全息路网计划通过将路网设施+车辆路线还原数字化,精确刻画路网的机、非、人的精准路线还原,支撑乱点、隐患点等安全治理,以及精准的来向车辆数量统计和路口根因分析等支撑精细治理,实现路口的全方向、全天候、全要素的路网数字化,为交管信息互联提供数据源头,为更高级别的深度应用提供精准数据支撑,也为隐患排查、交通组织优化等深度治理奠定数据基础。
随着城市化进程日益加快,城市人口数量急剧增加,庞大的出行需求使城市的交通压力越来越大。城市交通拥堵带来出行时间浪费、运营成本上升、交通事故频发、空气噪声污染加剧等一系列问题,严重影响了人们的日常生活和整个城市的可持续发展。出行者在拥堵中进退两难,而管理者面对路况日趋复杂、基础设施升级缓慢、道路感知信息不全、交通态势上报滞后等现实问题时,出现警情多、警力少、处警压力大等管理难题。同时车路协同、自动驾驶的发展也对路侧感知提出更高的要求,单车对环境数据的感知能力不足,需要更丰富的路侧感知辅助,为此在需求与技术发展双轮驱动下,交管业务需要向智能化、精细化、服务化发展,而实现这一变化的前提是数据的实时、精准、精细及全面获取。
一、全息路网概念介绍
全息路网计划通过将路网设施+车辆路线还原数字化,精确刻画路网的机、非、人的精准路线还原,支撑乱点、隐患点等安全治理,以及精准的来向车辆数量统计和路口根因分析等支撑精细治理,实现路口的全方向、全天候、全要素的路网数字化,为交管信息互联提供数据源头,为更高级别的深度应用提供精准数据支撑,也为隐患排查、交通组织优化等深度治理奠定数据基础。
1、从全息路网构成来看,通过在路口及关键路段主要部署智能边缘计算单元、电警、雷达等设备,利用智能摄像机、边缘计算、高精定位、大数据、云计算等技术,精确到每一条车道、每个车辆的感知。对全域交通对象及周边基础设施进行实时精准数字化感知,实现数字孪生及应用。
2、与全息路口相比,全息路网最根本的区别是从全局解决问题,进行城市交通综合治理。
3、从检测范围来看,全息路网是从点、线到面,构建了一个从微观个体到宏观系统的认知体系,由路口拓展到路段、路网,实现事故、拥堵等事件全域感知,消除交通安全的管理盲区及路面异常的问题。
二、全息路网的特点
全息路网的背后是一个个精准鲜活的数据,精准的数据是未来智慧交管的基础。其包含道路概况、安全态势分析和拥堵态势分析、延误指数、昨日危险驾驶行为汇总、违法汇总、通行车辆数等路口、道路、路网的数字看板、画像及档案。想要打造全息路网还需要跨越三座大山,即全天候感知能力、数据全要素感知能力、全场景适应能力。
1、全天候感知能力:华为推出系列化AI超微光2、0,AI超微光卡口采用算力换图像的思路,算力高达20TOPS,能够保证在夜间低照度和白天玻璃强反光场景,均可获得全彩色、干净无噪点的图像。以算力换图像,在光污染下降50%的同时,车牌精准率大于99%,车辆属性识别率高达97%。推出三合一智能补光灯,以根据环境变化自动调节补光灯的强度和距离,同比传统的摄像机光污染下降一半。
2、数据全要素感知能力:智能交通微边缘ITS800是华为专门为交通场景打造,自带雷视拟合算法,可以输出车牌、车辆属性、车速、位置、行驶姿态等精准交通元数据。在雷视拟合基础上,以智能算法升级,实现大视野下的机、非、人全要素采集,另外它可以兼容传统智能终端,具备32T算力,能够实时解析16路高清视频。
3、全场景适应能力:全息路口方案新增VideoX无线组网模式,场景更丰富,除典型的十字、丁字路口外,亦可覆盖X型、Y型、立交超大路口等特殊形态。对于道路而言,可适应长距离路段、桥梁、隧道等场景。
三、全息路网的业务价值
全息路口实现了路口这个“点”的精细化管理,全息路网进一步升级,延伸到路段和路网,覆盖路网盲区,提升整个区域路网的管控与通行效率,最终实现全域治理。全息路网所构建的从微观个体到宏观系统的全域认知体系,目前来看可在全域安全、科学评价与精细治理、主动服务、新型警务、数据运营、自动驾驶等六大业务领域实现全面升级。
1、全域安全:通过事件分类、事件检测、警情分级,实现事故事件自动检测,危险驾驶秒级预警,平均处警减少20分钟。
2、精细治理与科学评价:通过AI信号配时推理模型实现多路口联动控制与优化,实时动态绿波提升通行效率,以广东某地一主干道为例:边缘计算协同统一信控平台,实现五个路口四家信号机联动,优化2周,早高峰时长下降14、6%,晚高峰时长下降13、1%,通行效率显着提升。
3、主动服务:将实时路况面向在线、固定OD的人群提供精准信息服务,从单纯的群体广播走向个体精准推送,提升市民出行体验。
4、新型警务:各类警情数据统一汇聚,统一指挥调度,分级分类调度,通过系统间警令自动流转实现跨部门协同作战,出警快,处警速。
5、数据运营:精准数据可服务于智慧城市,通过道路精准数据感知,助力公共服务、科学调度,以合理调整出行结构,实现绿色出行的同时缓解拥堵。具体而言,在获取精准的车辆出行OD、频次等信息后,可以将这些数据开放共享给政府相关部门,用以提升道路通畅性和公共服务的稳定性。
6、自动驾驶:单车智能与路侧感知联动,以厘米级精度,毫秒级时延,探测距离超200米,在应急响应突发状况之外,可对路况路态提前规划,使能未来自动驾驶。路侧端通过华为的视觉感知、雷达感知及车联网技术,能够将路侧很多信息主动反馈到车,从而更好地支持自动驾驶,包括盲区预警、限速提醒、行人碰撞预警、事故预警等。既能响应突发状况,也可以通过路况感知把数据反馈到自动驾驶的车上,使车能够制定相应预案。
四、全息路网的应用
2020年1月,华为推出全息路口,方案实现了全天候数据拟合、全方位感知、全要素采集、高精度定位,目前已经在近百个路口使用。2021年5月,在中国道路交通安全峰会上,华为发布了全息路网解决方案。该方案已在全国多地上线使用,取得良好的效果。
1、在广东某地,通过将多个路口的四家不同品牌信号机联动,做绿波联动控制,优化2周,效率提升显着,在双向流量分别增加29、6%和24、4%的情况下,平峰停车次数可降为零;早晚高峰时长减少14、6%和13、1%,有效提升干线的通行效率。
2、在重庆上线全息路网,上线当日发现三急一速行为795起。两江新区金开大道-和睦路路口通过全息路网区域数据管理,信控人工干预从16次/天下降到2次/天,高峰时段拥堵指数下降5、3%,平均车速提升6、5%;全天平均拥堵指数下降4、6%,平均车速提升6%,可有效发现隐患并提升出行幸福指数。
五、结语
华为积极拥抱行业变化,探索新一代交通综合治理信息化体系的建设。全息路网基于对交通标识、高精地理信息数据以及交管设施设备进行计算机语言化、结构化构建的数字化路网,以前端智能感知采集数据、边侧融合计算数据为基础,输出全时、全域、全量、全要素的交通业务数据,通过搭建业务所需的交通算法模型,形成宏观、中观、微观、个体的全方位交通认知,为交管业务提供精细化路网数字底座,为交管智能体的持续演进提供新思路。
(本文刊载于《中国安防》2021年第7期)