據(jù)統(tǒng)計(jì),目前中國(guó)的城鎮(zhèn)化率為65%,預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到75%。大規(guī)模增加的城市人口會(huì)給交通帶來(lái)前所未有的壓力。其中,路口是整個(gè)城市交通系統(tǒng)中最重要的節(jié)點(diǎn),基于邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的智慧路口解決方案,可幫助城市智慧管理路口交通流量,減少擁堵,保障交通安全,從而改善居民的生活質(zhì)量。但目前各個(gè)城市的路口“千城千面”,不同路口的基礎(chǔ)設(shè)施、邊緣感知能力都不同,需要面向不同邊緣路口場(chǎng)景構(gòu)建靈活應(yīng)用的解決方案。
浪潮信息攜手多倫科技打造的智慧路口多場(chǎng)景方案,在南京江寧區(qū)智慧街區(qū)部署成功,不僅能夠靈活滿足各類路口場(chǎng)景,還通過(guò)優(yōu)化改造,將路口高峰期車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度降低10.47%,車(chē)輛通行速度提升13.24%。目前,這套多場(chǎng)景方案也已在全國(guó)20多個(gè)城市完成了落地,為更多城市居民提供智慧交通服務(wù)。
城市“神經(jīng)”痛,海量數(shù)據(jù)集結(jié)卻難以有效協(xié)同
城市交通就像人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),而交通擁堵,一直是城市的“交感神經(jīng)”痛,不管城市大小,都有自己的痛點(diǎn)。雖然隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,中國(guó)各個(gè)城市都已經(jīng)鋪設(shè)了大量的流量檢測(cè)、信號(hào)控制、誘導(dǎo)屏等設(shè)施設(shè)備,產(chǎn)生了大量的交通流、交通事件數(shù)據(jù),但海量數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單集結(jié),仍然難以完全滿足交通智慧化管理的需求,同時(shí)也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
一是路口邊緣算力不足,交通路口的數(shù)據(jù)要傳輸至中心并通過(guò)后臺(tái)中心處理,計(jì)算耗時(shí)久、數(shù)據(jù)時(shí)延大,很難支持實(shí)時(shí)、復(fù)雜的優(yōu)化治理工作,迫切需要將計(jì)算壓力下放到邊緣側(cè)。
二是應(yīng)用數(shù)據(jù)偏重于交通管理業(yè)務(wù),難以刻畫(huà)高精度路口的流量特征、路口范圍內(nèi)車(chē)輛真實(shí)軌跡等微觀層面的交通特征,對(duì)開(kāi)展精細(xì)化交通治理工作的支撐效果非常有限,需要在路口端直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的再挖掘、再利用。
三是城市路口千城千面,雖然市場(chǎng)上關(guān)于智慧路口的概念層出不窮,但針對(duì)路口精細(xì)化治理對(duì)感知能力和算力的不同需求,目前關(guān)于路口、路段、區(qū)域如何有效協(xié)同等方面并沒(méi)有很成熟的解決方案,導(dǎo)致路口治理之痛依然存在。
南京新解法,厘米級(jí)地圖刻畫(huà)路口感知設(shè)備“兼收并蓄”
如今,困擾各地的智慧路口建設(shè)難點(diǎn),在南京江寧區(qū)智慧街區(qū)挹淮街勝利路有了全新的解決方案。該路口位于南京江寧百家湖片區(qū),這里是典型的南京市老工業(yè)區(qū),更是人群居住密集地和地域商業(yè)中心,集聚了IT、金融企業(yè)辦公片區(qū)、居民小區(qū)、城市公園等多個(gè)城市功能空間,是連系人們工作與生活的重要社區(qū),日常交通通行車(chē)流很大,早高峰時(shí)段,部分路口的通行流量可達(dá)到4500PCU(Passenger Car Unit)/小時(shí),遠(yuǎn)超一般1600CPU/小時(shí)的通行流量。而巨大的通行流量,給路口的通行速度和通行效率帶來(lái)了極大挑戰(zhàn),也讓很多人對(duì)這個(gè)上下班路上經(jīng)常的堵點(diǎn)望而卻步。
