• 大隱隱于市——盤點“最嚴交規”下的交通信號控制市場

    2013-08-12 15:54:44 來源:智能交通管理雜志 作者:董海龍 廖海波 何麗男 評論:
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    這是2013年以來,我們所組織的城市智能交通產品和技術專題中,參與企業最多的一次,也是內容最為豐富的一次。可以說國內所有主流的交通信號控制企業,我們都有邀請,西門子、海信、泰爾文特、萊斯、三水京安、南昌金科、連云港杰瑞、浙大中控等等,而回復情況也讓我們倍感欣慰。


      對信號控制的相關研究應該是整個交通管理領域最多的,交通控制專業的學生,非交通專業的交通組織愛好者,科研院所的教授專家,規劃研究院所的規劃人員,都能從路口到區域的交通信號說出個子丑寅卯,免紅綠燈的路口通行方案在網上一搜一把。正是因為交通信號控制的可見性、大眾參與度最高,也因此是交通領域最受關注和非議的對象,對配時不滿,對設置位置不滿,對倒計時不滿,對綠波帶不滿,對信號優先不滿,各種不滿。


      當然我們的專題并不是要針對某一個信號控制的應用問題進行討論,而是對這個領域的發展應用狀況做一個分析。


      交通信號控制作為交通管理最基礎、最核心的管理手段,得到的重視卻遠遠不夠,在建設和維護上,遠遠不及道路監控的投入。直到最嚴交規的實施,倒逼全國范圍內各地排查和升級維護信號控制系統,交通信號控制的維護升級開始進行公開招標,公司化運營維護成為皆大歡喜的一種市場現象。


      信號控制領域相關的標準,基本上每隔幾年都會修正,這也說明這個領域的需求在不斷變化,其技術應用也在不斷的發生變化,實際需求和標準的沖突,只能是以標準的修正而告終。


      需求帶來新技術的應用,或者原有技術的進步,這是智能交通技術發展的典型特征。信號控制,也不例外。


      本期嘉賓:


      邱保國:連云港杰瑞電子有限公司副總經理


      殷之雄:西門子城市與基礎設施業務領域交通與物流集團智能交通部總經理


      徐震輝:浙江浙大中控信息技術有限公司城市交通事業部總經理


      汪德生:南京萊斯信息技術股份有限公司副總經理


      李撫生:南昌金科交通科技有限公司常務副總經理


    曹銘偉:廣東京安交通科技有限公司技術部經理


      陳曉明:青島海信網絡科技股份有限公司產品經理

     王友:泰爾文特布魯盾高新技術(北京)有限公司產品經理

    徐震輝:中控于2003年自主研發了第一套信號軟硬件系統并投入應用,在實踐中不斷升級完善后臺算法和產品功能,系統結合國內混合交通特點,已經形成以集中協調式控制機為主的智能交通信號控制系統。

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    注:非經允許,請勿轉載。

    王友:泰爾文特現在運用的是ITACA區域自適應交通信號控制系統,是由公司研發部門自主研發的,該系統已經在國內外若干個大中城市應用了多年。另外,泰爾文特公司現已經并入施耐德電氣集團,成為其智能基礎設施部門的一部分。

      標準的功與過

    智能交通管理:2008年1月,《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》頒布實施,5年多以來,您認為該標準的頒布實施對于國內交通信號控制企業的自主研發以及國產信號控制系統在國內市場的應用,起到了哪些作用?

    李撫生:在國家標準GB/T20999-2007《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》頒布實施以前,我國的信號控制系統無統一的數據交換及處理標準,各生產廠家之間的信號控制系統之間無法進行通信,各自為政,老死不相往來!一個城市一旦使用了某一家信號控制系統產品,其它廠家就無法進入。2008年GB/T20999-2007《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》的頒布實施,對提高交通信號控制系統的兼容性有積極作用,各生產廠家均遵循該標準開發生產交通信號控制系統產品,避免了各生產廠家盲目的、無序的研發工作和重復的投資,同時也極大地保護了用戶,拓寬了用戶采購信號機時的選擇范圍,一個地方(城市)可以使用多家的信號控制產品,這些產品均能在GB/T20999-2007《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》的基礎上實現無縫的對接,不但減少或避免了城市建設的重復投資,同時提高了信號控制系統的先進性和控制效率,推動了城市智能交通的發展,為城市的可持續發展做出了貢獻,也為我國智能交通的發展奠定了良好的基礎。

    但是,GB/T20999-2007《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》的指導意義卻不是很理想。

    邱保國:標準頒布5年來,應該說對規范國內交通信號控制系統及設備發揮了重要作用,各生產廠家有法可依了,便于系統的互聯互通,信息共享。但是有兩個方面需要加強:一是標準的推廣和強制性不夠,導致執行不到位;二是對國外系統和產品,需要提出準入要求,就是要符合該標準才能在中國市場推廣,只有這樣,標準頒布才能夠真正發揮作用,達到規范中國市場和技術的目的。

    要做到以上二條,需要強制對該通信協議進行檢測。如果檢測和推廣沒有實質性進展,標準的作用將非常有限,目前,交通信號控制系統主要還是采用各廠家自定義的私有協議,協議的格式迥異,通用性不強、兼容性差。客戶在進行系統建設和信號機選擇時,只能選擇原有設備廠商或另建一套系統,這樣就造成業主對原有設備提供商的依賴,"被設備供應商綁架",不利于公平競爭和產業的發展,最終是對用戶不利。

    此標準的頒布,至少有以下幾點作用:

    (1)在進行信號控制系統建設時,有利于不同廠家信號機的整合,也給了別的廠商共同參與競爭的機會,避免壟斷的形成,對信號控制系統和信號機的發展起到了積極作用;

    (2)可以實現信號機和信號控制系統的分離;

    (3)降低生產廠家的研發成本,集中精力實現一套通訊協議就行,不需實現對多家通訊協議的兼容。

    南京萊斯:此標準的頒布及實施,促成了國內很多交通信號控制企業自主研發的產品和國產信號控制系統通信協議的高度統一,在系統擴容時可以選擇不同的信號控制設備,不再過分依賴原有廠商的限制,對于信號控制企業來說也形成了一個公平競爭的市場環境,交通行業各系統之間也有了一個信息互通、共享的良好環境,避免信息孤島的形成。

