张 静

(江苏航运职业技术学院，江苏 南通 226010)

0 引言

现在是大数据的时代，人们每天的工作、生活都离不开大数据。大数据是指无法在一定时间内使用常规软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合。随着5G网络的发展、计算机技术的进步和物联网的不断应用，人们身边的一切都可以以数据的形式展现，工作、生活等都离不开这些形形色色的数据，比如网上购物、车载导航、网络游戏、虚拟身份等，应用最为经典的就是抖音软件通过用户浏览视频的频率和停留时间的长短来判断用户对什么东西感兴趣、对什么类型的视频更为喜欢，从而推送同类型的商品或者视频给用户。

交通管理工作也离不开大数据成果的应用，已经从当年交警在路口人工指挥交通发展到现在信号灯自动控制系统，实现“绿波带”、信号灯自适应等功能。全息交通(Pan-Information Transportation)是中国工程院院士钟志华在互联网、物联网飞速发展的大背景下，于2011年首次提出的概念[1]。特别是近几年流行的全息路口，正是在这种大数据时代下，工作需求提升到了一定程度的产物。全息路口可以完全对交通路口的实际情况进行仿真模拟，对路口的监测不会受到视野、天气、时间、距离的影响，可一次监控多个路口，能及时发现问题，深度剖析问题，并提出解决方案[2]。简单地说，全息路口就是将某一个交通路口的机动车辆、非机动车辆、行人和周围道路标志、标线等环境都通过数据的形式展现出来，对这些数据进行分析、研究，通过交通通行模型的建立，总结道路通行的规律，找到事故隐患的点位，通过不断优化路口信号灯配时和路口交通标志、标线，根据数据分析，不断对路口渠化进行调整，将该路口的全部事件用数据方式存储，在需要的时候将整个事件数据调用转换成可以听、看的模式。

1 全息路口的基本原理

目前，国内主流的全息路口解决方案主要采用多方向雷视拟合技术，也就是采用雷达和视频相结合的技术，一般是架设雷视融合一体机，捕捉路口的机动车、非机动车和行人的数据，结合高精度地图呈现路口全息视角。一般的一体机具备毫米波雷达技术、视频处理技术、深度学习技术，融合了雷达和视频的优点，实现对道路的全天候感知、全要素感知，可以提供车流量、车辆长度、速度、占有率、事故检测、车辆违法检测、人员和车辆区分检测、车辆刹车、车辆冲突点等多种信息。

考虑到当前全息路口的安装费用较高，在日常的交通管理中，一般在重要的路口或者事故多发、违法行为较多、交通拥堵、老百姓关注度非常高的路口安装使用。一般情况下，雷视设备可以安装在距离停车线15～20 m位置的监控杆件上，一个雷视设备可以覆盖2～3个车道，覆盖宽度为15～20 m，路口过大时需要额外增加设备来补充覆盖，而且边缘车道的覆盖效果会打折扣。尽量不要选择道路中央有绿化带且绿化带高度超过1 m的路口，因为雷视需要覆盖对向双向车道，高绿化带使得对向进口道的数据无法采集。路口多个雷视作用域之间必须保证有重叠区域。建议在路口4个角落有选择地安装球机监控，通过对路口的全景视频配合全息路口数据应用。一般安装的设备和点位如图1所示。

图1 一般路口安装方案

2 全息路口在交通管理中的应用

全息路口在交通管理中的应用很多，如果连续几个道路全部设置成全息路口，形成全息路网，那么整条道路均可以实现车辆高效、安全通行，再结合当前的数字城市建设，将会为未来整个城市的优化运行提供基础支撑[3]。目前，国内大多数城市主要选择个别点位路口开展全息建设，单点路口的应用主要有以下7点。

(1)综合评价。全息路口可以对路口交通流总体通行顺畅程度进行评价，形成路口通行等级，通常是以路口车均延误进行服务水平的换算。统计标准参照美国公路通行能力手册(Highway Capacity Manual，HCM)，具体服务水平如表1所示。

表1 HCM服务水平

(2)运行评价。通过全息路口可以对路口的运行指标(交通流量、平均速度、车头时距、车头间距、空间占有率、时间占有率、平均延误、排队长度、平均停车次数等)按照不同空间维度(路口、进口道、转向、车道)进行统计和趋势分析，从24 h运行指标趋势和历史运行指标变化趋势两方面分析指标变化特征，按照百分制对路口运行情况进行评分。

(3)实时展示。可以实时通过数据的模式精准展现路口的实时流量数据，包含机动车、非机动车和行人数据。常态的路口监控只能显示车辆数据，而对于行人和非机动车数据无法掌握。

(4)事件回溯。通过对交通事故和事件的自动感知、精准数据辅助定责，可以为事故的发生原因和责任认定、交通肇事案件的破获、交通违法行为的查处认定等提供帮助。

(5)违法记录。支持对车辆进入导向车道不按导向行驶、违法变道、逆行、左转不让直行、闯红灯、压车道线、违反禁令标志、超速、未戴头盔、违法停车、不礼让行人等多种违法行为的抓拍记录。

(6)冲突分析。支持路口信控自适应配时；通过实时交通热力图和路网出行规律，快速发现交通隐患点，缩短治理周期，并依据数据分析给出交通组织优化的合理建议。

(7)长期保存。由于现在的摄像机都是500万以上像素的高清摄像机，针对路口车辆过车图片和视频的存储会给人们带来巨大压力，基本上每辆过车图片在150 k左右，每秒高清视频存储需要6 M左右，后台存储基本都需要用上PB级的存储阵列，而通过数据的方式存储路口的事件，压力会小得多。

3 道路优化的具体实现

以某市淮海路与西安路交叉口的全息路口方案设计为例。淮海路与西安路交叉口位于市中心，东侧是去往市中心地标建筑(苏宁中心)的必经之路，南侧是某市第二人民医院，每天有大量的就医人员从该路口经过，西侧有市医科大学中心校区，北侧是多处老旧小区聚集地，该路口流量较大，非机动车、机动车、行人交织，路口通行情况十分复杂，交通拥堵排队时间长、剐蹭事故多发。为解决这个路口复杂的交通问题，市公安局交警支队针对不同时期交通运行特点，组织开展道路交通秩序整治和专项交通安全治理行动，尤其强化堵点乱点的整治、隐患点位的排查治理以及路口信号控制和交通组织的优化治理。但由于该路口受到居民出行、医院就医、中心商圈多重影响，工作人员往往只能凭借经验来研判和治理，在人力资源有限的情况下，无法精准掌握路口运行态势，无法科学合理地发现问题并开展有针对性的交通治理工作，也无法应对愈加复杂多变的路口交通问题。

为了彻底解决这一难题，在该路口开展全息路口建设，通过精确到车道的进口流量、转向流量、潮汐流量、停车次数、延误时间等数据，对路口的交通信号配时、路口饱和度、交通组织和道路安全等方面进行评估，全方位、立体化、数字化地为交通精细化治理提供数据支撑。

全息路口系统使用以来，该路口经过了3次交通配时调整、1次车道调整，高峰期车辆通过路口的平均延误时间下降了70%，剐蹭事故下降了85%，充分实现了路畅、民安的交通出行目标。

4 结语

大数据时代让人们需要的任何数据和场景都会通过数据的方式展现，让人们能够以更细化的方式感受数据、更全面的维度理解数据、更完美的形态呈现数据。交通出行关系到每个人的生活，相信全息路口会在将来的交通管理中发挥更强大的作用，通过融入数字城市改变人们未来的出行。