，下文技術(shù)環(huán)節(jié)會(huì)有我的觀點(diǎn)。
現(xiàn)在業(yè)界、媒體都熱衷于討論和宣傳信號(hào)配時(shí)優(yōu)化怎么樣改善了本地交通，提高了多大效率。其實(shí)大家都知道，信號(hào)配時(shí)也就是紅綠燈，是整個(gè)交通管控的末端，就好像餐廳中的服務(wù)員。
表面上看，我們進(jìn)入餐廳后得到的服務(wù)體驗(yàn)主要取決于服務(wù)員的響應(yīng)速度和職業(yè)態(tài)度，但如果一個(gè)餐廳經(jīng)理只把管理的視角關(guān)注在服務(wù)員本身，不斷研發(fā)提高服務(wù)員響應(yīng)速度的技術(shù)，即便是給每個(gè)服務(wù)員的雙腳配上風(fēng)火輪，餐廳服務(wù)水平和效率的提高也是極其有限的。顧客到達(dá)餐廳，能獲得什么樣的體驗(yàn)，不僅取決于服務(wù)員的直接響應(yīng)，還取決于同時(shí)到達(dá)餐廳的顧客數(shù)量，以及餐廳整體服務(wù)總顧客的能力。
信號(hào)配時(shí)也是如此，出行者抵達(dá)交叉口，能獲得路口怎么樣的服務(wù)水平，不僅僅取決于本地路口的信號(hào)服務(wù)能力，還取決于同時(shí)抵達(dá)本路口的車輛數(shù)以及整個(gè)路網(wǎng)當(dāng)前的交通需求情況，考驗(yàn)的是與信號(hào)有關(guān)工作的整體運(yùn)轉(zhuǎn)能力和服務(wù)能力。
如果我們僅僅盯牢一個(gè)路口的配時(shí)情況，再怎么樣優(yōu)化，都有極限。
而且，同一個(gè)路口，不同需求情況下，獲得的服務(wù)水平會(huì)差異很大。同樣的配時(shí)方案，今天可能很好，但明天可能很差，那么，這個(gè)方案究竟是好，還是不好，很難判斷。
所以，我想再和大家分享一下我對(duì)服務(wù)水平和服務(wù)能力的理解。服務(wù)水平是顯性的，顧客到餐廳就餐，車輛抵達(dá)路口，服務(wù)水平好與壞，人人都能直接感受到。而服務(wù)能力是隱形的，換句話說(shuō)，終端用戶不清楚餐廳的服務(wù)能力有多大，以及路口甚至路網(wǎng)的服務(wù)能力有多大。但是，作為餐廳經(jīng)營(yíng)者和路口管理者，如果也不清楚服務(wù)能力有多大，那么勢(shì)必會(huì)對(duì)服務(wù)水平產(chǎn)生直接的影響。
因此，我們的重點(diǎn)應(yīng)該是盡快知道重要路口、路段以及重點(diǎn)區(qū)域在現(xiàn)行條件下的服務(wù)能力究竟有多大，然后我們思考的方向應(yīng)該是怎么樣對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行的梳理，努力改善系統(tǒng)整體的服務(wù)能力。
優(yōu)化的目標(biāo)應(yīng)該是如何縮小當(dāng)前服務(wù)能力和理想服務(wù)能力之間的差距。
如果各個(gè)環(huán)節(jié)我們都做到了精細(xì)化，整體服務(wù)能力也已達(dá)到極限，顯然，這種過(guò)量的需求要獲得某種服務(wù)水平是無(wú)論如何也得不到滿足的，此時(shí)，只能以犧牲服務(wù)水平來(lái)緩解服務(wù)能力的不足。所以，我們要努力去梳理清楚，在什么樣的服務(wù)能力前提下，提供什么樣的服務(wù)水平。
這件事情，我們正在做，不容易，但我們已嘗試找到了辦法。
在梳理如何提升系統(tǒng)服務(wù)能力時(shí)，我們對(duì)與信號(hào)有關(guān)的工作進(jìn)行了系統(tǒng)性的梳理，發(fā)現(xiàn)在交通管控過(guò)程中和信號(hào)控制相關(guān)的工作比我們想象的要多很多，而且都碎片化的被分割在其他環(huán)節(jié)中，且沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范供參考，實(shí)施過(guò)程主要靠人的經(jīng)驗(yàn)即時(shí)性處理。