    徐震輝:城市交通信號控制系統是現代城市交通控制的主要手段,也是整個智能交通系統產業中的基礎和核心平臺。最初我國引進的城市交通信號控制系統基本上都是國外產品,自上世紀七十年代,國內的企業開始陸續自主研發生產信號機產品。但是由于歷史遺留原因,在這些系統中,交通信號控制機和上位機間的通信協議都是專用協議,對外不開放,其它廠商很難在系統擴容和更新中獲得參與競爭的機會。

    該協議的頒布填補了國內信號機產品在通用的通信協議方面的空白,標準的實施與推廣可使各個廠家遵循統一的通信協議標準自主開發信號控制產品,也為交通控制系統的后續升級及維護提供方便。

    王友:該標準給出了不同廠家的信號機控制中心系統和現場設備互聯互通的一個方向,但是由于該標準的一些問題,該標準未能在實際項目中真正使用。目前該標準正在處于修訂過程中。

    西門子:我們非常認可中國建立一套自己獨立的數據通信協議規范,此規范的出臺,對為中國交通信號控制系統標準化邁出了堅實的第一步,同時也對中國信號機產業從設計到生產的整個產業標準化做出了貢獻。

    智能交通管理:您認為《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》標準,有哪些需要補充完善的地方?

    曹銘偉:《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》標準在應用層消息定義中仍關注的是以參數幀代碼為基礎的機器會話方式,與應用程序的聯系較差,沒有體現應用層定義的優勢。交通信號控制系統系統與其他ITS系統之間系統層面的通信標準、通信協議尚未制定,現有的各系統都使用廠家私有的通信協議。隨著公安交通管理信息技術的深化應用和發展,對各類交通信息的采集分析、集成應用的要求越來越高,交通信號控制系統作為公安集成指揮平臺重要的子系統,在城市交通管理現代化建設中倍受關注,如何與交通信號控制系統進行數據交換成為急需解決的問題。

    南京萊斯:有以下幾點需要完善:建議增加交通信號控制機運行狀態改變上傳的數據通信協議;建議增加標準的術語和定義描述;建議修改標準描述前后不一致現象、錯誤描述。

    標準與GA/T509-2004《城市交通信號控制系統術語》、GB25280-2010《道路交通信號控制機》、GB14886-2006《道路交通信號燈設置與安裝規范》部分術語定義不相同,建議統一。

    邱保國:沒有統一的檢測標準,不同廠家都聲稱自己采用了此國標,但在實際應用時,還是無法兼容;協議部分報文的定義存在歧義和錯誤,不同廠家的理解不同,造成無法兼容;該標準在網絡層的某些定義不夠明確,在應用層方面定義限制較大,不易擴展;國家沒有強制推行,造成生產廠家的積極性不足。

    李撫生:關于《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》標準,在其數據通信協議結構中,物理層接口部分是否可考慮增加國際標準的工業級現場總線CAN-BUS支持。這有利于增加整體系統的可靠性、實時性,利于數據通信協議結構中應用層消息機制的簡化。

    考慮交通信號控制機功能在不斷增加完善,標準中附錄C關于應用層消息的格式與內容部分,對于一些項目的取值范圍存在限制過于死板,這不利于交通信號控制機的功能發展。

    另外,對交通信號控制系統的實施時的基本參數設置、自動化控制、干預控制等功能進行優化設置的軟件系統還缺乏對應的標準,使交通信號控制系統在功能的實現上不清晰。這方面的標準應該在基本參數設置、干預控制和自適應優化控制等功能上做出基本規定。

    王友:幾個方面可能需要完善一下:相位數最多為16且無法擴展;信號機運行方案號和降級方案號的不一致性導致不同廠家系統無法互連互通;同步無法正確實現;根據該標準無法有效判斷通信錯誤;另外:多個名詞定義不清或者缺乏定義。

    西門子:希望在現有《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》標準的基礎上,能夠充分吸收國際上各個地區先進交通信號控制系統的優勢優點,尤其在實時自適應控制方面借鑒成熟模型的理念和方法,從而在制定下一階段標準的同時,能夠更多地調查不同廠商的優點,廣泛地征求意見,充分采納更多先進交通信號控制系統的功能特點,我們期待著新標準的出臺能夠帶來更大開放性和更多機會。

    邱保國:杰瑞電子現在主要采用自主研發的JR-UTC-MATHS系統,信號系統與信號機間的通訊協議支持國標GB/T20999-2207。JR-UTC-MATHS系統是杰瑞第三代"自適應交通信號控制系統",是在杰瑞第二代交通信號控制平臺基礎上,采用MATHS交通控制模型構建的"實時、自適應交通信號周期、綠信比、相位差和相序優化系統"。JR-UTC-MATHS系統從體系結構上可分為三個子系統:中心子系統、通訊子系統和路口子系統,軟件系統由UTC平臺軟件、MATHS優化軟件、MATHS仿真軟件、數據通訊服務軟件、信號機內置軟件和信號機調試軟件組成

    把雞蛋放一個籃子里?

    智能交通管理:就您看來,一個城市使用一個信號控制系統,與一個城市采用兩個及以上控制系統,這兩種情況,各有哪些優劣勢?這對于信號控制系統企業而言,又有哪些利弊?

