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孪生路口,路口智慧化的下一站?

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在智慧城市建设的关键节点,如何缓解交叉路口通行压力,降低交通事故发生概率,已然成为近年来智慧交通建设的核心场景问题之一。为实现交通管理可视化、精细化、智能化、协同化发展,全息路口成了智慧交管领域的热词。

伴随着行业和市场的演进,以及数字孪生等数字技术的进步,基于全息感知,具备双向映射、动态交互和实时连接能力的孪生路口,也正成为行业探索的新方向。

从全息路口到孪生路口

城市交叉路口是城市道路中环境最复杂、参与者最多、问题状况最频繁的交通场景。它是道路交通系统的节点和枢纽,承担了大量交通流量。在城市交叉路口场景中,经常会出现交通安全管理压力大、非现场执法难和重点车辆管理难,以及交通拥堵严重、指挥调度难、信号调优难等问题。

数据显示,在城市道路发生的交通事故中,有超过60%发生在交叉路口及附近。为优化交叉路口管控,提升道路通行能力,行业纷纷将目光投到可掌握交通态势、可监控路口行为的全息路口上。

何为全息路口?作为城市交通精细化管理创新的产品和服务,全息路口是融合路口雷达+电警/卡口摄像机等多种感知设备,以及行业最新感知、地图等技术,对路口车辆、人流信息进行抓取并而生成精细化数据的管控过程,具备“全方位感知+超强计算+可靠通信”的能力,不仅能实时感知监测任何路口冲突点,为管控人员提供“路口上帝视角”,还能实时显示路口信号控制方案和当前相位,实现路口与干线的信控优化。

看到以上种种优势,各大行业厂商先后推出一系列基于全息路口的解决方案,助力交通行业数字化转型。2021年,世纪高通面向交警支队/大队秩序处推出全息路口产品,辅助交警提高管理效能,提高路口通行效率;中控信息则是从路口级交通管控实战业务出发,实现路口多维安全预警、路口精细管理、车路协同场景下的交通信息服务等。

众多互联网科技企业也凭借强大技术优势,在全息路口领域进行探索。腾讯通过端边一体的全息融合感知体系成功搭建二维全息路口,用于助力提高交通通行效率;华为也推出全息路口解决方案,并联合众多行业企业发布全息路口标准,助力交通管理走向科学化、精细化。

众多实践表明,全息路口的确能够提升道路通行效率,提高群众出行幸福感。但在方便大众的同时,其短板也慢慢暴露出来。

全息路口主要采用雷达技术监测,存在对全天候大范围交通事件监测不稳定、对行人和物品监测效果较差等问题。有科研团队曾做针对市面上多款主流雷视一体机做过测试,轨迹和车辆能够同时相符合的,表现最好的不超过60%,这表明智慧全息路口监测误差范围仍旧较大,不能保证城市交叉路口的交通监管精度。

与此同时,数字孪生行业大热,其技术应用在智慧交通领域中见益明显。众多行业人士认为,具备实时性、闭环性的智慧交通,将是未来交通发展的新方向。在此大背景下,全息路口这个小分支上也开出了孪生的花,孪生路口新概念映入人们眼帘。

实现道路场景三维立体可视+精准触达

不同于全息路口的二维视角,数字孪生路口是三维立体的,具备“三维实时仿真+ 精准预测+ 动态控制”能力。

孪生路口的本质原理是通过数字孪生技术,对路口场景进行模拟、验证、预测、并控制物理实体的全生命周期过程。在完成数字映射的全息感知后,孪生路口能够通过三维立体路口场景还原,对交通信号进行动态控制,从而保障路口车流、人流安全高效通行。

例如,当路口出现前方车辆故障导致占用一条车道的情况时,孪生路口交通仿真系统可以及时获取车辆、道路以及周边人流等信息,推测在当前管控方案和流量状况下,是否会发生拥堵以及发生何种级别的拥堵。

预判完毕后,孪生路口信息系统将向管理者立体化预演事件演化过程,灵活调整后期管控策略,优化交通信号指示调配,辅助管理者实现通行效果最优,这是孪生路口从三维立体可视到精准决策的流程优势体现。

目前,孪生路口已经在行业有所应用。比如说,在北京海淀区进行的全息路口试点项目中,万集科技通过全息全域感知和实时动态孪生技术,实现了车道级的流量检测和排队检测,以及信号灯控制策略的实时调整,大幅提高路口的通行效率。

腾讯等互联网科技企业也在二维全息路口基础上,进一步构建实时孪生路口,实现对路口全场景的虚实互动和仿真推演。

腾讯智慧交通首席架构师赵鑫此前曾在演讲中介绍说,首先通过在感知层构建端边一体的感知计算体系,获得全息融合感知能力,然后通过聚合互联网大数据、行业自有设备数据和第三方数据等多源数据,并与地图关联,搭建时空一体的框架,最终形成全域可计算路网。在实际应用中,当“感知到道路前方发生交通事故时,通过数字孪生体系的计算和决策,可以及时关闭事故车道,并引导车辆安全行驶”。

数字孪生路口能够赋予全息路口更强大的能力,是优化交叉路口、提升道路通行能力、降低交通事故发生率更为有效的手段之一。更重要的是,相比全息路口,孪生路口除了在路口监测方面,性能更全面、更稳定之外,在面对车辆等C端的信息触达方面也有显著突破。

孪生路口监测预警过程中,路侧传感器、车载智能终端等会产生大量的交通数据,腾讯等科技企业在对这些数据进行分类、管理、清洗和标注和可视化处理后,还能利用基于社交、内容和服务等形成的用户触达先天优势,为公众提供精准的通行信息与服务。

赵鑫表示,腾讯的数字孪生技术从感知、实时互动到仿真推演和辅助决策,整个链条是打通的。可以在对数据进行分析后“做出精准决策,再以灵活方便的形式进行主动推送,为个体用户提供停车诱导、灯态倒计时显示等在内的多种C端信息触达服务,助力用户安全愉悦出行。”

全息路口和孪生路口都是比较新颖的概念,业内人士普遍认为在实际应用中可以根据不同业务场景灵活转换,考虑二维和三维两套系统并行运营。

赵鑫介绍说,在日常路口指挥实战业务中,可以启动全息路口;在重大活动、应急指挥、交通规划等有推演及决策需求场景中,可以启动孪生路口,利用数字化世界的逼真场景发挥更佳计算效果。二者相辅相成,达到效益最大化,为智慧交通路口信息化管理提供支持。

在智能交通市场持续增长的大背景下,一边是数字孪生等前沿技术在迅速生长进化,一边是交通管理运营部门和企业在不断推进产业融合,加速智慧路口的规模应用和标准体系建成。相信未来,不仅复杂的路口将变得智能化,还会有更多交通细分领域将踏上数字化、智能化的发展道路,一同加速交通数字化转型进程。

编辑:二月

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