所以，我們?cè)谶M(jìn)行信號(hào)優(yōu)化工作時(shí)，并沒(méi)有急于對(duì)路口本身的信號(hào)配時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，而是從管理流程、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等著手進(jìn)行梳理，先對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化工作。
進(jìn)而，我們對(duì)交通信號(hào)優(yōu)化服務(wù)工作形成了自己的一套體系，認(rèn)為在理念、制度、產(chǎn)品、服務(wù)和評(píng)價(jià)等方面都應(yīng)該進(jìn)行系統(tǒng)性地優(yōu)化，而不是僅僅對(duì)路口信號(hào)配時(shí)本身進(jìn)行優(yōu)化。提升交通信號(hào)控制工作的認(rèn)知理念；優(yōu)化碎片化工作機(jī)制；研發(fā)集制度、管理、技術(shù)和考核為一體的平臺(tái)產(chǎn)品；實(shí)行以服務(wù)為導(dǎo)向的全新工作運(yùn)營(yíng)方式；引入多方的評(píng)價(jià)機(jī)制，建立實(shí)時(shí)反饋?lái)憫?yīng)機(jī)制。
02 技術(shù)
理念需要技術(shù)和產(chǎn)品依托才能落地。
王堅(jiān)博士曾說(shuō)：數(shù)據(jù)將超過(guò)土地，成為城市治理重要的資源。我也非常認(rèn)同王堅(jiān)博士的說(shuō)法，但我想補(bǔ)充一點(diǎn)的是，如果有好的、可用的數(shù)據(jù)，那么這些數(shù)據(jù)將成為未來(lái)治理城市重要的資源。
為什么這樣說(shuō)？我們不要忘記，一個(gè)城市能夠有效運(yùn)轉(zhuǎn)不僅僅是因?yàn)榛A(chǔ)設(shè)施完善，同時(shí)還有污水處理廠、垃圾處理廠等在默默地工作。
同樣，想在未來(lái)通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)治理城市，也需要有清洗數(shù)據(jù)的工廠和加工數(shù)據(jù)的工廠。我們都知道當(dāng)下這個(gè)時(shí)代有大量的數(shù)據(jù)可獲取，但是我們往往忽視了在獲取的數(shù)據(jù)中究竟有多少數(shù)據(jù)是真的可用的。
(如上圖)這是從實(shí)際檢測(cè)器獲取的數(shù)據(jù)，無(wú)論是同一方向不同車道，還是同一車道不同日期，數(shù)據(jù)均有問(wèn)題。
前面說(shuō)過(guò)，現(xiàn)行的交通自適應(yīng)信號(hào)控制系統(tǒng)為什么不好用，其中一個(gè)原因是自適應(yīng)算法依賴的檢測(cè)器數(shù)據(jù)經(jīng)常出問(wèn)題，理論上可行，但現(xiàn)實(shí)中算法的容錯(cuò)能力和系統(tǒng)的魯棒能力沒(méi)有那么強(qiáng)。
但是，從工程成本角度，又不可能布設(shè)多種檢測(cè)器用于信號(hào)控制系統(tǒng)。而系統(tǒng)一旦建設(shè)完畢，想接入其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源來(lái)彌補(bǔ)信號(hào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的缺陷幾乎不可能。
所以，終導(dǎo)致所謂先進(jìn)的信號(hào)控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，僅僅起到了能夠聯(lián)通信號(hào)機(jī)本身，遠(yuǎn)程下發(fā)信號(hào)配時(shí)參數(shù)這樣的基本功能，更先進(jìn)的控制理念和算法很難真正實(shí)現(xiàn)。