針對(duì)應(yīng)用痛點(diǎn),浪潮信息聯(lián)合多倫科技和東南大學(xué)等合作伙伴,通過(guò)總結(jié)當(dāng)前智慧路口的主要建設(shè)思路,以設(shè)備利舊、適配兼容、多盒聯(lián)動(dòng)、場(chǎng)景化應(yīng)用等為重點(diǎn),采用“云-邊-端”三體協(xié)同的技術(shù)架構(gòu),將每個(gè)路口都轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆涓兄?計(jì)算-管控-服務(wù)能力的智能單元,充分釋放云中心計(jì)算壓力:
首先,在前端通過(guò)適配兼容實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備利舊,可以根據(jù)路口管理的不同需要,部署在任何有需要的路口,達(dá)到無(wú)需更換感知設(shè)備和交通信號(hào)控制機(jī),即可構(gòu)建單路口內(nèi)“感知-控制-服務(wù)”三維一體的業(yè)務(wù)閉環(huán)。
其次,在邊緣部署AI算法模塊和邊緣計(jì)算模塊,深度挖掘路口前端感知數(shù)據(jù)的價(jià)值。在實(shí)現(xiàn)“路口信息數(shù)字化”的同時(shí),提供多元階梯算力的邊緣計(jì)算設(shè)備,支持六大類108種算法,在打通路口與中心數(shù)據(jù)通道的基礎(chǔ)上,打造跨路口目標(biāo)跟蹤、干線信號(hào)優(yōu)化、多路口安全分析等精細(xì)化應(yīng)用。
最后,在云中心實(shí)現(xiàn)各邊緣側(cè)數(shù)據(jù)的匯集。通過(guò)整合單路口能力,以精準(zhǔn)的交通流計(jì)算為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)信控優(yōu)化,在高精度電子地圖上自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)指定車(chē)輛的實(shí)時(shí)定位和仿真跟蹤,實(shí)現(xiàn)干線、區(qū)域級(jí)協(xié)調(diào)和控制,以及多路口之間的自動(dòng)接力追蹤,并與指揮調(diào)度、勤務(wù)管理、數(shù)據(jù)分析等中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)。
通過(guò)優(yōu)化,智慧路口方案在算力、高精度地圖、感知設(shè)備、方案功能等多方面實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新突破:邊緣計(jì)算硬件算力可在20T到200T之間靈活配置,可伴隨硬件更新逐步升級(jí),滿足不同業(yè)務(wù)的算力要求;高精度地圖測(cè)繪精度達(dá)到厘米級(jí),滿足路口流量的高精度刻畫(huà);算法兼收并蓄,滿足不同終端、異構(gòu)設(shè)備數(shù)據(jù)的接入和融合;從實(shí)際交通管理的業(yè)務(wù)出發(fā),圍繞場(chǎng)景化應(yīng)用展開(kāi),有效支撐當(dāng)前和未來(lái)的城市交通管理需求。
智慧造通衢,“云-邊-端”協(xié)同多場(chǎng)景靈活應(yīng)用
智慧路口場(chǎng)景多樣,四通八達(dá)的街區(qū)往往有不同的場(chǎng)景需求。而多場(chǎng)景化靈活應(yīng)用,正是南京智慧街區(qū)路口方案的重要亮點(diǎn)。該方案根據(jù)智能感知、信控優(yōu)化、全息路口、車(chē)路協(xié)同不同的應(yīng)用場(chǎng)景滿足不同的業(yè)務(wù)需求,同時(shí)四個(gè)場(chǎng)景具有相關(guān)性,首先實(shí)現(xiàn)智能感知,獲取道路交通數(shù)據(jù)信息,然后根據(jù)交通流量變化實(shí)現(xiàn)信控配時(shí)方案自動(dòng)優(yōu)化,同時(shí)根據(jù)路口流量數(shù)據(jù)刻畫(huà)出路口畫(huà)像,實(shí)現(xiàn)全息呈現(xiàn),人-車(chē)-路-環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)信息共享,即車(chē)路協(xié)同。不同場(chǎng)景之間可自由組合,因地制宜,配置靈活多變,面對(duì)各種各樣的路口街區(qū),可以“千城千面”。
治理,首先需要感知。在交通場(chǎng)景智能感知上,邊緣微服務(wù)器采集傳感器、雷達(dá)等設(shè)備自檢事件,同時(shí)基于視覺(jué)分析技術(shù)對(duì)原始視頻流進(jìn)行安全隱患事件聚合分析,尋找路口安全隱患位置以及時(shí)空分布規(guī)律,實(shí)現(xiàn)對(duì)路口行人、非機(jī)動(dòng)車(chē)、機(jī)動(dòng)車(chē)交通安全事件檢測(cè),比如堵車(chē)、路口異常停車(chē)、交通事故等。同時(shí),聯(lián)動(dòng)路口側(cè)誘導(dǎo)屏,將安全隱患直接推送給誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)備上,提前預(yù)示后方車(chē)輛,多管齊下降低路口風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。
