如今，当我们讨论智慧交通领域种种新技术和新发现时，不可否认的是，每一项创新质变背后，都离不开经年累月的业务专注与实践探索，「守路者」系列，将记录一名智慧交通路上的守望人，融合四十年行业经验与深度思考，以多元角度描绘交通理想。 2021年9月的一天，他站在自己的老办公室望向窗外熟悉的车流，楼栋遮挡形成的马路缝隙突然吸引了他的视线，多年前构建的一个交通流算法浮现出脑海......服务交通行业近四十年的他（一线交警陈工），陈老即将迎来退休。 异曲同工之妙：缝隙中的车流与占有率算法 （陈工办公室外的道路画面） 自1984年从事工作开始，陈工经历了我国智能交通产业建设发展从无到有、从人工计算到人工智能的行业变革期，北京的城市道路经过系统的规划和建设，已逐渐形成精密成熟的道路交通网。从办公室的窗边往外看去，不远处的马路被楼栋遮挡，形成了一个小小的断面，望着楼栋缝隙中时快时慢的车流，陈工突然意识到：这种从缝隙中观察路况的情境与自己多年前构想的「占有率实时检测路况法」原理几乎如出一辙。 （人与检测器观察路况的区别） 人通过视觉观察路况，可以对整个区域路段的车辆密度和速度进行直观观测，即时判断当下交通通畅程度，而交通流检测器（本文特指线圈）只在路面固定位置收集车辆通过数据，需对收集数据进行分析才可得出路况结论。人通过有一定遮挡的缝隙观察路况，可类比检测器感知交通流，需通过看到的交通流断面信息分析判断才可得出结论。 采用检测器分析路况，结果是否符合实际，关键在于采用何种数据处理方法。占有率实时检测路况法是指通过计算在指定路面范围内，所有车辆占用线圈的时间总和与整个观测时间的比率，来实时反映道路车辆的拥堵状况以及车流密度。在车速不变的情况下，大车通过线圈时间长，小车通过线圈时间短；同样的车辆，速度慢时通过线圈时间长，车辆速度快时通过线圈的时间短。总的来说占有率反映车辆在线圈上时间的长短，可以间接反映路面上的车流密度。 从分钟到秒的跨越：实时流量计算加 快速路出入口有点“呆” 2000年以后，北京已经引入快速路出入口控制，但进出口控制方案并不理想，奥运会举办在即，对方案的优化提上了日程。当时，控制方法采用定时方案或分钟级流量检测算法方案，相比于定时方案，流量检测算法方案已有进步，但当时多采用30min或15min流量计算方法，交通路况瞬息万变，无法满足实时路况需求。例如，下午六点已进入交通高峰期，但出入口还采用的是根据五点半到六点的车流量生成的算法方案，滞后性明显，控制效果不理想，快速路出入口整体反应呆滞，急需进行进一步优化。 又快又好，从分钟到秒的进阶 快速路出入口控制的核心是什么？如何能找到对进出口进行控制的检测量？每当在环路进出口执勤休息时，陈工都会观察总结车辆跟车和并线的规律，思考改进的办法。 快速路路况能以行驶车辆的跟车间距以及行驶速度来反映，具体指数可由「检测器时间占有率」作为评价。检测器时间占有率是一个交通控制参数，通常与流量一起使用，即所谓的V+0控制方式。为了方便统计占有率，同时能反复观察当时的车辆通行过程，陈工在车公庄路段选定合适的角度和车道，用相机录制了定时5分钟的交通路况，这段录像非常理想地包括了道路畅通和拥堵的过程。 （占有率的计算方法） (0.5+0.4+0.6+0.8+0.9+0.7+0.6+0.4+0.3+0.3)/10=0.55s 陈工以播放器时钟为坐标，记录选定车道内每一辆车通过检测点的时刻，反复校对无误后，输入计算机以多种时间间隔为单位进行计算。如图，横轴为时间轴，纵轴为每秒线圈的被占用时间（所有车辆经过检测器的时间），线圈被占用时间的总和与观测时间的比率，即为这段时间内的检测器时间占有率。占有率的高低，能基本判断出入口的拥堵情况。固定时间内，占有率高，则说明这段时间车辆密度较大；占有率低，则说明路况较好。根据占有率的高低，可决定出入口是否放行。 在确定占有率的统计时间间隔时要考虑多重因素，统计间隔小实时性强，波动性大；统计间隔大实时性弱，波动性小。再考虑到激活控制和解除控制的时间间隔以及计算的方便，经过不同数据组的结果对比，陈工发现采用10秒移动占有率来反映实时路况较为理想。当占有率图形画出时，陈工意识到，一个秒级实时路况检测法诞生了，它将改善定时方案和分钟级方案的滞后性，快速提升进出口控制水平。 (路况与占有率对应关系) 路况与占有率的对应关系：表横坐标是检测的时刻（秒），纵坐标为占有率。红线代表检测的车道与对应路况时刻照片。从照片的路况和数据反映的情况看，占有率与实际路况具有一致性和实时性。 出入有序，变聪明的快速路出入口 （主路出现拥堵后，辅路入口暂时封闭） （主路拥堵缓解后，辅路入口开放） 2007年，临近奥运举办，需在奥运勤务路线建设150处进出口控制点，陈工和同事们对新算法进行充分讨论后，完善进出口控制线圈布设方案，有效地保障了奥运期间快速路出入口车辆的有序通行。到2009年，北京进出口控制方法均可采用新算法，快速路出入口的进出不再僵化和呆滞，拥有了一定的即时性和智能性，通行效率获得极大提升。 吐故纳新：创新“形”动而“身”正 新一轮技术革命驱动下，智慧交通产业正在经历一场前所未有的深刻变革。迎接数字时代，加快建设数字社会，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革，是“十四五”规划纲要的明确目标。 在数字交通的建设中，新型路侧感知设备如毫米波雷达、雷视一体、激光雷达等多样化创新产品不断升级涌现，并逐渐在城市智慧交通项目中开始规模化应用。相比于线圈、地磁等传统感知设施，这些新型硬件设备拥有检测精度更高、覆盖更多车道更多目标等突破性优点，与产品性能相关的算法模型也在不断被重构与升级。但在数字化转型和多维技术升级的时代背景下，任何创新和创造都应着眼于实际业务场景，步履实地，且行且思，才能真正实现人-车-路-云-网全面协同，共建未来美好交通。 本篇为「守路者」首集，根据陈大农先生口述及提供素材编辑整理。下一篇，我们将为大家分享陈工规划「左转待驶区」并在北京成功落地应用的故事。 系列分享人简介 陈大农：原北京市公安局公安交通管理局科技信息通信处警务技术二级总监，首都劳动奖章获得者，从事交通信号控制工作近四十年，对信号控制方案设计、路口通行优化均有深入研究，被评为公安交通管理领域专家。2021年底，陈工被聘请为北京博研智通科技有限公司高级技术专家，负责博研智通交通信号控制相关理论工作的技术研究及业务指导工作，在博研智通处于信控领域领先/创新解决方案提供商的上升期加入公司，无疑让市场对博研智通的核心能力有更强信心，这里也必将是陈工退休后延续毕生理想的热土。