在技術(shù)方面，我們首先在數(shù)據(jù)層面做了大量的工作，開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)和修復(fù)的算法，以及對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合的算法，構(gòu)建了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，目的只有一個(gè)，希望能夠把不同來(lái)源的數(shù)據(jù)匯聚在一起，修復(fù)并還原出一個(gè)能相對(duì)全面刻畫(huà)杭州市交通運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。
這是一項(xiàng)又臟又累又看不出成效的工作，很少有人愿意真正花精力去做。
可能有人覺(jué)得從學(xué)術(shù)角度這是老生常談的話題了，都有人研究過(guò)了。我想說(shuō)的是，實(shí)驗(yàn)室研究就好像是用一滴清潔劑清洗一碗水，試驗(yàn)后出個(gè)報(bào)告說(shuō)這個(gè)清潔方法可用來(lái)清洗污水。但工程應(yīng)用面對(duì)的卻是一湖水或一江水，雖然幾KB，幾MB的數(shù)據(jù)已驗(yàn)證可用，但當(dāng)面臨GB、TB級(jí)的數(shù)據(jù)，如何批量自動(dòng)化地去處理，無(wú)論是計(jì)算量還是復(fù)雜度都不在一個(gè)量級(jí)，需要投入精力做許多研發(fā)工作。
目前，我們已在這方面取得了一些成果。數(shù)據(jù)是對(duì)客觀事物的素描，有了可用的數(shù)據(jù)，我們才可以進(jìn)一步去發(fā)現(xiàn)事物的一般規(guī)律。傳統(tǒng)意義上，我們通過(guò)流量來(lái)認(rèn)知交通的運(yùn)行狀態(tài)，但現(xiàn)實(shí)是，即便檢測(cè)器都好用，系統(tǒng)也僅能捕獲服務(wù)能力范圍內(nèi)的流量，超出服務(wù)能力之外還有多少交通流量或交通需求此時(shí)是不知道的。
表面看，路口處于飽和狀態(tài)在運(yùn)行，所以，我們關(guān)注飽和狀態(tài)持續(xù)的時(shí)長(zhǎng)可能更有意義，再進(jìn)一步，我們統(tǒng)計(jì)不同狀態(tài)的時(shí)間分布，然后根據(jù)分布規(guī)律來(lái)制定相應(yīng)的配時(shí)方案，從精度角度看，可能達(dá)不到所謂的依據(jù)實(shí)時(shí)流量調(diào)整配時(shí)方案，但從系統(tǒng)整體穩(wěn)定的角度更有效，尤其是不用糾結(jié)于具體的流量數(shù)值是多少，因?yàn)檫@個(gè)流量數(shù)值，以目前的檢測(cè)手段，即便是把互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)也整合進(jìn)來(lái)，也還是難以獲取到真值。
所以，我們把這種刻畫(huà)方式稱為是注重交通模式，而不是交通狀態(tài)本身。
切分好每一個(gè)路口、協(xié)調(diào)的路線，以及更大范圍的區(qū)域甚至是路網(wǎng)的交通運(yùn)行模式，我們?cè)俳Y(jié)合不同情況下城市交通的管控目標(biāo)，輔以配時(shí)技術(shù)，終形成配時(shí)方案。
這樣，我們就能夠相對(duì)清晰地從點(diǎn)、線、面的角度掌握當(dāng)前交通的運(yùn)行模式，以管控目標(biāo)為導(dǎo)向，做到主動(dòng)管控，而不是被動(dòng)調(diào)整。
具體配時(shí)技術(shù)，目前都已比較成熟，我們可有更多的時(shí)間通過(guò)離線的方式進(jìn)行優(yōu)化，做好交通模式庫(kù)以及與之對(duì)應(yīng)的配時(shí)方案庫(kù)，然后根據(jù)管控目標(biāo)的變化，動(dòng)態(tài)組合優(yōu)選模式與方案。
03產(chǎn)品
理清了理念、技術(shù)，我們著手對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了研發(fā)。