    李撫生:首先需要說明的是:國內外的信號控制系統所采用的控制策略、算法均不相同,各有優劣,實際的交通控制效果也存在不小的差異。

    一個城市僅使用一個信號控制系統,對城市的交通管理及交通規劃具有絕對好處,能徹底地規避不同信號控制系統的兼容性問題,在避免城市建設的重復投資、提高信號控制系統的先進性和控制效率、推動城市智能交通的發展具有很好的作用,但信號控制系統在定型選擇時困難大,基本都會選擇功能全面價格昂貴的信號控制系統,這必將加大信號控制系統建設投資的盲目性,使信號控制系統建設投資的效益大打折扣。另外,一旦選定了一個信號控制系統,被選定信號控制系統的缺點可能影響城市交通的管理甚至交通發展的規劃。同時限制了信號控制系統企業競爭發展的市場和空間。

    目前,全國大、中城市均根據不同區域的實際交通狀況及城市和交通發展的規劃分別采用兩個或兩個以上的控制系統,符合我國城市交通信號控制系統多模式化、智能化、集成化、分布式、通用化和模塊化的發展方向,也為所有的信號控制系統企業提供一個更加廣闊、公平的良性市場競爭環境;而處于城市化前沿的小型或縣級城市使用一個信號控制系統,可以提高有限的建設資金投資的目標性,促進城市化的進程和交通建設的發展。

    但是,目前我國城市使用的交通控制系統存在多種類型,盡管GB/T20999-2007《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》實施5年多,由于實施力度的缺失導致不同類型的控制系統之間還不能很好地進行協同工作,如不同類型的系統之間無法進行協調控制、前端的控制機與后臺系統無法兼容等問題,特別是國外進口的信號控制系統使用自家獨有的通訊協議,大大地制約了城市交通控制系統發展。不過,隨著交通信號系統的開放性不斷增強、軟件靈活性不斷增加、硬件產品的可靠性不斷提高,標準化和智能化水平的不斷提升,此種情況會逐步得到改善。

    另外,我國城市交通控制管理部門在交通信號系統的建設的理念上普遍存在求新、求洋、求大、求全的誤區,對實際應用效果不重視,缺乏對交通信號控制系統總體、長遠的發展規劃,更沒有制訂市場準入規則,導致眾多已經建設的系統實際運行效果與資金投入不相匹配及國內的信號控制系統市場"八國聯軍"盛行、產品魚龍混雜的現狀。

    西門子:一個城市采用幾個信號控制系統并不重要,只要遵循在一個標準框架體系里,就能達到最大優化控制效果。優秀的標準框架體系可以最大化用戶收益,一個更開放、更先進的框架體系有益于交通信號控制系統的整合。

    建立一個開放、先進的框架體系,這其中的過渡過程需要時間,但最終建成一個完善、統一的標準肯定會為信號控制廠商帶來更多的機會。

    徐震輝:信號控制的智能化改造升級過程中,由于項目建設計劃和工程實施進度等因素影響,難免會在一個時期內出現同一城市、甚至同一條道路上使用兩個或兩個以上的信號控制系統,這也對交通信號控制系統企業的標準化和兼容性提出了更高的要求。

    信號控制系統越多,在管理上更為困難,需要投入更多的人力財力進行管控,使各個系統兼容、穩定地發揮自身的控制功能。但另一方面對于各個企業來說也是一種動力,一方面加強標準化和兼容性,實現跨平臺、跨系統的統一協調;另一方面各系統之間優勢互補,不斷更新產品功能,使之更符合業主的需求。

    而城市中采用統一的信號控制系統有利于所有路口信號機的整合和統一控制,方便進行集中協調控制,且便于統一維護和后期管理;但另一方面,如果企業的信號控制系統兼容性不夠,對其他企業的信號控制系統進入市場也會產生技術壁壘。

    邱保國:個人建議采用2-3個控制系統為好。一個城市采用一種信號控制系統,雖然有利于系統的統一,方便維護,使用起來也很方便,但會對設備廠商造成過分依賴,形成不了競爭;采用兩種信號控制系統,可以對兩種系統進行優劣對比,競爭的同時可以推動信號控制系統的技術水平提高。

    對信號控制系統企業來說,如果某城市可以允許建立兩套或多套控制系統,那么就可以在該城市推廣自己的信號機及信號系統,有利于新市場的開拓;相對應的,也會承擔失去某些市場的風險。當然,無論如何,只要企業的產品和系統具有足夠的競爭力,并且各個設備提供商采用公開協議或將協議公開,允許采用多套系統還是利大于弊的。設備和系統壟斷受損失不僅是設備提供商,最終受損的是使用方,會阻礙整個產業的技術進步和革新。

    曹銘偉:一個城市使用一個信號控制系統,優點是能對系統控制的設備進行統一管理和維護;缺點是受系統提供商壟斷,只能由單一廠家提供產品;

    多個交通信號控制系統,優點是鼓勵競爭,打破壟斷、降低造價,提高效益;缺點是由于系統之間缺乏數據交換和共享,各系統控制區域之間的協同控制無法形成,同時也給管理和維護帶來困難。

    對于信號控制系統企業而言,一個城市使用一個信號控制系統,系統提供商能牢牢的抓住了這個市場,其他控制器提供商很難再進入這個市場,容易形成市場的壟斷。

    王友:一個城市使用一個信號控制系統便于用戶維護和管理,使用兩個及以上的信號控制系統維護和管理相對復雜,但是有利于信號控制系統在相互競爭中取長補短,滿足系統的持續完善和升級。

    南京萊斯:對于一個城市而言,使用一個信號控制系統,可以對整個城市在宏觀控制上統一管理、維護,能夠將信號控制系統的區域協調控制功能發揮到極致;但如果采用多個信號控制系統,各系統協調間存在問題,并且每個系統的控制策略、優化算法也存在差異。

    由于信號控制系統企業的技術水平參差不齊,如果一個城市采用多個信號系統可能會帶來惡性競爭。

    陳曉明:一個城市使用兩種及以上信號控制系統,在交通控制層面,不能很好的對整個城市的交通組織加以整體的控制與協調,特別是不同通信協議的信號控制系統,同時多個系統之間的互聯互通也是個比較難協調的問題。

