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城市形象一看交通，二看衛生。
市民對城市道路交通的體驗和直觀感受的第一印象來自於交通秩序和交通信號燈的合理與否，因此智能交通、智慧交通建設的聚焦點和核心之一是交通信號燈的控制。
信號配時優化工作飽受詬病的主要問題有：配時不合理導致車輛排隊失衡、平峰低峰時段綠燈空放、配時不滿足行人過街的最短綠燈時間。
現有信號控制系統利用斷面檢測數據建立模型算法進行信號配時優化，類似「盲人摸象」。隨著檢測技術的發展、互聯網企業高調介入以及大數據的應用，形勢倒逼，現階段信號控制系統處於創新求變的陣痛時期。
為了學習兄弟城市的先進經驗，提高我市信號控制工作水平，從11月初開始，我們以開放的心態開展了交通信號控制工作的調研。
一、調研過程
1、11月5日，交管局向12個兄弟城市交警支隊發函，以函詢方式調研各地的信號控制工作，其中重慶總隊和濟南、廣州、南京、福州、瀋陽、海口、青島、溫州等8個支隊向我局提供了所在城市的交通信號控制工作資料。
2、11月27日，甘偉民副局長在科研所組織所主管、各科科長和相關民警召開研討會，聽取科研所對兄弟城市交警支隊信號控制工作函詢情況匯報，研討我市信號控制工作思路，指導信號控制工作調研。
3、11月28日，科研所在「信控中國」微信群公開邀請有實力、有影響力、有知名度的阿里、華為、海康、高德、百度、滴滴、平安等互聯網公司和海信、易華錄、銀江、萊斯等傳統信控企業對南昌的信號控制工作進行考察調研，提供信號控制系統包括但不局限於「發展方向、規劃、建設、使用、運維、調優、電警卡口+信號、互聯網+信號」等方面的解決方案供參考。
截止12月12日，華為、海康、平安、滴滴、海信、南昌金科、深圳中天、重慶攸亮、安徽科力、上海炎勢科技、廣州振業優控（專做信號調優服務）、PTV中國（專做交通仿真）等公司派出專業團隊到我局考察調研。
二、交通信號控制系統的發展趨勢
2017年3月，筆者在北京參加「中國交通信號控制發展論壇」作《基於實戰的交通信號控制系統創 新髮展之路》報告時呼籲：交通信號控制系統應「基於交通管理實戰需求，以應對擁堵常態化，直面社會普遍關注的排隊長度為主線」，謀創新、求突破，著力在檢測方式、控制思想和控制模式等方面進行突破，擁抱「互聯網+大數據」，走出一條多源數據融合的創 新髮展之路。
本次來昌考察我局信號控制工作的公司中，華為、海康、平安、滴滴、海信、南昌金科、安徽科力、上海炎勢科技等公司根據我市信號控制系統軟硬件技術現狀，提出了各自可落地，有典型項目或已在試點應用的解決方案，概括起來分為兩種思路方向：
一種思路方向是華為、海康、海信、南昌金科、安徽科力、上海炎勢科技等公司利用視頻檢測器或雷達檢測器的多目標實時跟蹤功能，將信號控制系統的模型算法從目前的「利用斷面檢測數據」，創新提升「利用紅燈期間車輛排隊、綠燈期間車輛到達、綠燈期間車輛駛離停止線以及出口溢出狀態、路口內通行狀態等檢測數據，精準識別路口交通流和交通狀態」進行信號配時優化控制，只是各自的技術細節和數據處理流程方法有不同之處。
比如：華為公司將現有電子警察視頻和視頻檢測器視頻進行圖像結構化數據分析；海康公司利用其自產自建的電子警察、視頻檢測器數據進行分析；海信公司、南昌金科公司利用雷達檢測器數據進行分析；安徽科力公司、上海炎勢科技公司利用視頻檢測器數據進行分析。
另外一種思路方向是平安、滴滴等公司利用互聯網軌跡數據和交管自有檢測器數據、電警卡口數據進行數據融合，將信號系統與互聯網平台打通進行信號配時優化控制。
綜合起來看，交通信號控制系統的發展趨勢將會是：由封閉系統走向開放系統、由斷面檢測走向局部面檢測、由單一數據來源走向多源數據融合、由平峰低峰出效果走向全域全時出效果。
三、交通信號控制的策略、原則和目標
