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全域感知 全链条算法自研|海康威视信号控制系统助力城市道路畅通提升

发布日期: 2020-10-26
浏览人气: 10

海康威视智能交通团队以“Open Traffic”应用架构为基础,构建了以“能力开放为核心”的智能交通决策引擎,在此基础上设计了可见,可知,智控,开放”的信号控制系统,实现了交通信号控制算法的创新和实践。

精准的信号控制系统要有充足的数据做支撑,海康威视不断挖掘感知技术优势,开发出了新一代雷达视频感知设备,全面应用深度学习算法,实现对机动车、非机动车、行人数据的精准采集,为信号控制系统提供了充足而精细化的数据。

全域感知 全链条算法自研|海康威视信号控制系统助力城市道路畅通提升


▲图:全域感知

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海康威视的信号控制系统在路口维度可复用已有的电子警察,在监测违法行为、满足违法抓拍取证的同时,也记录了每根车道、每个转向的流量和每辆车的车牌数据,源源不断提供实时过车信息。

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图:电警检测转向流量

雷达视频车检器相较于电子警察,更加“眼”观六路,“耳”听八方,可弥补电子警察采集驶离流量再换算得到的到达流量数据失真问题。基于视频和雷达相结合的技术优势,利用两者的可视域互补、检测坐标系融合、高频雷达测速、交叉区域数据相互校验等技术创新,可实现单向4车道多目标轨迹跟踪检测、目标可视化、数据结构化,纵向检测距离可达200米,且不受雨、雾、大风、光照等影响,可在夜晚低照度及恶劣天气下精准检测。

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图:雷达和视频融合

雷达视频车检器可以准确探测每个车道的排队长度、占有率、平均速度、区域停车数等,捕捉每辆车的轨迹,还可以统计出停车时长、停车次数、平均延误等指标,作为信号控制优化的参数输入。

传统的地磁、线圈检测器和电子警察等设备在路口高饱和情况下的信号控制优化中作用受限,只能检测到驶离流量,在非常拥堵的情况下并不能代表真实的车辆到达需求。而雷达视频车检器可同时采集车道级的驶离流量和排队长度,利用算法拟合后的到达流量更能反映真实的交通流需求。更精准的数据提升了系统的感知水平,大大填补了信号控制在采集端的缺陷。

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雷视检测数据

除了机动车信息,海康的信号控制系统同时有行人密度检测模块,采用毫米波雷达和视频融合技术检测行人等待区的行人数量、位置、停留时间等,单独架设的热成像相机也可对行人数量进行检测。针对路口和路段配时不合理导致的行人过街等待时间过长、行人过街需求响应不及时等问题,行人检测数据可以为更合理的行人过街控制提供依据,保证行人过街时间和机动车通行时间的合理分配,使得在以人为本的理念之下路口的通行效益最优化。

全域感知 全链条算法自研|海康威视信号控制系统助力城市道路畅通提升

图:行人检测示意图



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通过雷达视频车检器、电子警察、行人检测相机等设备实现对交叉口场景的全域感知,单点控制直接由信号机内置的单点算法实现边缘计算,涉及干线和区域联动的多路口控制则由中心系统的智能交通决策引擎进行分布式计算,根据数据诊断问题,剖析原因,通过自动化控制算法调度实现控制方案优化,进而下发给信号机进行配时调整。

单点优化控制根据周期级流量波动情况,优化周期和绿灯时长,实时响应车流变化,减少绿灯空放,均衡排队长度。


动态绿波控制以最大绿波带宽为目标,优化干线各路口的公共周期、相位模式、绿信比和相位差等,可满足干线双向速度、流量、距离不对称、协调左转、公倍周期等情况,算法的应用范围广、适用性强。




区域控制根据交叉口的关联度采用聚类算法进行控制子区和时段的划分,确定各个路口单点、干线协调、瓶颈控制等不同的控制方式,实时动态优化,实现区域的通行效益最大化。


全域感知 全链条算法自研|海康威视信号控制系统助力城市道路畅通提升

在单点、干线、区域优化基础上,海康信号控制系统针对公交优先、行人过街、可变车道、环岛控制等数十种信号控制场景提供控制算法服务,结合在线实时仿真技术对方案效果进行预演和验证,切实实现全链条算法自研与业务闭环。



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下面让我们来看一看海康信号控制系统在城市畅通提升上取得的成绩。
在德阳,我们对城东和城西的两个区域进行了区域协调控制,平均每天生成12个时段的配时方案,对区域内的主要道路采用干线协调控制,其余路口采用单点优化控制。


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其中泰山路与青衣江路路口采用基于雷视与电警数据融合的单点优化控制算法,使得高峰时段绿灯利用率维持在70%以上,最大排队长度下降35%,既能快速适应交通流的波动,又能减少绿灯空放。


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基于雷视数据的单点优化控制(测试效果展示)

在宜春,对职、住场所分布密集的城市核心区,综合渠化、交通流特征等方面,通过时段细化、子区划分、控制模式组合、方案生成、效果评估等环节,实现区域协调控制,使得优化后区域内路口的平均日交通流量增加14.6%,平峰时段双向绿波使得行程车速提升约19%,改善区域通行效益,缓解拥堵。


全域感知 全链条算法自研|海康威视信号控制系统助力城市道路畅通提升


针对区域内的关键节点十运会路口,采用基于雷视数据的单点优化控制算法,使得交叉口工作日早高峰流量增加11.2%,平均排队长度减少21.16%,日均绿灯利用率提升9.2%。


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海康威视在国内智能交通企业中拥有覆盖面广、产品丰富的感知设备,视频类、雷达类、热成像类等产品,服务机动车、非机动车、行人,提供精准、精细化的交通感知信息。同时海康的信号控制系统基于交通工程理论与AI技术结合,进行算法的深度开发,利用多元感知数据实现交通流特征精细化的区域、干线、单点、特殊场景的配时方案,可应对复杂场景和不同道路条件,最大化通行效益。


海康威视秉持开放的态度,充分实现硬件开放、数据开放、协议开放、算法开放、服务开放,海康威视希望与行业合作伙伴一道,共同为城市道路交通管理贡献力量,携手共创一个文明、畅通、安全的道路交通环境。


升福机电有限公司创立于2006年,公司位于湖北省武汉市,是一家专业提供楼宇设备系统(电梯·暖通·消防·安防)的设计、施工、维保全套解决方案的工程与服务公司。公司注册资金 5000 万元,自有5A甲级写字楼500㎡,拥有一级、二级建造师12 名,中高级职称专业技术人员16名,持证施工作业人员 100 余人,均获得国家相关执业资格证书。

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