對(duì)于信號(hào)優(yōu)化的產(chǎn)品，本質(zhì)是服務(wù)，也就是說(shuō)整個(gè)服務(wù)的模式一起打包才能構(gòu)成產(chǎn)品，包括運(yùn)營(yíng)方式、流程、規(guī)范、軟件以及配時(shí)團(tuán)隊(duì)，而不是單獨(dú)指軟件本身。
在軟件設(shè)計(jì)上，我們一直和杭州交警以及我們自己的一線配時(shí)人員一起討論，尊重用戶價(jià)值，追求簡(jiǎn)約設(shè)計(jì)，只開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單實(shí)用的功能。
終，我們?cè)谛盘?hào)優(yōu)化這個(gè)小領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從0到1的突破，信號(hào)優(yōu)化服務(wù)平臺(tái)1.0版本基本開(kāi)發(fā)完成，后續(xù)會(huì)在實(shí)踐中根據(jù)需求的變遷進(jìn)行不斷迭代，希望能做出一款真正有利于交警部門(mén)對(duì)信號(hào)工作進(jìn)行管理和優(yōu)化的平臺(tái)型軟件。
04應(yīng)用
在具體應(yīng)用方面，杭州信號(hào)優(yōu)化實(shí)踐工作總結(jié)是杭州經(jīng)驗(yàn)和杭州模式，完成了5個(gè)成果，撰寫(xiě)了一個(gè)交通信號(hào)控制工作指導(dǎo)意見(jiàn)，創(chuàng)新了一個(gè)警企合作模式，研發(fā)了一套系統(tǒng)軟件，完成了一個(gè)試點(diǎn)應(yīng)用，形成了一個(gè)評(píng)估體系。
(如上圖)是在杭州江干區(qū)的試點(diǎn)應(yīng)用，總計(jì)99個(gè)信號(hào)路口，到目前為止，優(yōu)化了42個(gè)路口配時(shí)，12條綠波帶，8條一鍵燈控線路，這個(gè)一鍵燈控算是一個(gè)小創(chuàng)新，通過(guò)對(duì)一些熱點(diǎn)的路口和線路進(jìn)行模式分析，找出規(guī)律，然后設(shè)計(jì)好離線方案，當(dāng)重復(fù)性模式出現(xiàn)時(shí)，可以做到一鍵啟動(dòng)預(yù)置方案，快速疏導(dǎo)交通流。同時(shí)還完成了2個(gè)區(qū)域性的優(yōu)化工作。
在工作績(jī)效評(píng)估方面，采用了多維度考核評(píng)價(jià)方式，包括內(nèi)部評(píng)估、公眾評(píng)估、第三方評(píng)估以及專項(xiàng)評(píng)估，形成了一套系統(tǒng)性的評(píng)估體系。根據(jù)這個(gè)評(píng)估體系，對(duì)所做的工作可以實(shí)現(xiàn)定性+定量的一個(gè)評(píng)判。
05 展望
單純的靠配時(shí)人員進(jìn)行信號(hào)優(yōu)化服務(wù)，我把它稱為是改良派，目前很多地方在踐行，本質(zhì)是代替了民警；工作機(jī)制革新+軟件平臺(tái)+配時(shí)人員，我把它稱為是改革，像我們現(xiàn)在做的事情；
另外，是以互聯(lián)網(wǎng)+信號(hào)燈的方式，如果終能經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)的話，我把它稱為是顛覆；再發(fā)展，那就是我們整個(gè)信號(hào)工作的理念、制度和技術(shù)完全的被更新?lián)Q代，我把它稱為是真正的革命。也許這一天路上已沒(méi)有了紅綠燈，路口的控制技術(shù)也已升級(jí)為另一種形態(tài)。
(原標(biāo)題 郭海鋒：交通信號(hào)優(yōu)化服務(wù)思考與實(shí)踐 作者簡(jiǎn)介：郭海鋒，銀江股份智慧交通集團(tuán)CTO，信控中國(guó)俱樂(lè)部會(huì)員 )
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