交通信號控制，實際是在路口空間資源已經分配確定的情況下，對路口的時間資源進行再分配（信號配時優化），可以理解為「在時間上對路口不同行駛方向的機動車、非機動車、行人的通行權利進行合理分配」。
1、在路口空間資源已經分配確定的情況下，每個路口的最大通行能力（交通供給保障能力）是一個確定數（臨界點）。
信號配時優化工作只能滿足交通供給保障能力（臨界點）以下的交通出行需求，當高峰時段的交通出行需求大於交通供給保障能力（臨界點）時，必然會產生交通擁堵。
因此，高峰時段交通擁堵情況下的信號控制策略應該是：防溢出，緩進快出，有保有壓，保主幹方向暢通，追求的是路網運行效率最優。
2、平峰低峰時段信號配時優化工作應堅持「公平原則」，盡量做到路口各流向的排隊長度均衡，不能明顯失衡；盡量提高綠燈利用率，綠燈不能空放（綠損）；保證行人安全過街的綠燈時間。
3、信號配時優化工作須以「交通參與者良好的交通體驗和交通管理者高效的管理體驗」為目標。
（1）綠波協調控制給交通參與者的體驗是最好的，因此，有條件的道路（路口）要盡量設置信號綠波帶；
（2）對於比較孤立的單個路口要盡量實行感應控制；
（3）當出現排隊溢出時，要防止路口里面堵死，及時進行截流，同時下遊路口及時進行信號疏導（增加綠燈時間）；
（4）當路口排隊失衡比較嚴重時，信號機能夠及時處理失衡問題，盡量做到路口各流向的排隊均衡；
（5）當路口出現交通事故、車輛故障、臨時占道施工等情況時，檢測設備能夠及時識別突發事件，系統及時採取相應的控制方式進行信號疏導；
（6）通過LED控制信息發布屏，將信號控制信息告知交通參與者，主動接受社會監督。
四、我市交通信號控制工作的基本情況
1、統計截止2018年12月12日，不含三縣一區（新建區），全市建成區有信號燈路口972個，其中做到聯網接入的路口有503個。
2、174個路口採用視頻車輛檢測器（500萬像素高清相機）采集機動車流量和時間占有率，建立交通強度模型作為信號配時優化的依據；安裝了67塊LED控制信息發布屏，將信號控制信息告知交通參與者，主動接受社會監督。
3、設置了26條綠波帶（覆蓋132路口）；在14條路段28個距離較近的路口實行了信號聯動控制；在10個路口實行了單點自適應控制；在11個路口實行了感應控制；在34個路口設置了68個機動車待行區，通過LED待行提示屏引導機動車進入待行區；在3個路口實行了左轉機動車借道通行；在30個路口實行了行人非機動車比機動車提前放行5～9秒的遲啟早斷控制；在7個路口實行了行人過街按鈕控制。
4、建立了交通信號值班制度，在交管局指揮中心和紅谷灘大隊分控中心，安排海信、金科的項目運維人員對高德地圖、百度地圖反映的交通擁堵信息，以及事故致堵、車輛故障致堵、施工致堵等突發情況，通過中心遠程相位駐留控制、預案控制、一鍵綠燈控制等控制方式進行信號干預和疏導處置工作，做到擁堵報警信息的「消紅變綠」。
自2018年2月1日建立信號值班制度以來，統計截止至12月12日，信號值班人員通過中心遠程相位駐留控制、預案控制、一鍵綠燈控制等控制方式，完成了1902次信號干預和疏導處置工作，做到擁堵報警信息的「消紅變綠」，其中信號干預和疏導處置事故致堵330次、施工致堵136次、車輛故障致堵63次、車輛違停致堵6次、極端天氣原因致堵（道路積水等）13次、其他突發事件致堵8次；實行預案控制280次、一鍵綠燈控制277次；全年優化調整信號配時1440次。
通過建立交通信號值班制度，紅谷灘大隊轄區的所有信號燈路口（占全市三分之一）已經取消了路面民警的手動控制，信號燈全部由大隊分控中心進行集中統一管理，達到均衡交通流的目的。
5、我局在世界VR產業大會期間布置了「智慧交通安保系統平台」，採用「信號自動控制+精準定位」，頭車移動警務終端定位設備進行車隊的精準定位，以頭車移動視頻監控為主，固定點的視頻監控自動跟隨為輔，呈現交通安保任務的智慧管控模式。智慧交通安保系統平台專線接入市公安局指揮中心和VR大會現場指揮部。
