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一、方案背景

據(jù)公安部交管局統(tǒng)計，截至2015年底，全國機動車保有量達2.79億輛，機動車駕駛人3.27億人。全國已有40個城市的汽車保有量超過百萬輛，其中11個城市超過200萬。機動車快速增長帶來了一些列的社會問題。如交通事故頻發(fā)、交通擁堵加劇、交通秩序管理問題、環(huán)境污染問題等多方面的問題。以交通擁堵問題尤為嚴重，據(jù)高德發(fā)布的《2015年度中國主要城市交通分析報告》顯示：“全國大部分城市和地區(qū)擁堵都在進一步惡化，一二線省會城市依舊是重災區(qū)，但交通擁堵不再是大城市的‘景觀’，擁堵出現(xiàn)在各種規(guī)模的城市中，并且向中小城市蔓延”

另一方面，“交通信號控制系統(tǒng)”作為交通管理最基礎的系統(tǒng)，并沒有真正地、充分地發(fā)揮應用的效能。交通信號控制系統(tǒng)是緩解城市交通擁堵的根本與基礎，對智能交通科技的發(fā)展起基礎引領作用，是交管最基礎的工作，也是提升城市道路通行效率的關鍵。

因此，公安部交通管理科學研究所（簡稱“公安部交科所”）與我公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。雙方圍繞提高我國城市交通信號控制系統(tǒng)的科技創(chuàng)新、市場開拓和推廣應用水平，期望通過雙方的優(yōu)勢互補和協(xié)同創(chuàng)新，在交通信號控制技術和產品的創(chuàng)新研發(fā)、品牌打造、國內外推廣應用、行業(yè)規(guī)范發(fā)展等方面，共同打造符合中國城市特點的、最專業(yè)的交通信號控制系統(tǒng)解決方案。

公安部交科所是國內最早從事道路交通信號控制系統(tǒng)研究的科研單位之一，其中四部（交通控制技術研究部）以服務城市道路安全暢通、提升科技管控效能為宗旨，重點圍繞信號控制、交通組織渠化管理、交通管控系統(tǒng)集成三大研究方向。在交通信號控制機和系統(tǒng)研發(fā)方面有三十余年的經(jīng)驗積累。成功研制新一代自主知識產權的交通信號控制系統(tǒng)，是國家“十五”，“十一五”、“863”等重大科技項目的科研成果。

二、解決方案

針對我國城市交通特點，我們聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)推出了面向交通場景與目標策略的“信號協(xié)調實時控制系統(tǒng)”（Signal Coordination Real-time ControlSystem，SCRCS），該系統(tǒng)以視頻為檢測方式實時檢測交通狀態(tài)，結合動靜態(tài)交通場景，主動適應控制需求和目標，數(shù)據(jù)驅動并綜合反饋優(yōu)化，突破了傳統(tǒng)技術應用瓶頸，經(jīng)過全國十幾個城市的項目測試和驗證，較好地滿足了設計目標，達到了預期目的。

硬件開發(fā)方面：充分發(fā)揮大華在硬件設計制造及工程服務方面的優(yōu)勢。信號機采用獨特的硬件結構設計，主控采用高性能嵌入式軍工級模塊，電器部件全部使用國際知名品牌，規(guī)范化的生產檢驗管理制度，確保產品具有極高的穩(wěn)定性及可靠性。系統(tǒng)采用模塊化設計，具有多重安全保障；對于環(huán)島、短連接等復雜路口超強適應性；支持多種控制方式自由切換、支持多種檢測方式數(shù)據(jù)接入等功能。

交通信號控制系統(tǒng)組網(wǎng)結構

系統(tǒng)研發(fā)方面：充分發(fā)揮了公安部交科所在交通信號控制軟件和系統(tǒng)研發(fā)方面多年經(jīng)驗和積累，研發(fā)了新一代的交通信號控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)支持路口級、區(qū)域級、中心級三級分布式遞階控制結構?；贕IS圖形化向導化管理操作，全圖形化操作和展示；可實現(xiàn)多時段固定配時控制、人工干預控制、線協(xié)調信號優(yōu)化控制、過飽和熱點控制、中心特勤車輛優(yōu)先控制、公交優(yōu)先控制、信號機特征參數(shù)聯(lián)網(wǎng)設置、交通流量統(tǒng)計分析、系統(tǒng)設備運行狀態(tài)故障自監(jiān)測等功能，有如下一些特色亮點。

▇路口信號實時優(yōu)化控制

以視頻智能分析做交通流采集，借信號機一雙“慧眼”，實時采集交通流數(shù)據(jù)和通行狀態(tài)。通過量化“動靜”態(tài)交通場景特征數(shù)據(jù)，把狀態(tài)的控制、運行、優(yōu)化以及渠化的這些指標作為整個控制系統(tǒng)的約束性和適應性條件，通過信號機實時優(yōu)化與調整，驅動相位放行，從而實現(xiàn)相位綠燈損失時間最小化，通行效率最大化，從而減少停車次數(shù)，提高路網(wǎng)的通行能力。