    表一:近兩年各類型信號機市場占比情況

    企業集中協調式感應式多時段定時式

    萊斯95%5%

    金科19%081%

    杰瑞60%20%20%

    海信100%0

    三水京安35%20%45%

    泰爾文特布魯頓比例最大其次最少

    集中協調式--未來的方向


      殷之雄:西門子目前在中國銷售UTCSCOOT城市交通信號控制系統和ST800交通信號控制器。西門子城市交通信號控制系統利用最新版本SCOOT自適應交通控制軟件,已經在全球一百多座城鎮和城市得到應用驗證,可顯著減輕擁堵程度并可最大限度地提高道路網絡的效率。最新發布的西門子城市交通信號控制系統將經過驗證的SCOOT自適應交通控制系統與西門子先進的用戶界面的增強功能進行組合,通過一臺PC機便可完成所有操作。西門子久經驗證的UTCSCOOT軟件與MicrosoftWindows操作系統相結合,可提供靈活的解決方案,從小城鎮到最大的都市群,可滿足任何服務供應商的需要。由西門子引入的PCSCOOT可在所有類型的交通管理和控制系統中實現低成本高效益的系統集成和硬件通用性。這樣又可降低維護需求量,并為實施各類交通控制解決方案創造更多機遇。最新版本的UTCSCOOT系統將在不久的將來引入中國市場。

    智能交通管理:《道路交通信號控制機》于2011年5月實施,這一標準實施以來,對市場和應用方面有哪些影響?

    南京萊斯:這個標準實施以來,對于各個企業在市場競爭中有了一個公平的環境,減小了信號控制機生產企業間的技術壁壘,反過來講也促進了此標準更好的、更主動的在信號控制機生產企業內部的推廣和實施;信號機在設計、研發中促進了企業間使用統一的術語,統一的參數設置等,使用者也能在統一的理解上對信號機進行設定,大大降低了使用者的工作壓力,從而能夠更好的使用好信號控制機。

    李撫生:GB25280-2011《道路交通信號控制機》的實施,規范了市場和應用方交通信號系統招標采購的準入規則,都要求具備GB25280-2011《道路交通信號控制機》的檢測報告,屏蔽了質量低、不規范的信號控制系統企業,保護了規范性好、技術質量較高的信號控制系統企業及市場和應用方的利益,避免了企業的惡性競爭,提高了我國現有信號控制系統的性能及質量,促進了我國道路交通控制的水平及智能交通的發展。

    另外,對國內信號控制系統企業的產品功能完善和性能提高起到了極大地促進作用,為剛進入此行業的企業提供了產品研發、定型和實驗的依據,避免了企業研發和生產的盲目性,促進了行業的健康發展。

    邱保國:該標準是對GA47-2002標準的一些補充和完善,最主要在保證道路安全通行方面進行了補充。市場上目前主流信號機均逐漸開始基于該標準開發,很多項目招標也對是否符合此標準有了硬性規定。

    這幾年的集中協調式信號機市場需求明顯增多,占據了城市市區主要路口,定時式信號機一般會安裝在或移至市區周邊較偏遠路口。

    陳曉明:從近兩年市場來看,新標準的實施對信號機的功能及性能的要求越來越完善,促進了信號機產品的前進,也推進了信號機穩定性的提高。目前交管部門主要還是傾向使用智能化程度高,功能豐富的信號機產品,對集中協調式信號機的需求也越來越強烈,是信號控制的主流方向。

    曹銘偉:GB25280-2010標準實施以來一般的用戶都要求具備GB25280-2010的檢測報告,因此屏蔽了質量低、不規范的信號機廠家,保護了規范性好、技術質量較高的廠家,也保護了應用方的利益,避免了采購低端產品。

    目前市場需求已經逐步從單點固定配時控制到集中協調式控制,從單個路口的紅綠燈控制到整個城市交通的智能控制。逐步建立起了具有中國特色的、適應中國國情的智能交通綜合控制系統。

    西門子:《道路交通信號控制機》標準的實施,進一步規范了信號控制器市場的技術規范趨勢。由于中國各城市道路承受的交通量正在以超出道路網絡承受能力的速度不斷攀升,交通擁堵已成為各城市所面臨的迫在眉睫的問題。定周期單點信號控制器已不能滿足主城區域交通擁堵地段的控制需求,逐漸將被中心協調的自適應系統所取代。

    徐震輝:《道路交通信號控制機(GB25280-2010)》標準是結合《道路交通信號控制機(GA47-2002)》在執行過程中的新情況新問題,以及相關用戶、生產企業提出的建議、意見,在原標準的基礎上進行的修改、調整和細化,同時也增加了一些新的功能和相應的規范要求。從整體上看,我國信號機產品制造和研發水平再次得到了明顯提高,對道路交通控制產品的發展起到了積極的引導作用。

    中控信息在多時段定時式、感應式信號機的基礎上,產品已全面升級為集中協調式信號機,并根據市場的需求,研發出區域自適應協調控制、雙向綠波控制、單點自適應控制等信號控制核心算法,產品向著智能化、專業化的方向發展。

    智能交通管理:交通信號單點實時自適應控制,是目前主要交通信號的智能化方向,請問貴司在這領域的進展如何?如何評價這一技術的實際應用效果?

    李撫生:單點實時自適應控制功能,是非多時段定時式信號機標配的功能,主要通過在路口合理地設置車輛檢測器,使信號機實時檢測路口的交通狀況(車流量、車速、排隊長度等),實現信號機實時的調節交通信號的綠信比或調用更合理的預先設定方案運行,使信號機對路口交通的控制自動適應路口的交通狀況。

    實時自適應控制功能中的車輛檢測技術包括磁頻檢測和視頻檢測兩大類。

    磁頻檢測包括:線圈檢測、微波雷達檢測和地磁檢測等,其中線圈檢測是目前使用最廣泛的檢測方式,具有檢測率高、性能穩定的優點,但也成在破壞路面、可維護性差的缺點。

    視頻檢測是基于計算機視覺和圖像處理技術的交通信息檢測技術,它能夠獲取實時的、豐富多樣的(如車流量、車速、車型、車輛顏色、主/副駕人員正面圖像等)、動態的交通信息,檢測信息具有優異的可記錄性及處理性,具有非接觸、可一次檢測多參數、檢測范圍大、使用靈活的特點和智能化、立體化、網絡化、集成化的發展趨勢,但是,視頻檢測目前也成在很多的缺點,如檢測算法的速度低、準確度不高、環境適應性不好、圖像處理的實時性和有效性不理想等。可以預言,視頻檢測技術將會是21世紀智能交通系統的主流交通檢測技術之一。

