上海“智能信号灯”和悉尼自适应交通控制系统的应用思考

上海“智能信号灯”和悉尼自适应交通控制系统

的应用思考

□ 陈 希，卞 春

（1.上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司，上海 200125；

2.上海市交通总队，上海 200070）

摘 要：为更好地实现上海城区精细化管理，通过介绍目前上海“智能信号灯”和悉尼自适应交通控制系统（sydney coordinated adaptive traffic system，SCATS）的应用情况，分析了两者之间的关系。结果表明：上海“智能信号灯”的方案实时性更高，应对突发事件能力更强，有利于上海SCATS系统发挥更好的效果。

关键词：SCATS系统；智能信号灯；应用思考󰀡󰀡

中图分类号：U491󰀡󰀡󰀡󰀡󰀡󰀡文献标志码：A󰀡󰀡󰀡󰀡󰀡󰀡文章编号：1671-3400(2019)03-0068-03

Application Study on SCATS and Intelligent Traffic Lights

in Shanghai

CHEN Xi, BIAN Chun

(1. Shanghai Urban Construction Design & Research Institute (Group)Co., Ltd, Shanghai 200125, China; 2. Traffic Police Department of Shanghai Municipal Public Security Bureau, Shanghai 200070, China)

Abstract: To realize the fine management of Shanghai urban area,introducing the applications of “intelligent signal lamp” and SCATS in Shanghai , and relationship of those two systems are analyzed. The results show that the scheme of Shanghai “intelligent signal lamp” has higher real-time performance and stronger ability to deal with emergencies than old systems, which has a good effect on Shanghai SCATS.

Key Words: Sydney coordinated adaptive traffic systems; Intelligent traffic lights; Application discussion

0 引言

20世纪80年代中期，依托世界银行项目，上海启动了悉尼自适应交通控制系统（sydney coordinated adaptive traffic system，SCATS）试点工程；经历了20余年的发展，SCATS系统由早期的20多个路口延伸到目前的3 000多个路口，浦西内环以内基本实现了全覆盖。2017年9月，根据城市“智慧”的发展要求，上海在中心城区启动了“智能信号灯”项目试点，依托机器深度智能学习，提升大交通数据的治理能力[1-2]。

上海SCATS系统和“智能信号灯”的发展，都将

有利于提升城市管理精细化、智能化水平，为上海建设卓越全球城市打下坚实基础。但是，对于“智能信号灯”这样一个新鲜事物如何进行定义，SCATS系统和“智能信号灯”在上海的应用情况如何以及两者之间到底是什么关系，“智能信号灯”未来发展的趋势，都是迫切需要客观研究和理性思考的问题。

1 研究对象的定义

SCATS系统的定义相对较为清晰和明确，而“智能信号灯”这个新名词的定义相对较为模糊和不明确，实施方结合各自的资源优势和技术优势提出了各自的理解和见解，或完全没有对其进行定义，仅为宣传造势服务。

1.1 SCATS系统的定义

SCATS系统全称是悉尼自适应交通控制系统，是

收稿日期：2019-02-21

第一作者简介：陈希（1983-），男，汉族，上海人，硕士，高级工程师，主要研究方向：智能交通、智慧城市。

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陈 希，卞 春：上海“智能信号灯”和悉尼自适应交通控制系统的应用思考2019年第3期

由澳大利亚新南威尔士州道路交通局（RTA）进行研究和开发，是应用感应控制对配时方案作局部调整的选择系统[3]，也是迄今世界范围内为数不多的应用较为广泛的城市交通信号控制系统。SCATS系统，主要对标的是英国运输和道路研究所开发的SCOOT系统（见表1）。

