張 靜

(江蘇航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226010)

0 引言

現(xiàn)在是大數(shù)據(jù)的時(shí)代，人們每天的工作、生活都離不開大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)是指無法在一定時(shí)間內(nèi)使用常規(guī)軟件工具對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和物聯(lián)網(wǎng)的不斷應(yīng)用，人們身邊的一切都可以以數(shù)據(jù)的形式展現(xiàn)，工作、生活等都離不開這些形形色色的數(shù)據(jù)，比如網(wǎng)上購(gòu)物、車載導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)游戲、虛擬身份等，應(yīng)用最為經(jīng)典的就是抖音軟件通過用戶瀏覽視頻的頻率和停留時(shí)間的長(zhǎng)短來判斷用戶對(duì)什么東西感興趣、對(duì)什么類型的視頻更為喜歡，從而推送同類型的商品或者視頻給用戶。

交通管理工作也離不開大數(shù)據(jù)成果的應(yīng)用，已經(jīng)從當(dāng)年交警在路口人工指揮交通發(fā)展到現(xiàn)在信號(hào)燈自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“綠波帶”、信號(hào)燈自適應(yīng)等功能。全息交通(Pan-Information Transportation)是中國(guó)工程院院士鐘志華在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的大背景下，于2011年首次提出的概念[1]。特別是近幾年流行的全息路口，正是在這種大數(shù)據(jù)時(shí)代下，工作需求提升到了一定程度的產(chǎn)物。全息路口可以完全對(duì)交通路口的實(shí)際情況進(jìn)行仿真模擬，對(duì)路口的監(jiān)測(cè)不會(huì)受到視野、天氣、時(shí)間、距離的影響，可一次監(jiān)控多個(gè)路口，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，深度剖析問題，并提出解決方案[2]。簡(jiǎn)單地說，全息路口就是將某一個(gè)交通路口的機(jī)動(dòng)車輛、非機(jī)動(dòng)車輛、行人和周圍道路標(biāo)志、標(biāo)線等環(huán)境都通過數(shù)據(jù)的形式展現(xiàn)出來，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、研究，通過交通通行模型的建立，總結(jié)道路通行的規(guī)律，找到事故隱患的點(diǎn)位，通過不斷優(yōu)化路口信號(hào)燈配時(shí)和路口交通標(biāo)志、標(biāo)線，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，不斷對(duì)路口渠化進(jìn)行調(diào)整，將該路口的全部事件用數(shù)據(jù)方式存儲(chǔ)，在需要的時(shí)候?qū)⒄麄€(gè)事件數(shù)據(jù)調(diào)用轉(zhuǎn)換成可以聽、看的模式。

1 全息路口的基本原理

目前，國(guó)內(nèi)主流的全息路口解決方案主要采用多方向雷視擬合技術(shù)，也就是采用雷達(dá)和視頻相結(jié)合的技術(shù)，一般是架設(shè)雷視融合一體機(jī)，捕捉路口的機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和行人的數(shù)據(jù)，結(jié)合高精度地圖呈現(xiàn)路口全息視角。一般的一體機(jī)具備毫米波雷達(dá)技術(shù)、視頻處理技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)，融合了雷達(dá)和視頻的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路的全天候感知、全要素感知，可以提供車流量、車輛長(zhǎng)度、速度、占有率、事故檢測(cè)、車輛違法檢測(cè)、人員和車輛區(qū)分檢測(cè)、車輛剎車、車輛沖突點(diǎn)等多種信息。