    在單點實時自適應控制這一技術的實際應用效果的評價方面,目前國內還沒有比較明確的控制效果評價方法。常用指標為各交叉口的有效綠信比及停車次數,但這種評價指標不能準確反映自適應控制的效果。國外通常是采用包括延誤、停車次數、油耗等多因素的綜合指標。由于我國目前大多數城市交通調查資料有限,進行這種綜合評價有一定的困難,而且對于我國大多數城市而言,也沒有必要進行如此多方面的評價。而對延誤進行專門的評價只需要了解自適應控制系統內各交叉口的交通量和配時數據,同時,延誤評價也能在很大程度上反映整個自適應控制系統的綜合效益。

    邱保國:杰瑞電子5年之前已在信號機中加入了自主研發的單點自適應控制算法,已在多個城市使用,取得了較好的控制效果,得到了用戶的好評。單點自適應控制可通過學習歷史流量來進行趨勢預測,同時根據實時流量來進行動態調整,優化交叉口放行方案,可使車流量未達到飽和的路口通行效率提高20%以上。但隨著近兩年集中協調式信號機的需求增多,各個城市的信號機均已實現聯網,區域自適應協調控制才是以后的主要發展方向,單點自適應控制可作為區域自適應協調控制的一種降級方案。

    陳曉明:海信的單點實時自適應控制,隨著這些年根據國內交通的發展,也在逐步調整,目前可實時根據交通數據進行智能調整,可自適應高峰、平峰、低峰各個時段,在低峰時減少綠燈時間,減少空放,平峰時充分利用路口每個方向的綠燈時間,不空放不少放壓車,高峰時保證路口各個方向的通行能力放行,并加入了對路口擁堵情形的處理。

    曹銘偉:三水京安從2002年就開始研究并實施單點實時自適應控制,根據不同城市和不同路口形式,相繼開發了基于綠時有效利用率的感應控制、基于模糊控制和綠時有效利用率的全感應控制、具有相序優化功能的全感應控制等幾種改進的感應控制算法,并且在實際路口得到很好的應用。

    王友:單點實時自適應控制,主要針對比較孤立、偏遠或者不易建立中心通信的交叉路口,對于單個獨立路口來說,該種控制方式效果比較明顯。泰爾文特布魯頓的RMY系列信號機具備"微控模式",微控模式其實就是一種單點實時自適應控制,需要設置路口本地的車輛檢測器來共同實現。

    徐震輝:隨著計算機技術和其他信息技術的發展,城市交通信號控制技術也得到了相應的發展,經歷了從單點控制到線控、再到面控,從定時控制到感應控制,再到自適應控制,從無檢測器到有檢測器的發展過程。

    隨著技術和市場的發展,中控信息也成功研發了單點、干線、區域在內的一整套基于流量的實時自適應優化控制算法,系統支持線圈、視頻、地磁等多種檢測方式,目前已在多個城市實現了試點應用。自適應控制算法的推廣一方面提高了信號控制方案響應路口流量變化的實時性,減少了無謂的紅燈等待時間和綠燈空放時間;另一方面由于系統基于流量數據進行實時計算生成方案,對檢測設備、倒計時等配套設備的可靠性和靈活性提出了更高的要求。

    南京萊斯:單點實時自適應控制是信號控制系統一個基本控制功能,目前萊斯的信號控制系統的智能化方向是實現點、線、面的實時自適應協調控制以及公交優先與協調的智能控制。

    點、線、面自適應協調控制為萊斯公司信號控制系統的特色,已在全國范圍內有很多成功案例,控制效果均得到了用戶的一致肯定;萊斯公司正在開發公交優先與協調的協同智能控制。

    德生:我們從上個世紀八十年代開始了城市交通信號控制系統和路口交通信號控制機的研發,并于九十年代初投放市場,系統基于中國城市混合交通,同時吸收了SCOOT和SCATS兩大系統的產品優點。獲得了國家重大科技攻關成果獎、公安部科技進步一等獎和國家科技進步二、三等獎。

    綠波,不是靈丹妙藥

    智能交通管理:近年來,有不少城市開始實行綠波控制,請問貴司是否具備綠波的實施能力。如何看待綠波在提供道路通行能力上作用?就您看來,實施綠波應滿足哪些交通條件才能實施?

    李撫生:金科所有信號機(包括多時段定時式信號機)均具有無線纜線協調控制(綠波帶)功能,在全國二十多個縣市成功設置有無線纜線協調控制(綠波帶)。

    無線纜線協調控制(綠波帶)在提高道路通行能力上的作用是毋庸置疑的,但要最有效地應用綠波帶技術,必須認真考慮以下六個問題:

    第一:由于綠波帶對綠波帶方向車輛具有最佳通行效果,所以最有效的應用路況應是單行道;

    第二:若在主干道上采用綠波帶控制技術,應合理考慮車速及配時方案,盡量創造條件形成雙向綠波帶通行,最大限度提高綠波帶的帶寬以車輛流通量。

    第三:在主干道上采用綠波帶時就要注意流量的均衡性問題和大流量方向及產生時間的問題。如隨著集中居民區和衛星城的建設,在連接這些區域與中心城區道路上采用綠波帶控制時就要控制綠波帶方向,早晨從集中居民區和衛星城到中心城區應為綠波帶方向,而下午從中心城區到集中居民區和衛星城為綠波帶方向,這樣可以最大限度地緩解高峰壓力。

    第四:在主干道上采用綠波帶控制時,為協調雙向通行能力,減少流量的不均衡造成的車輛堵塞問題和流量過低的問題,可以通過車道的再分配、綠燈配時的調節、車速的控制等方法減少或消除流量不均衡問題。

    第五:綠波帶應最好沒有端點,如現代城市中的環線建設,是應用綠波帶最好的環境。同時從中心城區到主要的居民區、科技園區、大型工業園區的連接道路也是應用綠波帶的最好環境。

