兆边科技发布混合交通流环境下智慧管控系统（MICS）解决方案

随着我国经济与社会的快速发展,交通进入了高速机动化的时代,由此产生的土地利用、资源消耗与环境污染、交通阻塞、事故等诸多城市与交通病也不断加剧。交通拥挤、能源危机和环境污染等已经成为备受关注的热点问题,并带来了巨大的损失。最近的研究表明,美国每年因交通拥挤造成的燃油和时间浪费就超过720亿美元,而我国15座城市因交通拥堵每天损失近10亿。为解决上述问题,我国交通建设正在经历从粗放型建设向精细化管控的转型升级。然而,由于时变交通状态感知困难以及对交通流控制手段的制约,现实中的交通管控效果尚难以达到期望的水平。

车路协同和自动驾驶技术的发展为交通管控带来了新的机遇与挑战,为道路管控系统的全面升级提供了契机。一方面,车路协同技术可以实现车辆的轨迹级智能感知,使交通管理者更为全面、精细、准确地动态把握交通状态、实时优化管控策略成为可能。另一方面,自动驾驶技术可以进一步提升管控精度,提供个体级管控手段,弥补传统单一的对交通流控制的短板。

然而,当前智慧交通领域的建设热点是“新一代的感知技术”,“新一代的通信技术”和“自动驾驶技术”,相当于具备了状态感知手段、指令下达手段以及指令执行手段,但缺乏指令制定手段,无法产生实际效益,进而导致智慧交通推广困难。在此背景下,如何借助车路协同技术和自动驾驶技术的优势,对道路交通管控系统实现低成本升级,提升现有管控产品效果,进而让车路协同和自动驾驶技术产生实际效益,是当前交通管控设备市场的主要痛点。

与此同时,随着全国各地的智能汽车与智慧交通测试区、示范区和先导区的建成以及各地法律法规的探索,由网联车、网联自动驾驶车、传统交通参与者构成的新型混合交通流已然成为现实。如何面向混合交通流,借助车路协同和自动驾驶技术带来的管控改善契机,进行我国交通管控系统的升级,即是当前交通管理者面临的主要问题,也是进行智慧交通系统推广、促进智慧交通产业成熟的关键推动力。

(1)混合交通流环境下智慧管控系统

近日,兆边(上海)科技有限公司在2021上海国际交通工程、智能交通技术与设施展览会以及20201年世界交通大会两大交通领域国际性会议上同时发布了首个可以同时服务于所有类型车辆的混合交通流环境下智慧管控系统Mixed-traffic Intelligent Control System (MICS),利用精准的感知技术获取全路段交通情况感知和车辆信息,再通过“云-边-端”进行路径调整、协同优化以及微观指令下达,为网联自动驾驶车辆指定最优路径和参考轨迹,为网联车辆下发建议路径、建议车速,与此同时通过优化传统管控设备对普通车辆进行管控。

整个系统以云平台-边缘计算设备(MEC)-终端设备为整体架构,串联传统管控系统、新建感知系统以及新建智能网联系统。感知设备和车辆终端向MEC报告感知信息。MEC 进行全段交通状况感知并将结果报告给云平台。云平台将制定宏观层面的控制决策,并与 MEC 协同制定微观场景下的控制指令,最终下发给管控设备和车载终端。

交通管控边缘计算设备是系统的核心,连接三大系统,分别是以信号灯和可变情报板为主的管理控制系统,以路侧通信模块和车载通信模块为主的智能网联系统,以电警、摄像头和雷达为主的数据赋能系统。边缘计算设备的功能模块支持110个以上的应用,支持L4级自动驾驶,其中包括感知数据应用(20+)、广播类应用(40+)、辅助单车智能应用(15+)、路基管控类应用(8+)、应用救援类应用(6+)。

系统可进行模块化设计和插件化设计,重在应用、方便拓展和易于迁移,立足管控,联动各环节,构建面向高速和城市道路的混合交通流的实用的智慧交通系统。可以对高速、城市交通运行效果进行系统性改善。

(2)MICS赋能高速

当前高速系统面临着恶劣天气、事故多发、特殊路段管控三大问题,然而车路协同应用仅服务于网联车辆,未考虑特殊需求,缺乏有效的管控应用,难以解决以上三大问题。为此,MICS以全天候通行,全路段管控,全对象服务为目标,实现高速系统的优化,其中具体包括六大亮点。