考慮到當(dāng)前全息路口的安裝費(fèi)用較高，在日常的交通管理中，一般在重要的路口或者事故多發(fā)、違法行為較多、交通擁堵、老百姓關(guān)注度非常高的路口安裝使用。一般情況下，雷視設(shè)備可以安裝在距離停車線15～20 m位置的監(jiān)控桿件上，一個(gè)雷視設(shè)備可以覆蓋2～3個(gè)車道，覆蓋寬度為15～20 m，路口過大時(shí)需要額外增加設(shè)備來補(bǔ)充覆蓋，而且邊緣車道的覆蓋效果會(huì)打折扣。盡量不要選擇道路中央有綠化帶且綠化帶高度超過1 m的路口，因?yàn)槔滓曅枰采w對(duì)向雙向車道，高綠化帶使得對(duì)向進(jìn)口道的數(shù)據(jù)無法采集。路口多個(gè)雷視作用域之間必須保證有重疊區(qū)域。建議在路口4個(gè)角落有選擇地安裝球機(jī)監(jiān)控，通過對(duì)路口的全景視頻配合全息路口數(shù)據(jù)應(yīng)用。一般安裝的設(shè)備和點(diǎn)位如圖1所示。

圖1 一般路口安裝方案

2 全息路口在交通管理中的應(yīng)用

全息路口在交通管理中的應(yīng)用很多，如果連續(xù)幾個(gè)道路全部設(shè)置成全息路口，形成全息路網(wǎng)，那么整條道路均可以實(shí)現(xiàn)車輛高效、安全通行，再結(jié)合當(dāng)前的數(shù)字城市建設(shè)，將會(huì)為未來整個(gè)城市的優(yōu)化運(yùn)行提供基礎(chǔ)支撐[3]。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市主要選擇個(gè)別點(diǎn)位路口開展全息建設(shè)，單點(diǎn)路口的應(yīng)用主要有以下7點(diǎn)。

(1)綜合評(píng)價(jià)。全息路口可以對(duì)路口交通流總體通行順暢程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，形成路口通行等級(jí)，通常是以路口車均延誤進(jìn)行服務(wù)水平的換算。統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參照美國(guó)公路通行能力手冊(cè)(Highway Capacity Manual，HCM)，具體服務(wù)水平如表1所示。

表1 HCM服務(wù)水平

(2)運(yùn)行評(píng)價(jià)。通過全息路口可以對(duì)路口的運(yùn)行指標(biāo)(交通流量、平均速度、車頭時(shí)距、車頭間距、空間占有率、時(shí)間占有率、平均延誤、排隊(duì)長(zhǎng)度、平均停車次數(shù)等)按照不同空間維度(路口、進(jìn)口道、轉(zhuǎn)向、車道)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和趨勢(shì)分析，從24 h運(yùn)行指標(biāo)趨勢(shì)和歷史運(yùn)行指標(biāo)變化趨勢(shì)兩方面分析指標(biāo)變化特征，按照百分制對(duì)路口運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)分。

(3)實(shí)時(shí)展示?？梢詫?shí)時(shí)通過數(shù)據(jù)的模式精準(zhǔn)展現(xiàn)路口的實(shí)時(shí)流量數(shù)據(jù)，包含機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和行人數(shù)據(jù)。常態(tài)的路口監(jiān)控只能顯示車輛數(shù)據(jù)，而對(duì)于行人和非機(jī)動(dòng)車數(shù)據(jù)無法掌握。

(4)事件回溯。通過對(duì)交通事故和事件的自動(dòng)感知、精準(zhǔn)數(shù)據(jù)輔助定責(zé)，可以為事故的發(fā)生原因和責(zé)任認(rèn)定、交通肇事案件的破獲、交通違法行為的查處認(rèn)定等提供幫助。

(5)違法記錄。支持對(duì)車輛進(jìn)入導(dǎo)向車道不按導(dǎo)向行駛、違法變道、逆行、左轉(zhuǎn)不讓直行、闖紅燈、壓車道線、違反禁令標(biāo)志、超速、未戴頭盔、違法停車、不禮讓行人等多種違法行為的抓拍記錄。