    第六:在綠波帶道路上盡量禁止車輛的左轉,避免車輛的碰撞和不必要的等待,以最大限度地提高綠波帶的帶寬來來增加車輛的通行量。

    西門子:綠波在一定范圍內可以提升交通流的運行效率,但在更大范圍內的交通信號控制優化上,中心協調控制能夠帶來更好的優化效果。

    邱保國:杰瑞電子2002年開始生產的信號機就已具備綠波控制。綠波控制能優先保障主干道車流的通行效率,從而保證了干道的暢通,對緩建城市道路交通堵塞起到了不可忽視的作用。

    要實現綠波控制,最主要就是要減少干道上不可預知的干擾,如非機動車、行人等亂穿馬路等因素。同時并不是所有路段、所有時刻都適合綠波,而應該根據具體的道路交通狀態靈活選用。當干線潮汐現象比較明顯時,采用單向綠波;當雙向流量比較對稱時,并且綠波帶寬可以保障時,采用雙向對稱綠波;當雙向流量不對稱,但某些路段綠波帶寬可以保障時,可以考慮雙向不對稱綠波或變帶寬綠波。其它情況下,可以考取綠波帶相位差為半周期,以提高隨機車流下的車輛不停車通過概率。總之,干線綠波靈活使用時,可以比無干預控制提高車輛通過概率。

    陳曉明:綠波控制作為最基本的一個智能交通信號控制手段,確實對日常的交通通行帶來了一定的效益,但綠波控制在交通的高峰特別是嚴重擁堵期間,并不能發揮其作用,且會帶來一些副作用。

    海信的綠波控制分為無纜協調線控和中心系統優化,中心系統優化智能判斷,可以在平峰等適合綠波的時段執行綠波控制,高峰等擁堵嚴重的時段根據交通流量等數據執行優化的疏散控制。

    綠波的實施受到交叉口距離,車流量大小,交叉口的放行順序等因素的限制,只有各因素都比較合適時,才能獲得一個單向或雙向的協調效果。

    曹銘偉:三水京安從2000年起就在綠波帶方面做了詳細的研究,相繼在廣州、汕頭、江門、贛州等地的主干道實施綠波帶控制,并且在實施過程中積累了綠波帶調試的相關經驗。

    綠波帶的實施,可以有效緩解因路上信號燈過多造成的等待時間、減少平面交叉口的擁堵情況、減少信號燈處引發的交通事故、減少因停車太多造成的尾氣排放,綠波交通的建設,有利于提高道路通行能力、有利于環境污染的治理、有利于緩解日益嚴重的交通擁堵問題、有利于提高人們的生活質量。

    實施綠波帶應滿足交通秩序比較好、非機動車和行人干擾少、路口流量相對均衡、路口與路口之間距離不能過大(車流容易形成離散狀態)等條件。

    王友:實行綠波控制只是交通信號控制系統的基本功能之一。綠波協調對交通的要求較高,要保證主干道上的機動車形成排隊,不能離散。對人,需要要求機動車駕駛員的素質差距不要太大;對車,需要盡量消除轉彎機動車、非機動車及行人對主干道車流的影響,如主干道在路口設禁左;對路,需要增大主干道道路條件和交通設施的投入力度,如在路口間的路段設置中央隔離護欄,主干道兩側設禁止停車等。

    要實現路口間信號綠波協調,必須保證相位差的固定性,這就需要兩個必備條件:共用周期和統一時鐘。共用周期是指:需要做綠波協調的路段中所有的路口必須擁有共同的周期長度。這樣可以保證相位差不會在經過幾個周期后,因為周期長度的不同而產生變化;統一時鐘是指:需要做綠波協調的路段中所有路口的信號機必須按照同一個時間運行配時方案。這樣可以保證相位差不會因為信號機時鐘跑偏而產生變化。

    南京萊斯:萊斯具備綠波實施的能力,并在全國多個城市都有成功的綠波實施案例。

    綠波帶控制功能的實現有效提高控制區域中干線道路上車流的暢通,減少停車次數、縮短旅行時間、減少環境污染,在實際使用中同時也要關注非協調方向上車流的等待時間,如果不遵循綠波帶控制功能實際使用的條件,一味的去考慮干線道路上車流的利益,而忽視其他方面的利益,那是不妥的。

    滿足以下條件可以實施綠波控制:1、實施區域中路口間的流量大致接近;2、路口間距在<800米;3、道路秩序良好、交通設施完善;4、路口和路段對于車輛行駛方向上的干擾盡可能小等等。

    李撫生:金科現在主要采用集中協調式控制系統,該控制系統使用國家標準GB/T20999-2007《交通信號控制機與上位機間的數據通信協議》規定中的TCP/IP通訊協議,兼容性強;該控制系統的系統硬件架構采用32位STM32的雙ARM架構,功能先進、穩定性強,擴展及升級性優良!

    維護的重要性遠高于建設

    智能交通管理:最嚴交規正式開始實施前后,各地開始對交通信號在內的交通設施進行大排查,同時對交通安全設施的常態化、公司化維護,也成為今年市場的一大變化。請問如何評價這一現象。

    邱保國:中國國情是重建設,輕維護。要想交通安全設施常態化,就必須建立維護費用常態化的機制,政府需要建立這個觀念。公司化維護是件非常有意義的事情,也是解決維護問題較好的方案,建設的本質是為了應用,維護的重要性遠遠高于建設。

    李撫生:對交通設施進行大排查能夠最大限度的解決群眾反映突出的道路交通管理問題,有效避免因交通設施設置和故障導致交通秩序混亂。隨著城市化的發展,交通安全設施的數量越來越大,加之交通安全設施維護的常態化要求,使交通安全設施的維護量也急劇的增加,交通安全設施維護的公司化,能夠緩解交管部門的維護壓力,甚至能將交管部門徹底地從繁重的維護任務中解脫出來,專注于交通的管理,包括交通設施的管理,對我國交通的發展具有重要的促進作用,同時,交通安全設施維護的公司化也能很好的提高交通安全設施維護的及時性和專業性。