(1) 网联车安全防护

主要功能是将普通车信息发送给网联车,实时发送警示信息和策略,将智能网联车之间的主动安全应用拓展到智能网联车和其他所有车之间。

(2) 全天候通行保障

利用可变信息板与智能道钉,通过道路轮廓强化以及车速、车道限制警示灯手段提升恶劣天气驾驶安全性和道路封闭阈值。

(3) 桥隧区主动保护

为车辆提供隧道内部拥堵信息,引导交通流平滑过渡,降低事故风险;为车辆提供隧道内事故信息,引导变道和交通流平滑过渡,降低二次事故风险。

(4) 货运车节油编队

货车车辆以车队的形式行进,可降低后车燃油消耗20%,为此需要解决货运编队的路径规划问题,进行货车编队与常规车辆在不同场景下的混行处理。

(5) 混合流车道管控

主要功能是四个方面,一是保持稳态交通流,对道路实时交通流状态和事故风险进行把控,在检测到非稳态风险时,通过可变信息板及道钉控制车速和变道,“粒流协同”控制网联车,引导混合流进行稳态保持或恢复;二是瓶颈点疏解,在瓶颈点通过可变信息板及道钉向上流溯源,引导交通流平稳过渡,促使交通流平滑迅速通过瓶颈点。

(6) 分合流安全保护

在分流区向上游溯源进行分级限速管控,引导交通流平稳过渡,促使交通流平滑迅速通过分流区,降低事故风险;此外,在合流区通过信号灯或智能网联手段向车辆发送汇入引导。

(3)MICS赋能城市

城市交通管控系统存在数据不完备、信控水平低和多方式竞争等问题,当前的车路协同应用仅服务网联车、缺乏数据融合和缺乏个体管控,因此同样难以解决城市系统面临的三大现实问题。MICS以多层次覆盖,多数据集成和多方式协同的方式赋能城市系统,具体有五大亮点。

(1)基础功能再升级

基础功能再升级是将普通车、行人信息发送给网联车,实时发送警示信息和策略,将仅能应用于网联车的应用推广至所有交通参与者。

(2)交叉口控制优化

交通管控的发展史就是交通感知的发展史,无感知手段时代采用定时控制,感应线圈感知手段时代采用自适应控制,视频感知时代采用IDPS系统控制。如今,智能网联车提供的轨迹数据进一步丰富了感知手段,此外,网联自动驾驶车辆又提供了个体级管控手段,一次新的信号控制升级势在必行。MICS系统可利用网联车数据和网联自动驾驶车辆个体管控能力进行车-灯协同优化,包括单点及网络优化。

(3)交叉口信控评价

深度剖析信控层面根本问题,构建问题导向型评价诊断体系,多源数据驱动,剖析问题致因,指明提升方向,与交叉口控制优化功能形成优化-评价闭环。

(4)多模式协同优化

构建了包括公交专用道动态管控、“多申请”公交信号优化、公交驻站与信号协同优化、“双准则”公交信号优先、动态出行服务在内的公交优先技术体系,在公交优先的同时避免对社会车辆的影响,实现对需求的动态响应。

(5)个体级控制优化

将对“流”的控制转化为对“个体”的控制,实现无信号控制;协同优化交叉口时间与空间资源利用率。

(4)MICS的优势所在

在当前市场中,MICS实现对现有交通管控路侧设施的全面智能化、网联化升级,具备两大核心优势:

一是以多源融合的网联车信息为基础,兼容已有的检测器等其他交通感知信息,丰富现有管控产品功能,提升现有管控产品效果,道路交通管控系统实现低成本升级,使得智慧交通可以服务所有交通参与者,创造实际应用价值;

二是适应新型车辆的发展,可为网联自动驾驶车辆、网联车辆和普通车辆提供服务。

(5)写在最后

MICS系统融合了云平台、边缘计算设备和终端设备,联动管理控制平台、智能网联平台和数据赋能平台,面向高速和城市道路为网联自动驾驶车辆、网联车辆和普通车辆提供服务,构建了实用的新型混合交通流环境下智慧管控系统,产生实际应用价值,促进智慧交通推广,进而为“新基建”和“交通强国”国家战略做出贡献。目前MICS已在上海安亭等地落地应用,未来可期。

(新媒体责编：syhz0808)