(6)沖突分析。支持路口信控自適應(yīng)配時(shí)；通過實(shí)時(shí)交通熱力圖和路網(wǎng)出行規(guī)律，快速發(fā)現(xiàn)交通隱患點(diǎn)，縮短治理周期，并依據(jù)數(shù)據(jù)分析給出交通組織優(yōu)化的合理建議。

(7)長(zhǎng)期保存。由于現(xiàn)在的攝像機(jī)都是500萬以上像素的高清攝像機(jī)，針對(duì)路口車輛過車圖片和視頻的存儲(chǔ)會(huì)給人們帶來巨大壓力，基本上每輛過車圖片在150 k左右，每秒高清視頻存儲(chǔ)需要6 M左右，后臺(tái)存儲(chǔ)基本都需要用上PB級(jí)的存儲(chǔ)陣列，而通過數(shù)據(jù)的方式存儲(chǔ)路口的事件，壓力會(huì)小得多。

3 道路優(yōu)化的具體實(shí)現(xiàn)

以某市淮海路與西安路交叉口的全息路口方案設(shè)計(jì)為例。淮海路與西安路交叉口位于市中心，東側(cè)是去往市中心地標(biāo)建筑(蘇寧中心)的必經(jīng)之路，南側(cè)是某市第二人民醫(yī)院，每天有大量的就醫(yī)人員從該路口經(jīng)過，西側(cè)有市醫(yī)科大學(xué)中心校區(qū)，北側(cè)是多處老舊小區(qū)聚集地，該路口流量較大，非機(jī)動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車、行人交織，路口通行情況十分復(fù)雜，交通擁堵排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)、剮蹭事故多發(fā)。為解決這個(gè)路口復(fù)雜的交通問題，市公安局交警支隊(duì)針對(duì)不同時(shí)期交通運(yùn)行特點(diǎn)，組織開展道路交通秩序整治和專項(xiàng)交通安全治理行動(dòng)，尤其強(qiáng)化堵點(diǎn)亂點(diǎn)的整治、隱患點(diǎn)位的排查治理以及路口信號(hào)控制和交通組織的優(yōu)化治理。但由于該路口受到居民出行、醫(yī)院就醫(yī)、中心商圈多重影響，工作人員往往只能憑借經(jīng)驗(yàn)來研判和治理，在人力資源有限的情況下，無法精準(zhǔn)掌握路口運(yùn)行態(tài)勢(shì)，無法科學(xué)合理地發(fā)現(xiàn)問題并開展有針對(duì)性的交通治理工作，也無法應(yīng)對(duì)愈加復(fù)雜多變的路口交通問題。

為了徹底解決這一難題，在該路口開展全息路口建設(shè)，通過精確到車道的進(jìn)口流量、轉(zhuǎn)向流量、潮汐流量、停車次數(shù)、延誤時(shí)間等數(shù)據(jù)，對(duì)路口的交通信號(hào)配時(shí)、路口飽和度、交通組織和道路安全等方面進(jìn)行評(píng)估，全方位、立體化、數(shù)字化地為交通精細(xì)化治理提供數(shù)據(jù)支撐。

全息路口系統(tǒng)使用以來，該路口經(jīng)過了3次交通配時(shí)調(diào)整、1次車道調(diào)整，高峰期車輛通過路口的平均延誤時(shí)間下降了70%，剮蹭事故下降了85%，充分實(shí)現(xiàn)了路暢、民安的交通出行目標(biāo)。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)時(shí)代讓人們需要的任何數(shù)據(jù)和場(chǎng)景都會(huì)通過數(shù)據(jù)的方式展現(xiàn)，讓人們能夠以更細(xì)化的方式感受數(shù)據(jù)、更全面的維度理解數(shù)據(jù)、更完美的形態(tài)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。交通出行關(guān)系到每個(gè)人的生活，相信全息路口會(huì)在將來的交通管理中發(fā)揮更強(qiáng)大的作用，通過融入數(shù)字城市改變?nèi)藗兾磥淼某鲂小?/p>