6、2018年交通信號控制系統升級改造項目（還未招標，預算946萬元），計劃在70個路口安裝視頻車輛檢測器288套、安裝15塊LED控制信息發布屏、研發「互聯網+信號控制優化平台」等。
總體來說，我市的交通信號控制工作在國內屬於比較先進的第一方陣，初步做到了信號控制的智能化和具備對道路交通流、道路交通擁堵事態可視可控的能力。
五、我市交通信號控制系統存在的不足與提升建議
在城市交通擁堵日漸成為常態的形勢下，為了做到主管和市民對信號控制工作的新期待、新要求，提高城市路網運行效率，根據信號控制系統的發展趨勢，對照信號控制策略、原則和目標，我市交通信號控制系統的智能化水平和應用水平有待進一步提高，感知設備也需要進一步增加和完善，有關各方更需要凝神聚力、解題破題。
（一）交通信號控制系統的智能化水平有待進一步提高
1、交通信號控制系統的模型算法需要有實質性的提升改變
隨著具有多目標實時跟蹤功能的視頻檢測器、雷達檢測器的技術成熟和實戰實用，交通信號控制系統的模型算法需要做實質性的提升改變，才能適應城市道路交通擁堵日漸常態化的控制需求。
我市交通信號控制系統的模型算法需要從目前「利用離停止線30米處的斷面檢測數據」，提升改變到「利用紅燈期間車輛排隊、綠燈期間車輛到達、綠燈期間車輛駛離停止線以及出口溢出狀態、路口內通行狀態等檢測數據，精準識別路口交通流和交通狀態」。
（類似於從斷面檢測的「盲人摸象」提升到局部面檢測的「睜眼看大象」）
2、交通信號控制系統平台有待集成整合和數據融合
我市的信號控制工作平台比較分散，比如交通狀態監測平台就有高德、百度、滴滴3家公司的平台；還有信號控制系統平台和智慧交通安保平台等2個平台。
需要將這些平台進行集成整合、數據融合，統一到 「交通信號控制系統」平台，由「交通態勢研判、交通信號控制、交通安保、交通仿真、設備運維與數據質量監測」等功能模塊構成，以利提高信號控制效果並方便信號調優人員開展工作。
「交通態勢研判」功能模塊的基本建設思路是：以即將建設的「2018年交通信號控制系統升級改造項目」中 「互聯網+信號控制優化平台」為基礎，融合互聯網軌跡數據、信號配時數據、電警卡口過車數據。
主要作用是：
（1）做到全域路網交通狀況的自動感知；
（2）對於無檢測器的路口，實時監測路口的排隊長度和失衡指數、溢出指數，以「排隊長度」作為信號控制系統配時優化的參數之一；
（3）監測到路口有比較嚴重的排隊失衡、排隊溢出的情況，信號控制系統實時自動進行信號聯動和信號疏導，做到「消紅變綠」；
（4）對信號配時優化控制效果進行前後比較和評價；
（5）通過OD分析和車速分析，為制定局部區域、幹線、路口的信號控制策略提供參考依據；
（6）靈活選擇擁堵區域、道路、路口，按照不同的時間粒度，「情景再現」式的還原擁堵發生與演變過程，發現源發性交通擁堵，從擁堵源頭、擁堵苗頭上進行管控；
（7）對日常交通組織和大型活動的決策提供數據支持；
（8）對交通安保重點道路的平均車速進行監測，為安保任務開始前的信號疏導提供參考依據；
（9）及時發現城市建成區範圍內市政工程新開通又未移交的信號燈路口，主動監管、提前介入信號配時優化工作；
（10）對輿情、投訴等各種管道反映的交通信號方面的需求進行建檔管理和可視化管理。
「交通信號控制」功能模塊的基本建設思路是：密切跟蹤關注深圳市交警局正在研發的「統一開放的通信協議和信號控制系統平台，做到各廠家信號機的聯網聯控」。
為了促進市場競爭，激發創新活力，根據我市實際，在不影響全局信號機聯網聯控的情況下，逐步引進其他1～2家行業先進、自適應控制水平高於我市現有系統的智能聯網信號機的企業。