感知到的信息,最終會(huì)作用在交通信號(hào)優(yōu)化上。這份智慧路口方案,可以根據(jù)路口的特性和等級(jí)以及周邊路口復(fù)雜情況,進(jìn)行路口交通信號(hào)優(yōu)化,比如在一般的路口,可以通過(guò)利舊現(xiàn)有感知設(shè)備的實(shí)時(shí)在線優(yōu)化,基于調(diào)整綠信比減少路口綠燈空放情況,提升路口通行效率(基礎(chǔ)版);較復(fù)雜的路口,可以通過(guò)卡電結(jié)構(gòu)化和實(shí)時(shí)視頻分析數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)路口的離線或在線的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制(標(biāo)準(zhǔn)版);針對(duì)一些大型交通樞紐的特殊路口,可以通過(guò)干線、區(qū)域的自適應(yīng)優(yōu)化,解決復(fù)雜交通問(wèn)題,以達(dá)到更好的控制效果(增強(qiáng)版)。
路口要治理好,還需要精準(zhǔn)路口數(shù)字畫(huà)像并進(jìn)行聯(lián)動(dòng)?;跀?shù)字孿生技術(shù),方案可以對(duì)路口250米范圍內(nèi)形成車(chē)道級(jí)檢測(cè),實(shí)現(xiàn)路口多個(gè)方向的卡電視頻數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)的異構(gòu)融合,在高精度地圖上以厘米級(jí)精準(zhǔn)還原機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)以及行人的運(yùn)行動(dòng)向,以精細(xì)、全面、連續(xù)、可計(jì)算的數(shù)據(jù)構(gòu)建路口數(shù)字畫(huà)像。
有了這樣的智慧路口,未來(lái)車(chē)路協(xié)同也將照入現(xiàn)實(shí)。通過(guò)與車(chē)端設(shè)備實(shí)時(shí)互通,實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制方案、行人和非機(jī)動(dòng)車(chē)感知信息、路口交通態(tài)勢(shì)、特殊車(chē)輛優(yōu)先通行請(qǐng)求等信息交互,未來(lái)的智慧道路將可以支持車(chē)路協(xié)同安全預(yù)警與車(chē)路協(xié)同自動(dòng)駕駛兩類標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù),打造更加安全、暢通、便民的車(chē)路協(xié)同體驗(yàn)。
目前,在江寧區(qū)的智慧街區(qū),無(wú)論是路口的通行感受,還是交通管理效能,都得到了大幅度提升。通過(guò)優(yōu)化改造,該路口高峰時(shí)期的最大排隊(duì)長(zhǎng)度下降了10.47%,車(chē)輛通行速度提升13.24%。另外,通過(guò)邊邊協(xié)同、邊云協(xié)同技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)多路口聯(lián)動(dòng)和整個(gè)區(qū)域的全域路口管理,實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)-線-面”三級(jí)智能,同時(shí)為指揮中心情報(bào)研判、精準(zhǔn)調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐和應(yīng)用保障。
無(wú)論是在城市交通管理技術(shù)未來(lái)發(fā)展中,還是在未來(lái)車(chē)路協(xié)同網(wǎng)聯(lián)環(huán)境中,強(qiáng)化邊緣計(jì)算能力以滿足不斷提高的路口信息的實(shí)時(shí)性要求,已成為行業(yè)共識(shí)。浪潮信息和多倫科技基于邊緣計(jì)算的智慧路口解決方案,通過(guò)“云-邊-端”三體協(xié)同的場(chǎng)景化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了路口、路段、區(qū)域三個(gè)層面的多級(jí)交通管理需求。(科文)
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