基于物联网信号机的车路协同为城市交通注入有生力量

基于物联网信号机的车路协同为城市交通注入有生力量

宋振伟

淄博市公安交通管理服务中心  山东淄博  255000

摘要：随着经济社会的快速发展，城市居民汽车保有量不断增加，城市拥堵问题愈发严重，给我们交通管理工作带来了极大挑战。淄博交警聚焦科技赋能、数据赋能、平台赋能，着眼城市科学化、精细化、智能化建设，基于物联网加移动互联网的技术手段，打造车路协同智慧交通系统，探索技术革新背景下的信控管理新模式，推陈出新，革故鼎新，努力实现城市交通管理品质迈向新阶段。

关键词：物联网信号机；车路协同；城市交通

一、传统信控模式存在问题

传统信控模式下信号调优主要受到以下三点因素影响。

（一）受制于第三方服务影响。传统信控模式多为通过购买第三方服务的形式，由交警部门提出需求后交由第三方公司负责进行信号管控与调优，而购买第三方服务需要大量的资金支持，资金压力往往也会影响到区域信控水平，第三方服务一但撤场，信号调优工作就陷入了困境；此外，第三方公司往往不了解交通勤务现状，而勤务人员往往不懂得信控知识，这也造成了信控与交通管理无法有效衔接，使得信号控制无法有效发挥其疏导交通、保持通畅的效果。

（二）受制于信控平台不统一。传统信控模式下，最大的受制因素之一就是信控平台不统一，这也是全国交警部门信号管控存在的普遍现象，平台不统一不兼容也导致各个信号机品牌之间资源、信息、数据无法共享，控制系统之间无法同步，并且部分信号机品牌还无法适应复杂的道路交通情况，存在不稳定、不智能等问题，这也严重影响了交通信号管理效率与信控策略水平。

（三）受制于信控运行维护体系不完善。城市发展、交通态势的实时变化，使得信控工作成为一项需要长期精细化管理的工作。传统信控模式下信号机的运行维护，多数没有一套成熟完善的运行维护体系，部分信号机品牌将信号机建设完毕并投入使用后，没有专业人员和团队负责在下一步工作中进行运行维护、信号调试，这会造成信控工作与信控水平呈现波折式发展，而不是稳步推进式发展，这会一定程度上阻碍交通管理工作品势提升的步伐.针对传统信控模式的问题与限制，淄博交警立足于智慧城市与智慧交通建设，打造出基于物联网加移动互联网技术的车路协同智慧交通系统，以本系统作为信控工作基点，推动全市信控工作水平提升，积极探索应用车路协同技术。为深入开展车路协同系统建设，助力淄博交通品质提升，淄博公安交警利用“物联网+移动互联网”技术，自主研发物联网信号机，打造“智行淄博”车路协同系统。

二、物联网信号机推广背景及优势

由于此前缺少统筹谋划和资金支持，各区县之间“各自为战”，我市1435个灯控路口中共存在19个品牌及型号的信号机，各品牌信号机之间由于型号不一，硬件软件无法支持建立统一信控平台，只能依托各个品牌信号机提供的平台软件或设备来实现信号控制方案的日常管理和下发，不同品牌间信号机的绿波协调控制，没有统一信控平台的支撑，没有统一的授时，难以实现。

“车路协同”智慧交通系统的搭建正是淄博交警大胆创新，勇于尝试的体现。该系统通过科技手段，提高道路通行效率，运用大数据加持，通过布设物联网信号机控制信号灯并将信号配时相位、红绿灯时长、排队长度等信息传递到车内，为道路运行车辆提供“预判+引导”服务，群众只需下载“智行淄博”App就可以实现车路协同功能，从而提升群众获得感、提高路口通行效率。

（一）通过信息交互，实现协同功能

传统的信号机通过红绿灯的控制，在时间上分离车流，而物联网信号机，既是路口所有交通设备设施采集信息的汇集点，又是可信的交通信息发布决策点，由普通的信号控制终端设备演变成路侧的前端智能化节点，更好地支撑车路协同的相应功能。