    陳曉明:現在很多城市,特別是二三線小城市采用的信號機,在交通信號的安全防護等各方面沒有特別重視,存在一定的安全隱患,交通設施的大排查,會淘汰一批不能保證交通安全的低端信號機,有利于規范整個交通信號控制行業,提升交通信號控制產品的品質。

    曹銘偉:這是一個飛躍的發展,通過對交通信號在內的交通設施進行大排查,確保交通設施的規范、有效、齊全、美觀,進一步提升智能交通管理和交通設施管理水平。規范交通設施產品的使用有利于市場的良性競爭,也為執法部門提供正確的執法依據。

    王友:交通安全是一個大眾普遍關注的話題,交通信號控制系統也是其中的一個關鍵因素,勢必要求信號系統和信號機的穩定性高,智能、安全、可靠,對企業和用戶來說都是一件好事情。

    西門子:我們很高興看到人們對交通安全意識的提升,加強道路交通安全設施的定期檢查與維護,能有效防范重大道路交通事故,為經濟社會發展和人民平安出行創造良好環境。西門子的產品一直以來保持最高的安全等級要求,ST800信號控制器產品具有多重檢測功能,符合歐洲最新EMC&LVD指南標準,已經通過歐洲CE標準認證(目前國內尚無其他信號機廠家通過),滿足并優于公安部《GB25280-2010道路交通信號控制機》標準,可進行一致性檢查,包括監控冗余綠沖突及綠間隔矩陣,可進行配置對燈進行監控以確保最高安全等級。產品質量的充分保證也降低用戶后期的維護費用。

    徐震輝:2013年1月1日起開始實施的《機動車駕駛證申領和使用規定》(簡稱123號令)加大對車輛闖紅燈等違法行為的處罰力度,一方面通過宣傳教育等手段減少違法違章現象,另一方面通過對交通設施的排查和完善,保障車輛道路行車有序、安全。

    以交通信號燈為代表的交通設施作為道路交通中重要的控制、引導部分,是為城市交通系統保障安全正常運行而設置的,對于保障行車安全、減少潛在事故發生概率,起著重要作用。因此,合理設置和使用交通設施,根據交通流的需要及實際地形、地物的情況,對信號燈、誘導標志、標志標牌等進行排查和修整完善是非常必要的。新的規定和整治措施,對于信號控制等智能交通企業來說既是一種規范和要求,也提供了新的市場機遇。

    南京萊斯:對于交通安全設施常態化的維護我認為非常好,正所謂"工欲善其事,必先利其器",要讓交通參與者尊法守法,必然要提供一個良好的交通出行環境,這是前提。

    曹銘偉:三水京安自主研發的信號控制系統與本公司的信號機通信采用私有通信協議,與其他系統和信號機通信采用國標協議。

    固守核心,延伸發展

    智能交通管理:近年來,城市智能交通市場集成度越來越高,整體規劃、統一建設,請問這對于信號控制企業,產生了哪些影響?

    西門子:城市智能交通的整體規劃、統一建設有利于城市的綜合管控,集成的交通管理系統可以為城市交通提供全面的解決方案。路網中交通流應該能夠盡可能順暢的運行,交通資源應該能夠被優化利用,同時要避免不必要的交通。傳統的交通控制系統以及停車管理和公交系統等等交通應用都分別僅由各自的控制中心控制。通過采集各個分立的子交通系統的數據,并且通過一定的方式發布給交通參與者,交通控制系統和交通規劃部門,創新的交通管理系統可以為優化的交通流提供良好的運行平臺。這將為應對城市交通的三個挑戰(減少旅行時間、提高交通安全和降低交通污染)創造同步優化的運營環境。在控制中心可以收集相關實時交通信息、及時有效的處理相關信息、為應對各類事件而定制相應的反應預案以及相應區域內的設備管理等等。

    但是需要注意的是,不論以什么形式進行集成智能交通建設,交通信號控制系統永遠是交通管理控制中最核心的部分。沒有交通信號控制系統,城市的智能交通集成系統就像缺失了手臂,無法根據實際的路面交通狀況進行干預控制。

    邱保國:隨著城市智能交通市場集成度的提高,智能化的信號控制系統成為基礎的子系統,對信號控制系統的要求也越來越高,對信號控制企業的研發能力要求也同步提高。正是基于這一影響,杰瑞明確了走"精和專"的道路,立志成為"一流的道路交通信號控制系統及設備供應商",不求大而全,只求專而精,用專注來達到專業。

    陳曉明:城市級的智能交通解決方案,意味著交通信號控制系統與其他智能交通系統之間的交互越來越頻繁,也越來越重要。如何把交通信號控制系統真正的融入整個智能交通大系統中,并借助其他系統的豐富資源,更好的發揮其作用,是信號控制企業發展的主要方向。

    曹銘偉:城市智能交通市場集成度越來越高,整體規劃、統一建設,這對于信號控制企業來說只有不斷提升自身的技術創新能力和產品技術服務水平,力爭在智能交通領域擁有更多的核心技術,才能在城市智能交通市場中分得一杯羹。在市場上可能是一種競爭的關系,實際上可能是一種合作的關系,因為資金優勢和技術優勢相結合,有利于我們國家智能交通的發展。關鍵是在于,非傳統業內企業進入ITS市場后,怎樣操作而不把整個ITS市場做亂,小企業不要急功近利,大企業要把握行業的整體方向。

    王友:城市智能交通市場集成度越高,對信號控制企業的要求也會越高,所以對于具備自主研發和生產能力的企業會更占優勢,可以不斷滿足用戶升級改造、個性化需求等,同時促進了企業的良性發展和進步。

    徐震輝:交通信號控制系統是一個專業性較強的應用系統,也是整個城市智能交通系統中最基礎、最不可或缺的一個子系統。在城市進行整體規劃、統一建設的過程中,信號控制系統也向著智能化、集成化的方向升級和完善。因此,智能交通市場的集成無疑帶動了信號控制企業的發展,并且隨著其他子系統的日益發展,信號控制市場也在不斷地更新和進步,促進企業改良自身的技術和產品,使信號控制系統在大集成的背景下更符合整體業務的需要。


      陳曉明:海信自主研發的HiCON交通信號控制系統及SC系列信號機,目前對NTCIP協議和國標通信協議都可支持。

    科技以人為本--更為成熟的管理者

    智能交通管理:就您觀察,近年來,各地交警對于交通信號控制的認識和管理方式,有哪些變化?