3、學習借鑒深圳、濟南等兄弟城市的先進經驗，交管局協同相關技術企業、高校成立交通聯合創新實驗室，針對我市短間距路口比較多的路網特點以及複雜的機非混合交通環境，探索人工智能、5G、互聯網、車路協同等前沿技術，為開展新型信號控制模式的落地應用提供實驗環境，進一步提升我市的交通信號控制系統智能化水平，將我市的交通信號控制工作從國內比較先進的第一方陣逐步發展成為交警信控領域的典型標桿。
（二）交通信號控制系統的感知設備需要進一步增加和完善
1、在交通信號控制系統模型算法得到實質性的提升改變以後，逐步提高信號燈路口車輛檢測器的覆蓋率，從小範圍的局部區域控制逐漸過渡到局部區域之間的協調聯動控制。
函詢調研的9個兄弟城市交警支隊信號燈路口檢測器的平均設置率是44.47%，目前我市972個信號燈路口中，174個路口設置了車輛檢測器，檢測器的設置率只有17.9%，對比兄弟城市還有比較大的差距。
2、考慮性價比的合理性，在市區比較大的信號燈路口（缺乏行人立體過街設施或行人二次過街設施或行人駐足區），逐步推廣行人過街按鈕。在白天平峰和夜間低峰時段可實行行人過街按鈕控制，減少信號周期和行人、機動車等紅燈的時間。
3、根據左轉流量情況或外圍路口，試點將「多相位信號控制路口的左轉信號燈」改為「左轉與滿屏復合信號燈」。
白天左轉流量大，亮左轉信號燈，實行多相位控制；夜間低峰左轉流量小，亮滿屏信號燈，減少相位，縮簡訊號周期，作為機動車等紅燈時間長問題的解決辦法之一。
（三）強化交通信號控制系統的使用，進一步提高系統應用水平。
1、條件成熟時，適時開展信號配時優化服務外包工作。
函詢調研的9個兄弟城市交警支隊，有7個支隊開展了信號配時優化服務外包工作。省委常委、市委書記殷美根視察我局時指出：「要堅持市場原則，購買第三方技術服務，堅持花錢買服務。」
目前我市的信號配時優化工作由青島海信公司（2015年信號系統升級改造項目，111個路口信號調優質保三年）和南昌金科公司（2017年信號系統升級改造項目，66個路口信號調優質保三年）的項目運維人員進行信號值班（交管局指揮中心3人、紅谷灘大隊分控中心3人），並順帶對項目以外的全市其他路口提供免費的信號配時優化服務。
2、函詢調研的9個兄弟城市交警支隊共有84個信控民警（含協警），管理8157個信號燈路口的配時優化，平均每個信控民警（含協警）負責97個信號燈路口。
參照兄弟城市交警支隊信控崗位民警（含協警）的平均配備標準計算，我局科研所現已負責管理約650個信號燈路口的配時優化，需要配備6～7個信控民警，而目前科研所交通控制科只有4個信號控制崗位民警（含工人），建議交管局給科研所交通控制科增加2名信號控制崗位民警。
在全局範圍內公開遴選的信號控制崗位民警到位以後，科研所將以民警在指揮中心帶班的方式，進一步加強信號值班工作,有力有效的督導、指導信號配時優化工作。信號值班民警的主要工作職責是：
（1）負責交通流量規律的分析研判，制定區域控制策略，逐步啟動小範圍的局部區域控制。比如：撫河路中山路口周邊、中山路瓦子角周邊、八一廣場與中山路、陽明路八一大道青山南路、悅城小區、秋水廣場、萬達購物廣場、萬達旅遊城等局部區域。
（2）落實對信號機已經聯網、有檢測設備、有視頻監控的路口逐步取消路面民警的手動控制，做到老城區信號燈路口全部由指揮中心進行集中統一控制，達到均衡交通流的目標。
（3）監督、指導交通擁堵信息的信號處置工作，做到擁堵信息的「消紅變綠」。
（4）監督排查、整改配時方案不合理的路口，重點排查整改時段劃分不合理或全天只有1個配時方案、信號周期大於180秒、配時不滿足行人過街的最短綠燈時間、配時不合理導致路口空放嚴重或車輛排隊失衡比較嚴重。
（5）負責收集指揮中心、執勤大隊、市民、媒體等管道反映的信號需求信息，並指導調研、落實整改。
（6）負責落實常態化的信號配時問題每日分析研判機制，研究信號控制策略，監督、指導信號配時方案的優化調整，逐步減少老城區路面比較隨意的手動控制現象。
