我国的信号控制到底是一个什么水平呢？

李瑞敏 | 作者

HAO | 编辑

包图网 | 头图来源今天参加了一个活动，有关信号控制的方面，又想起来了这个问题，近年来的“交通大脑”、“智慧信号灯”等迎风扑面，但是具体来看我国目前的信号控制到底什么水平呢？例如多少是有检测器良好支持的感应控制？多少是有数据支撑的自适应控制呢？我不知道答案，但是或许可以从几个方面有所反映。1）利用轨迹数据等推导实时的信号配时前些天百度地图发布了一个正式突破100万个信号灯（文中称红绿灯）的配时方案的在线服务。（来自“百度地图”公众号）个人理解，这100万的概念估计是100万个进口方向（或相位）而不是100万个路口（国内信号控制的路口应该肯定是达不到100万），但是具体所指到底是什么则不太清楚。无论是指什么，都意味着相当大比例的路口的信号配时是可以估计出来的。但是，在没有地方交通管理部门为百度地图提供实时的信号配时的数据情况下，百度地图又是如何能够得到全国这么多信号配时的数据的？（近日看到了高德相关的专利）。可能要注意的一点是，利用轨迹数据进行信号配时的估计，需要对应的是一个相对稳定的信号配时方案，即如果能够通过历史的抽样的轨迹数据推算出某一个路口每天某个时段的信号配时方案的话，那么也就意味着这个路口的信号控制基本上就是一个分时段（甚至不分时段）定时控制的方式。这是否从某个层面反映了当前国内的信号控制水平呢？2）基于轨迹数据实时推估感应及自适应控制未来配时参数的可能性准确意义上的感应控制及自适应控制能够基于历史数据推估出实时的本相位或下一相位的配时参数（绿灯时长）吗？回顾一下感应控制和自适应控制的方法和逻辑，其信号配时方案会随着交通流的变化，实时的发生变化，其变化的时间颗粒是秒级、分钟级为主。如果是因为交通流变化波动较大而设置的感应控制等，则不同日内同时段的配时方案很难保持相同。基于历史数据推估的信号配时，应该是难以根据历史数据推估出某个路口当前实时的感应控制的方案，或者自适应控制的方案。当然，对于交通流过于稳定使得每日的感应或自适应控制的参数基本一致的情形则另当别论。多年以来，获得信号控制的实时配时数据的信息一直就是出行信息服务商或者其他一些相关单位的一个需求，例如奥迪多年以来一直在做的车内信号灯的事情。因此，对于有较大比例实施实时优化的信号控制方式的城市或区域，要想提供较为精准的“车路协同”式的信号信息服务（主要是车内倒计时的体现等），则还是需要与信号控制主管部门的数据共享。3）国外的情况举两个小例子：（1）Connected signals公司（https://connectedsignals.com/）：最早应该是在2017年蒙特利尔ITS世界大会上看到其展台，后来看过几篇报道，就是一个利用多源数据进行交通信号配时方案估计及预测的企业，而且在美国也覆盖了一定数量的城市和地区，亦可见美国信号配时的情况。另一方面，据有些文件反映（https://www.fhwa.dot.gov/innovation/everydaycounts/edc-1/asct-faqs.cfm），美国的自适应控制（Adaptive signal controls）也不超过1%的路口。感应控制应该有一定的比例，虽然目前尚未知确定的数据，但是定时控制肯定也不在少数，否则推估怎为易事。（2）伦敦：伦敦估计是安装SCOOT系统规模最大的城市，3890个信号控制点位在SCOOT控制之下（https://trl.co.uk/projects/pedestrian-scoot-system），如果视SCOOT为自适应控制系统，则可以大概估计伦敦的控制情况。4）我们的路口一定需要感应或自适应控制吗？前面所言可能容易让读者误会定时就一定不好而感应控制、自适应控制就一定好，但是，此非本意，没有天下通用的一个控制方法，一个看似不负责任的笼统说法：要根据交通流特性来选择具体的控制方法。受制于驾驶员驾驶习惯、分心行为等影响，同样的排队车辆数在不同的周期需要的时间也有差异，反之一条车道在40秒的绿灯时间内可能能够通过18辆车，也可能只有12辆（都是在有足够排队车辆等待通过的情况下），因此，在一定的流量范围内，或许可以使用同样的配时方案。由此衍生出对于每日交通流量相对稳定的路口，或许经过交通工程师精心优化过后的固定配时就完全可以满足需求，由此可以省却大量的检测器相关的安装、维护成本，而也不至于出现明显的交通问题。当然，目前我国各城市尚处于新城扩建、旧城改造的时期，未必有国外一些城市区域的相对稳定的交通流模式，因此，或许对感应控制、自适应控制真的有较多的需求，但是同时也要注意定时控制并非一无是处，而需要做的是对信号控制系统的精心设计。未来随着城市交通流的稳定，对于众多路口而言定时控制应该是更为经济、亦不失有效的手段，当然定期/不定期检查、优化的工作也是必须的。5）信号控制系统的设计水平谈到信号控制系统的设计，目前往往被融入到城市智能交通管理系统等的总体设计中，一个最需要交通工程专业知识的ITS子系统被与违法抓拍等近乎纯软硬件堆积的系统等同，因此，看到的设计多是统计出来需要更新、安装多少台信号机，需要安装多少个检测器。结果是路口的检测器堆的不少，信号机全是顶配，但是对于如何用好这些检测器在设计方案中就没有下文了，或者说甩锅给了信号控制系统的施工建设单位，如此，设计的价值何在？犹记得曾经有一次被非本行业的设计人员给上了一段所谓的“感应控制”的小课，心里只能是哀叹了（我对其专业技术领域的认知水平一如其对于信号控制的认知水平），如果真的按照那种简单的“装了检测器就是智能控制”的逻辑，则“智能”就一如六岁稚童蒙眼可以赢了被冠以“Alpha****智能”的“智能”了，此种“智能”或许不要也罢。倒不如从如此巨大的基础设施建设费用中略取部分给予交通工程技术人员，好好的从信号控制策略、检测器优化布设、相位设置、配时方案等不同层面进行优化。或许是不够严谨的说法：如此出来的定时控制可能比堆积了“设备武装到牙齿”的“智能控制”效果还要好（当然其可能只是名曰“智能”，实为定时，且还缺乏技术调优）。当然，从发展的眼光来看，智能控制是我们追求的更高级目标，但是现实应用中如果是“为赋新词强说愁”可能就有点偏离初衷了。认知所限，说的都是遇到的一些个案的现象，近来也遇到众多城市和专业团队都在信号控制领域进行着扎扎实实的工作，例如专注于信号配时优化的振业优控（https://www.uctrl.tech/）先后优化路口数达15000个（来自其主页）、湘潭市也较为成功地探索出了其近乎全部感应控制的控制模式，都是近来在信号控制领域的令人印象深刻的代表案例。说了这么多，只望未来信号控制相关领域的从业者能够将理想与现实相结合，在不失体现本领域高端的前提下踏实做好专业性工作，真正造福每日路口期待绿灯通行的出行者们；亦希望跨界进入本领域的热情高涨的同志们能够如尊重自己的专业一样尊重这个行业，共同为本行业的水平提升踏实前行。参加了一个小活动，又想多了……。昌平南延线终于通车了，未来作为出行者对信号控制的操心应该会少很多。

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