表1 SCATS系统和SCOOT系统对照表

名称SCATS系统SCOOT系统方案策略方案选择方案生成交通模型无有线圈位置停车线上游路段主要参数饱和度排队长度国内情况

相对多

相对少

1.2 智能信号灯的定义

2017年11月，滴滴发布滴滴智慧信号灯2.0版，并利用浮动车技术在济南、柳州等地进行了试点。2018年4月，百度发布百度智慧信号灯2.0解决方案，并运用互联网数据在大连等地进行了试点。

阿里于2017年9月在上海启动“智能信号灯”项目，通过云平台对各类数据融合和智能计算，实现对路口的运行状态实时分析和研判，并生成最优配时方案，最终对运行效果进行评估。

滴滴、百度等都以“智慧信号灯”作为主推，阿里是结合上海“智慧”发展战略以“智能信号灯”作为主推。无论是“智慧信号灯”，还是“智能信号灯”，都是新时代下互联网公司寄托于“信号灯”这名词作为载体的美好愿景、品牌宣传和技术应用。1.2.1 狭义

从狭义的角度，智能信号灯（智慧信号灯），就是利用互联网技术、浮动车技术、视频、线圈、微波、雷达等多源数据，全面感知交叉口（城市道路网）的交通运行状态，继而优化算法，利用云平台提供更精细化的信号控制方案。1.2.2 广义

从广义的角度，智能信号灯（智慧信号灯），就是在狭义的基础上，由信号灯（信号控制方案）向交叉口的各管理业务延伸，尤其是各类事件的主动推送，缩短出警的反应时间等；以及对于基础设施的智能化运维和管理等。1.2.3 总结

目前，上海的“智能信号灯”项目实施，主要是基于广义的“智能信号灯”进行开展工作的。滴滴、百度、阿里等是基于各自已有的各类资源，开展各自领域范围内的“智能信号灯”项目。狭义的“智能信号灯”和广义的“智能信号灯”直接有着显著的区别（见表2）。

表2 狭义和广义的“智能信号灯”对照表

名 称狭义广义交通配时√√交通组织▲√事件推动×√故障检测

×

√

注：√，满足要求；▲，基本满足要求；×，不满足要求。

2 上海应用的情况

2.1 上海SCATS系统的应用情况

经过20多年的建设，上海已建成总控制室1个，区域控制机房24个，SCATS信号控制路口约3 500个，车辆检测器约19 000套。浦西内环线内中心区信号控制交叉口SCATS系统控制率接近100%，中内环间信号灯控制路口SCATS系统控制率达到80%以上，外中环间主要放射性道路上信号控制路口也已基本实现SCATS系统控制全覆盖[1-2]。

2.1.1 利用区域协调功能开设绿波带

利用SCATS系统的区域协制功能，如将周家嘴路—海宁路沿途多个子系统连接，并选取恰当的关键路口进行协制，使车辆一次起步可连续通过约11个路口。同时，根据通勤交通早、晚高峰的时变特点，采取相应策略。

2.1.2 利用基础功能丰富应用场景

在实践过程中，丰富了SCATS系统的应用场景：应用于可变车道控制，并且在可变路口导向车道控制中利用SCATS系统触发可变标志牌信息更新；公交线路车信号优先；应用于直行待行区；将“绿波”应用于交通保卫。

2.1.3 利用数据采集分析功能发布交通信息

利用SCATS系统自身拥有的车辆数据和区域控制流量饱和度数据，外接发布系统可发布道路交通拥堵状况、流量等信息。目前，已有的地面交通可变情报板都结合了SCATS的数据源，这样能够为公众提供更优化的出行路径选择。

2.1.4 开发自适应系统信号倒计时功能

通过技术攻关，实现了半程倒计时，在信号灯改变灯色前20至10余秒开始倒计时。此外，利用黄色信号位置，在灯具内显示倒计时数，避免了外置倒计时信息牌所产生的美观问题，获得了良好的社会反响和应用效果（见图1）。

2.2 上海“智能信号灯”的应用情况

上海城区范围内开展了100余个路口的项目试点，利用原有的电警、卡口，以及通过新增的视频等外场设备，极大地丰富了试点区域内的数据源，依托中心平台，借助阿里云人工智能技术实现了四大应用。