實時交通流和交通狀態(tài)采集

▇線協(xié)調動態(tài)優(yōu)化控制

在城市交通控制中，保證主干線路網(wǎng)的暢通是信號調控的主要目標。我們的控制方案利用了多點控制技術，將主干路網(wǎng)的信號機關聯(lián)起來，進行干線協(xié)調，保證主干路網(wǎng)的單向或雙向暢通，或逐級緩沖控制。也可以圍繞過飽和熱點做動態(tài)均衡控制。

干線綠波調控示意圖

▇支持動態(tài)可變車道控制

可變車道能夠根據(jù)不同時段的交通流向特點，靈活變換車道的指示行駛方向，緩解交通壓力，在現(xiàn)代交通控制中起到很好的作用。我們獨立開發(fā)了具備可變車道功能的模塊，并集成在信號控制系統(tǒng)中，為可變車道的靈活性設置提供了強有力的支持。

▇公交優(yōu)先交互控制

發(fā)展公共交通，提高公共交通對于交通出行的貢獻度，是緩解城市交通的重要措施，也是利國利民的大事件。我們交通信號控制系統(tǒng)支持對于多種方式的公交車道以及到路口檢測方式的優(yōu)先控制，從而適應不同場景下的應用需求。

▇深度數(shù)據(jù)研判反饋控制

基于實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)綜合分析優(yōu)化方案。每個路口實時運行交通流數(shù)據(jù)在系統(tǒng)都被記錄下來，經(jīng)過數(shù)據(jù)積淀，形成大量的路口特征的通行數(shù)據(jù)，包括運行狀態(tài)、控制特征參數(shù)以及路口的渠化特征條件等。這些豐富的數(shù)據(jù)，讓系統(tǒng)優(yōu)化具有現(xiàn)實可行性，解決交通問題也就有據(jù)可循，從而實現(xiàn)深度研判分析和反饋控制。

▇信號優(yōu)化專業(yè)化服務支持

聯(lián)合公安部交科所，提供最專業(yè)的信號控制優(yōu)化服務，實現(xiàn)交通信號、交通渠化、交通組織、深度優(yōu)化一體化的協(xié)同設計。公安部交科所作為國內權威的交通管理機構，定期舉辦交通業(yè)務培訓課程，幫助交警提升交通業(yè)務水平和使用信號控制系統(tǒng)的能力，促進交通信號控制市場健康有力地發(fā)展。

三、客戶價值

▇讓信號燈更靈活，讓交警更輕松

交通流的動態(tài)與隨機、快速聚集與消散的特性，決定了交通信號機要主動適應場景變化。我們聯(lián)合開發(fā)的信號機，結合中國交通特點和交警的應用實踐，保證信號機控制的足夠靈活性，操作使用更加人性化，能夠讓交警更輕松。

▇緩解交通擁擠、提高通行能力

建設智能化的交通信號控制系統(tǒng)，通過實時采集交通流，并進行科學化的優(yōu)化配時控制，可以減少行車等待，使用延誤時間最小。也可以均衡路網(wǎng)內交通流，避免某些地方的過度擁堵，從而達到提高路網(wǎng)通行能力、通行效率的目的。另一方，也改善了交通秩序，使人流、物流、車流都能有有序進行。

▇減少交通事故，維護交通安全

根據(jù)GB14886-2006《道路交通信號燈設置與安裝規(guī)范》文件中規(guī)定，對3年內平均發(fā)生5次以上交通事故或3年內平均每年發(fā)生一次以上死亡交通事故的路口，應設置信號燈。由此可見，交通信號控制系統(tǒng)的建設，對減少交通事故，維護交通安全有不可替代的作用。據(jù)統(tǒng)計，約95%的交通事故為刮擦等輕微事故，多發(fā)生在比較擁堵路段，交通信號控制系統(tǒng)可以均衡路網(wǎng)內交通流，做到交通流連續(xù)和均分，減少交通擁堵，進而避免交通事故，維護交通安全。

▇減少交通延誤，提高經(jīng)濟效益

據(jù)中國科學院研究，2010年中國百萬人以上的50座主要城市，這些城市的居民平均單行上班時間要花39分鐘。中國15座主要城市居民每天上班單行比歐洲多消耗288億分鐘，折合4.8億小時。上海每小時創(chuàng)造財富2億元，據(jù)此推算，15個城市每天損失近10億元人民幣。通過建設智能化的交通信號控制系統(tǒng)，根據(jù)交通流的大小，合理優(yōu)化配時方案，做到科學控制，從而減少行車延誤，間接提高了經(jīng)濟效益。

▇節(jié)約能耗，降低污染，保護生態(tài)

據(jù)權威數(shù)據(jù)統(tǒng)計，機動車尾氣排放對于PM2.5的貢獻度已經(jīng)達到20%以上，實踐表明越是擁堵，其貢獻度就越大。智能化交通信號控制系統(tǒng)對于緩解交通擁堵，提高城市的運營效率起很大的作用，同樣對于節(jié)約能耗，也有重要的現(xiàn)實意義，是降低環(huán)境污染，保護生態(tài)環(huán)境的重要手段和方式。