    李撫生:我國大中城市的交通控制管理部門對于交通信號的控制的認識在不斷的提高,管理方式在不斷的科學化,從以前的"求新、求洋、求大、求全"的誤區中擺脫出來,交通信號控制系統的實際應用效果得到了很大的重視,他們經常組織人員跨地區地對各種交通控制系統的實際應用效果進行實地考察,經常傾聽專家學者的專題演講。

    我國大中城市部署的交通信號控制系統幾乎全為集中協調式,幾年前,這些集中協調式交通信號控制系統基本使用的功能基本均為多時段定周期控制功能,隨著交通控制管理部門對于交通信號的控制的認識在不斷的提高,這些集中協調式交通信號控制系統的高級功能(綠波帶、協調控制)才逐漸的得以使用,但目前還停留在局部地區嘗試使用的狀態,這種狀況還會持續一段時間,但隨著交通控制管理部門對交通信號控制系統認識的不斷提高、管理方式的不斷科學化和交通基礎設施的不斷完善,情況會得到很大的改觀。

    我國小型或縣級城市的交通控制管理部門對于交通信號的控制的認識經歷了從無到有的提升,管理方式在科學化方面也得到了提升,特別是近年來交通控制系統知識的普及,我國小型或縣級城市的交通控制管理部門在交通信號控制系統的建設和配置上更系統、更科學,交通信號系統的實際應用效果也得到了一定的注重。

    我國小型或縣級城市部署的交通信號控制系統絕大部分為多時段定周期控制式,即使部署了集中協調式交通信號控制系統,使用的功能也基本全為多時段定周期控制,這種狀況還也會持續一段較長的時間,但隨著交通控制管理部門對交通信號控制系統認識的不斷提高、管理方式的不斷科學化、城市建設的不斷發展、交通基礎設施的不斷完善,情況也會得到改善,交通信號控制系統會向大中城市靠攏。

    徐震輝:原先大多數的中小城市采用的信號系統多為單點的定時的信號控制系統,隨著各個城市的交通問題越來越突出,各地的交通管理者越來越認識到,單點定時的信號控制模式已不能滿足實際道路交通的需求,取而代之的系統更多的是能夠進行統一的聯網遠程控制的智能化系統,一方面可以在中心對所有路口進行統一的控制,大大節約警力,提高日常警務的效率,另一方面,通過干線協調控制、區域協調控制等功能的實現,緩解道路交通擁堵,有效提高路網通行能力。同時,交通管理者們也逐漸地接受了基于流量檢測的自適應控制模式,該控制模式的技術還在發展和趨于成熟當中,在未來的信號控制系統升級過程中,將逐漸為管理者們所廣泛采用。

    邱保國:近年來,交警對交通信號控制愈加重視。隨著交通管理部門相關專業技術人員的增加,交警隊伍的交通控制理論知識有明顯提高。在實際的交通信號控制中,專業素質較高的一線交警已經能夠按交叉口交通流特征進行一些控制方案優化。某些一線交警的新構思及方法為信號控制系統廠商在產品研發提供了新思路。另一個較大的變化是越來越多的交警開始提及自適應控制和區域協調控制,并積極主動地了解各種國家標準和規范。隨著信號控制設備聯網和信號控制系統的普及,中心集中控制方式逐漸受到交警的歡迎,同時也改變了交警的信號方案管理方式--由路口設置方案轉換成中心集中設置。

    曹銘偉:近年來,各地交警對于交通信號控制的認識和管理方式有了較大的提高,對產品的理解和要求也越來越理性,隨著經濟的發展,道路交通基礎設施不斷完善,各地交警對智能交通管理系統的建設日益重視,部分城市的智能交通管理已達到較高水平,但城市之間建設水平差距較大,整體建設水平并不高,在系統規模、城市覆蓋率、設備數量等方面還有很大的提升空間。

    西門子:各地交警的管理和控制水平每年都在不斷提升,這包括人員年齡和結構的變化,對高科技、信息化技術的應用經驗和能力的變化。交警對于交通信號控制的認識和管理方式的提升,是對交通信號控制行業發展的促進,也會給予交通信號控制廠商更多的機會。

    王友:隨著集中協調式信號機的普遍推廣和應用,各地交警對信號控制系統智能化、穩定性、實用性方面提出了更高的要求,同時在使用中也積累了更多的經驗。

    南京萊斯:近幾年,各地交管部門在思想上認識到交通信號控制系統為交通管理系統的核心,力求實現線協調控制、公交優先控制、實時自適應優化控制和道路交通狀態研判。管理制度上也逐步完善,管理水平日趨提高。

    陳曉明:隨著城市車輛的迅速增長,交通擁堵的不斷加劇,各地交警對交通信號控制系統的重視程度也日益加大,從原來的單點控制,升級到智能的信號控制系統的需求越來越強烈,對整個行業的發展具有很大的推動作用。

    ST800是西門子目前在中國普遍應用的高性能交通控制器。它是為最靈活適應各種應用而設計,包括路口和行人交通控制。ST800符合英國交通部TR2210,歐洲prEN12675,prEN50278,中國GB25280-2010標準。除了ST800,西門子還擁有ST系列家族信號控制器,包括48V超低電壓交通信號控制器系列和ST750行人過街信號控制器,最新的ST950交通信號控制器也將在不久的將來引入中國市場。

    西門子提供綜合全面綠色的智能交通管理解決方案,我們的模塊化交通管理中心平臺,將目前普遍存在的孤島式交通管理、交通控制和停車誘導等應用進行深入的整合,以解決不同城市所面臨的交通問題,防止擁堵,提高交通暢通性,減少交通引起的總體環境壓力,而在從前這幾乎是不可能的。


     

  • 關鍵字: 最嚴交規 交通信號控制市場
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