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陈 希，卞 春：上海“智能信号灯”和悉尼自适应交通控制系统的应用思考2019年第3期

图1 具备倒计时功能的信号灯实景图

2.2.1 信号配时优化

改变以往感知来源单一的情况，通过云平台对各类数据融合和智能计算，实现交叉口的交通运行状态实时掌控，从而生成优化配时方案，并对运行效果进行评估。以中山—打浦路隧道口为例，高峰时段每5 min优化1次配时方案，拥堵指数平均下降约8%。2.2.2 交通组织优化

改变以往由现场巡视、群众建议的单一途径，通过云平台研判交通拥堵成因，运用人工智能技术给出交通组织优化方案。以中山——瑞金北进口为例，系统研判发现车道布设与流量不匹配，通过交通组织优化，北进口通行效率提高了10%。2.2.3 事件主动推送

改变以往110报警接入的被动接受事件信息的局面，通过视频分析主动发现事件，并实时推送到指挥中心，进行快速处置。实践表明，通过系统主动推送事件，出动警力现场执法和处置的反应时间缩短约20%。2.2.4 故障智能检测

改变以往人工日常巡视发现设备故障的滞后局面，通过数据挖掘和智能管控，自动实现所有设备全天候的智能运维，从系统运行以来已经自动推送信号灯故障、摄像机故障等。目前设备故障推送到指挥中心，并与运维单位的平台实现互通。

3 两者之间的关系

本次主要以上海SCATS系统和上海“智能信号灯”进行两者之间的关系分析和研究。上海“智能信号灯”主要用于生成方案，并通过上海SCATS系统进行信号控制方案的实现。上海“智能信号灯”的数据来源更多元化，丰富了上海SCATS系统的数据采集手段。上海更强，有利于上海SCATS系统发挥更好的效果。因而两者不是竞争关系而是互补关系（见表3）。– 70 –

表3 上海SCATS系统和“智能信号灯”对照表

名称SCATS系统智能信号灯定义描述相对明确相对模糊实施范围全市范围黄浦区，青浦区路口数量约3 500个约100个数据来源线圈线圈、视频、浮动车、

微波、雷达等数据内容流量、占有率流量、速度、行车轨迹、

排队长度、延误系统类型

自适应控制系统

形成方案，借助SCATS

系统实现交通模型无有子区划分人工划分系统自动划分

控制原理

周期、绿信比、相周期、绿信比、相位差

位差优化

优化影响因素预设方案的合理性数据质量灵 活 性较灵活，事先编制灵活，自动生成子区划

各类方案分和方案应对突发事件缺乏应对措施

反应较快故障智能信号灯、信号机、视频

检测

无

设备故障检测

4 未来发展的思考

以结果为导向的角度来看，阿里的杭州城市大脑，以及上海“智能信号灯”都起到了很好的应用效果，对整个行业起到了良性的推动作用。近几年，互联网公司和资本在智能交通、智慧城市的市场投入较大，但是要在交通行业实现互联网式的增长有一定的难度。如果互联网公司和资本退潮，那么又该如何应对。

5 结语

上海SCATS系统和上海“智能信号灯”是不同时代下出现的产物，都有利于上海精细化管理，为建设卓越全球城市打下坚实基础。

参考文献：

[1] 张宇飞，王伟. 上海市“智慧交通安全管理系统”构建内

容[J] . 交通与运输，2018（6）：59-60.

[2] 夏良. 上海市智能交通管理信息化体系应用研究[J] .

商品与质量，2018（24）：129.

[3] ATS Technology (HK) Limited . SCATS Adaptive Control

Introduction[EB/OL] . (2009-09-01)[2019-02-20] . http://www.scats.com.au/product_adaptive_control.html.

“智能信号灯”的方案实时性更高，应对突发事件能力