南宁智慧交通AI边缘计算与应用

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博研智通凭借核心信控引擎中枢能力以及在交管行业多年的实践经验与业务理解力,自主研发出具备超强AI算力的核心节点设备—边缘智能体,与雷达、雷视一体等路侧感知设备联动,在路口完成交通流的全息感知,基于全息数据,调用AI智能信号优化算法,完成对信号机的秒级自适应优化控制,实现路口信号的实时优化控制,提升路口通行效率降低拥堵。

一、背景介绍

南宁市亭洪路-南建路路口属于市区主干道路的重要路口,日常交通通行车辆较多,而且路口道路渠化较为复杂,形成常态化的路口交通拥堵状况。在实施信号优化改造前尤其早晚高峰期间,经常需要执勤民警手动控制红绿灯并进行现场交通指挥,人工疏散交通流,保障路口的通畅运行,目前亭洪路-南建路路口交通流特征分析如下:

四个方向在路口排队区域均为扩宽车道,远处车道数少于近处车道;

南北车流量极大;

北方向存在斜路、弯路、下坡路(坡度大);

设备感知状态无法达到最优;

二、边缘智能体优化建设方案

针对规划建设需求以及路口的交通渠化和原有交通设施现状,博研智通凭借核心信控引擎中枢能力以及在交管行业多年的实践经验与业务理解力,自主研发出具备超强AI算力的核心节点设备—边缘智能体,与雷达、雷视一体等路侧感知设备联动,在路口完成交通流的全息感知,基于全息数据,调用AI智能信号优化算法,完成对信号机的秒级自适应优化控制,实现路口信号的实时优化控制,提升路口通行效率降低拥堵。

博研智通自主研发出新一代路侧基础设施:边缘智能体,它是集全息路口、信号优化、公交优先、车路协同、道路组织优化等功能于一体的具备超强边缘AI算力的路侧节点设备,可广泛适用于包括城市路网和高速路网在内的智能交通和智能网联智慧的路侧等多种应用场景,产品可分层解耦以适应智慧交通不同发展阶段。

1.全息路口:通过网口采集包括雷达、卡口、雷视一体、地磁等多源检测设备的数据,结构化后输出至中心全息路网平台展示,可全天候覆盖路口/路段包括机动车、非机动车、行人、道路渠化等交通行为参与者的实时状态。

2.信号优化:与路口各品牌信号机实现协议互通,采集包括实时状态、配时方案等交通信号数据,并能对信号机实现秒级、周期级的控制。通过深度学习等智能算法,实现对信号机实时自适应控制。

3.车路协同:对接RSU/OBU或其他车联设备,实现信号数据的实时毫秒级输出,包括但不限于信号灯色、倒计时等数据,同时可根据智能网联需求实现反向信号控制以满足更多车路协同应用场景。

4.公交优先:可根据车辆位置与路口实时放行相序,实现公交车/特种车辆等的按需优先通行。

5.道路组织优化:通过智能算法,实现对道路渠化的诊断与优化建议,可变与禁行标志等动态交通组织的优化建议及基于配时的相序优化调整等。

三、建设效果分析

全息路口是采用动态跟踪感知和数字孪生的技术,实现对现实路口的数字化精准感知,全面掌控路口每一车辆的实时状态(位置、速度等信息),为精细化信号控制优化、交通指挥调度提供精准的数据支撑。亭洪路-南建路路口的边缘智能体通过无缝耦合前端6个雷视一体机的感知数据,融合车辆目标在不同感知设备之间的ID传递和数据拼接,实现了路口250米范围内的精准全息感知效果,并在指挥中心能够实时调用全息路口应用,掌控路口实时交通状况。

1.路口流量

1)改造后,路口全天的交通通行流量总体增加了约4.64%;

2)早晚高峰时段通行能力提升较为明显,其中早高峰提升9.08%,晚高峰提升11.38%。

2.排队长度

1)早高峰南进口、北进口车辆排队减短明显,其中南进口排队减短-15.69%,北进口排队减短-20.70%;

2)晚高峰北直行、南直行车辆排队减短明显,其中南直行排队减短-16.30%,北直行排队减短-17.92%。

3.路口平均速度

1)早高峰东进口车辆平均速度提升13.72%,西进口车辆平均速度提升7.14%,南进口车辆平均速度提升9.72%,北进口车辆平均速度提升10.52%;

2)晚高峰东进口车辆平均速度提升7.88%,西进口车辆平均速度提升8.07%,南进口车辆平均速度提升9.14%,北进口车辆平均速度提升8.22%。

4.车均延误

1)早高峰东进口车辆平均延误减少15.29%,西进口车辆平均延误减少12.59%,南进口车辆平均延误减少18.11%,北进口车辆平均延误减少15.72%;

2)晚高峰东进口车辆平均延误减少12.03%,西进口车辆平均延误减少12.07%,南进口车辆平均延误减少13.10%,北进口车辆平均延误减少11.93%。

四、社会价值

对比于建设前的控制方案,边缘智能体方案实现了精准的交通流数据感知,智能信号优化算法优化能力更强、算法更智能,自动且实时调整路口信号控制方案,实现了真正的“灯看车”,也验证了边缘智能体优化建设方案在城市“治堵”中的强大能力。

未来随着南宁市边缘智能体的规模化建设,边缘智能体将不仅是对单路口的最佳实时优化控制,还要与中心信号控制平台实现云边协同控制,群体化的边缘智能体将能够在区域优化控制和干线协调控制以及车路协同、无人驾驶和特勤路线控制等更多业务场景中发挥更大的作用与价值。

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