（二）统一信控平台，打破区域界限

通过物联网信号机的建设，统一信号机品牌，搭建统一信控平台，将全市19个不同品牌的信号机统一起来，统一品牌后解决之前各路口、各路段，甚至是各区县之间各自为战的问题，目前已在S102路段、G205、张博路等路段开展信号调优试点，支队统筹协调，大队反馈意见，打破区域限制，实现区域协调联控，一个平台一张网，有效提升信号调优效率，助力全域绿波打造。

（三）统一校准时间，解决绿波制作难题

传统信号机由于品牌不一，信号灯的配时基本由民警根据道路通行状况人工控制，管理效率低、效果差，且时间有误差，制作的绿波方案也成为一纸空谈。物联网信号机平台搭建于互联网，通过北斗卫星精准定位与统一授时完美解决了这一传统难题，也为区域绿波协调工作打下坚实基础。

（四）提高道路通行效率，最大化节能减排

2022年8月12日南开大学环境科学学院的毛洪钧教授率领南开大学城市交通污染防治中心团队赴张店区、博山区、文昌湖区开展“车路协同”系统交通优化及节能减排评估测试。测试结果表明，“车路协同”系统在提高城市道路通行效率、降低出行延误、减少交通排放、节约交通能耗方面具有较好的效果。使用“车路协同”系统后，测试所用小型客车平均车速提高18.09%，通行时间减少17.10%；在实现灯时优化的路段上使用“车路协同”系统，测试所用小型客车平均车速提高32.41%，通行时间减少25.14%。物联网信号机的安装与使用极大提高道路通行效率，方便群众出行。

三、存在的问题和挑战

（一）物联网信号机自身仍存在短板

物联网信号机体积小巧，制作简单，建设成本比原来使用的信号机下降了90%，但物联网信号机自身仍存在短板和不足，比如目前信号机采用单块电路板连接，若有一处线路烧毁会导致整个信号机的瘫痪，同时检修较为麻烦，可能无法快速准确找到故障。

（二）绿波方案制作、下发较为复杂

目前绿波方案的制作都是通过选定路口，确定周期，调整相位差，并逐一下发，目前经过专班与科研单位的共同努力，云控平台已经过多轮升级，相关具体应用功能也不断完善，路口配时的下发已不受开始时间的影响，即时下发即时形成绿波，方案下发后3-5个周期内自动过渡完成即可运行绿波方案，较为方便快捷，但目前下发程序仍较为复杂，无法实现修改单个路口配时自动优化整条路段，自动化程度仍较低。

（三）特勤任务的执行仍受制于终端的限制

目前特勤任务的执行必须依靠车载终端才能实现，在紧急任务时若持有终端的民警无法及时赶赴现场，特勤任务便无法有效执行，此项仍为困扰特勤任务执行的短板。

四、未来工作方向

未来的智慧交通趋势越来越向车与路的协同、车与车的协同、车与人的协同靠拢，另外信控自适应协调、时空资源一体化配置等智慧交通理念也不断呈现在我们眼前。

结束语

在未来工作中，本人总结出三个工作方向：一是积极协调有关部门，持续推进信号控制模式更新换代，将新的信控模式不断推广扩大应用范围，集中力量，统一精神，全力做好信号调优工作，为支队、大队、中队做好信号调优培训，提高大队信号调优水平，努力打造一支不怕吃苦、不怕困难、不讲条件、不打折扣的信号调优铁军；二是进一步与科研单位开展研发工作，通过视频检测、雷达检测等传感器检测，在边缘计算、物联网与5G技术的支撑下，结合好车路协同智慧交通系统，打造信号控制自适应协调系统，早日实现淄博市全域自适应协调，为淄博市“双智”城市建设提供强有力的支撑与保障。三是继续提高信号调优本领，当下社会科技突飞猛进，信控技术也在不断更新换代，所以要紧抓时代发展潮流，通过在工作中和业余生活中不断学习，吸收信控领域前沿技术，结合到当前信号调优工作中，保证信号调优水平稳步提升，为智慧交通建设奉献青春力量。