（7）負責調研路口渠化或車道分布不合理等原因導致通行能力不足的路口，提出如何進行改善的意見建議。
（8）負責落實交通安保任務的信號控制方案制定。
六、近期工作計劃
基於我市現有的信號系統平台、信號機、視頻檢測器等軟硬件技術環境，結合我市短間距路口比較多的路網特點，以及複雜的機非混合交通環境，根據 「交通參與者良好的交通體驗和交通管理者高效的管理體驗」信號控制目標，青島海信公司、南昌金科公司、深圳中天公司等我市信號系統軟硬件產品提供商、承建商，以及與我局有戰略合作的滴滴公司，本著同心聚力、無條件支持我局信號控制工作的態度，經過深入交流研討，計劃近期開展以下工作：
（一）在海信公司承諾開放通信協議的基礎上，研討並著手推進將我市路面上已有的金科信號控制機聯網接入中心平台，做到應聯盡聯、聯網聯控的目標。
（二）青島海信公司、深圳中天公司、滴滴公司以撫河北路中山路口周邊9個路口作為局部區域控制試點。
1、深圳中天公司將試點區域內現有的14套視頻車輛檢測器，由虛擬線圈的斷面檢測流量和占有率，免費升級到多目標實時跟蹤檢測流量、占有率、排隊長度、密度、車道內車輛數，並將檢測數據實時提供給海信信號控制機。
2、滴滴公司開發接口協議，打通海信信號控制系統，免費將試點區域內的排隊長度、失衡指數、溢出指數等數據實時提供給信號系統平台，並對試點區域的調優效果進行評價。
3、海信公司融合視頻檢測器多目標實時跟蹤數據和滴滴互聯網平台數據，開發基於多元數據驅動的能夠落地見效的信號控制方案，提升試點區域的控制效果，並免費升級我局現有的信號控制系統平台軟件。
4、控制策略：根據試點區域的路網特點和交通流量規律，首先是防止短間距路口車輛排隊溢出，在無溢出的情況下進行協調控制，並盡可能做到排隊均衡，提高綠燈利用率，減少路面民警的手動控制，為逐步取消老城區路面民警的手動控制提供經驗。
5、春節前完成試點區域的各項工作，做到局部區域內9個路口按照既定控制策略進行聯調聯控。
（三）南昌金科公司、滴滴公司以站前西路的撫河中路口、前進路口、繩金塔街路口等3個路口作為局部區域控制試點。
1、試點利用多目標雷達檢測器作為信號控制機的輸入參數進行控制。一台多目標雷達檢測器可以同時做到一個方向的「出口溢出狀態、停止線處綠燈期間分車道的過車數據、進口道內紅燈末期的排隊長度數據以及綠燈期間的車輛到達流量、密度、速度等數據」。
2、滴滴公司對試點區域的調優效果進行評價。
3、控制策略：根據試點區域的路網特點和交通流量規律，首先是防止短間距路口車輛排隊溢出，在無溢出的情況下進行協調控制，並盡可能做到排隊均衡，提高綠燈利用率，減少路面民警的手動控制，為逐步取消老城區路面民警的手動控制提供經驗。
4、元旦前完成試點區域3個路口的設備安裝調試，做到3個路口現有控制方式的平穩運行。元旦後按照既定控制策略進行聯調聯控。
（四）著手對全市其他主要局部區域以及老城區路面民警手動控制比較頻繁的路口開展調研，根據我市短間距路口比較多的路網特點以及複雜的機非混合交通環境，制定針對性的信號控制策略，逐步從小範圍的局部區域控制，過渡到局部區域之間的協調聯動控制。
對即將招標的「2018年交通信號控制系統升級改造項目」中視頻檢測器的安裝點位進行適當調整，由經過公開招標程序確定的項目承建商進行建設和信號優化，並要求項目承建商把視頻檢測器由虛擬線圈的斷面檢測流量和占有率，提升到多目標實時跟蹤檢測流量、占有率、排隊長度、密度、車道內車輛數。
致謝：清華大學李瑞敏副教授、同濟大學李克平教授、北方工業大學張福生教授先後對本報告初稿提出了寶貴的意見建議，在此向三位老師表示衷心感謝！
作者簡介：謝少平，南昌市公安交管局科研所交通控制科科長，江西省城市道路交通文明暢通提升行動計劃專家，信控中國俱樂部會員。