雷科防务 毛冬
一、项目背景
以国家政策规范为指导，通过互联网+、大数据、云计算、人工智能等前沿技术应用，构建智慧交通建设已成为当今城市发展的必然趋势。山东省临沂市地处东部沿海经济区核心城市北京至上海最短距离的中心位置，区位优势十分明显。作为全国知名的货物集散中心，近年来临沂市积极推进城市道路及高速等基础设施建设，由沂蒙交投集团投资建设的临沂北连接线改建的工程项目，路线全长25.2公里（G2京沪-G25长深高速之间一段国道和省道），自2011年改建以来，为临沂经济发展做出了重要的贡献。但是，随着城市发展升级换代、人口和车辆持续增加，该路段原设计交通量在2020年达到1.3万辆/日的规划，已远远低于2019年底 3.4万辆/日的实际交通量。特别是临沂市新西外环（G206改建）通车以来，重载车辆比例持续快速上升，交通拥堵呈现常态化。
为解决城市道路拥堵，引领城市交通建设健康发展，进一步响应国家智慧交通政策号召，临沂市政府决定对该项目路段进行改造，特别是借助智能感知、5G通讯、大数据和人工智能等科技创新的技术手段，提升公路管理的数字化、网联化及智能化水平。
二、方案概述
雷科防务凭借在国家智慧交通建设行业的领先优势，成为临沂市政府建设交通强市的首选合作伙伴。雷科防务智能网联业务具有成体系的“智慧交通解决方案”、成系列的车路协同体系产品及丰富的实施案例。针对沂蒙交投集团建设在此线路改造工程中遇到的实际问题，站在未来智慧交通和智慧城市的高度，提出了以“智慧路口”为切入点，以点为基础，建设“智慧路段”，从而连接建成“智慧路网”，基于点线面稳扎快连的战术，助力临沂市的“新基建”建设。如图1所示；
图1：城市智慧交通解决方案总体设计示意图
临沂“智慧路口解决方案”已落地实施，并成功优化交叉口的信号灯智慧管理，明显提高了路口交通效率，从而带动项目改造线路干道整体通行效率的提升，为未来加强临沂市城北（干道与支路）区域协同与优化奠定基础。如图2所示；
图2：总体设计架构示意图
“智慧路口解决方案”通过智能路侧感知设备采集路口交通流量、交通事件，并与信号灯控制器联动，优化红绿灯配时；利用边缘计算、V2X技术实现车路协同，道路危险预警；利用云计算、5G通信技术，结合大数据分析，在沂蒙交投集团的业务数据平台（区域/总部）实现多维数据展示与应用服务。系统主要功能包括：
基于路口实时感知数据，利用先进的交通模型和优化算法对交通信号控制参数（周期、绿信比和相位差）进行自动调整，实现路口智能化、科学化交通控制。
通过协同分析相邻路口交通参数，优化区域交通信号配时方案，适应早高峰，晚高峰，夜间，节假日或特殊事件等不断变化的交通场景。
根据路口情况、路段情况、道路地理位置关系，综合分析交通流量、拥堵指数等数据，对前端信号机配时方案进行验证与优化，生成路网信号机最优控制策略，建立策略数据库。
具有采集、处理、存储控制区域内的车流量、占有率、饱和度、排队长度等交通数据的功能，为交通信号配时优化、交通疏导、交通组织与规划提供数据依据。
图3：临沂路口实景图
三、应用效果
临沂“智慧路口解决方案”的改造建设，已取得阶段性试点效果。以205国道与沂蒙路的交叉口（常态拥堵路口）改造为例，在绿灯空放时间优化方面，实现绿灯空放时间减少超过70%，各方向排队均匀，绿灯空放时间优化前空放35秒，优化后仅为9秒。
（一）在通行时间方面
途径改造路段金锣实验学校到长深高速G25河东收费入口处，驾驶需要行驶27公里，途经至少9个红绿灯，货车多，通行时间减少14%。（图4为高德导航APP，上午11:05的导航数据）。
图4：优化前后通行时间对比图
（二）在通行能力方面
早高峰时段（7:00—10:00），晚高峰时段（17:00—20:00），通行能力增强明显，通行能力平均增强21.5%，如图5所示，为感知设备统计数据。
图5：优化前后通行量对比图
（三）在排队长度方面
距离明显减少。优化前西入口排队经常超过460米，优化降低到100米左右。如图6所示；
图6：优化前后实景对比图
（四）绿色节能方面
临沂“智慧路口解决方案”的205国道与沂蒙路的交叉口（常态拥堵路口）改造项目，在实现路口交通整体优化的同时，将时间成本、燃油损耗、碳排放降至最优。以东西方向车流量每天20000辆计算，每辆车载路口等待红灯的时间平均1分钟，按每辆车路口待车时间减少15%测算，每天节省时间为（1×15%×20000 ）÷ 60 = 50小时。以平均怠速油耗3.5升/小时计算，每天节省燃油量50×3.5=175升，节省燃油按6.0元/升计算，1天节省燃油175×6.0=1050元。根据BP中国碳排放的资料：节约1升汽油=减排2.3千克“二氧化碳”，一天节约汽油，将会减少二氧化碳排放175×2.3 =0.40，吨碳交易价按60元/吨，补贴100元/吨，一天碳排补贴+碳交易：64元。
通过“智慧路口解决方案”对205国道与沂蒙路的交叉口（常态拥堵路口）的智慧升级优化，此路口每日累计的直接经济效益是1114元，同时减少0.40吨碳排放，每年累计的直接经济效益是40.6万元，同时减少146吨碳排放。
四、先进的传感器系统
应用新一代智能多元融合传感系统，全面提升交通事态感知效率，助力创新性建设。智能多源融合传感系统由雷视计算一体机、路侧通信单元（RSU）、区域MEC等构成。其中雷视计算一体机是一款集雷达、图像、计算、高精度定位授时于一体的智能路侧感知设备。通过集成电警卡口相机、交通环境感知相机和毫米波交通雷达，可实现双向监测全域覆盖；通过大算力核心处理器进行毫米波雷达与摄像头数据融合，实现全域范围内全要素感知；该设备还创新性的采用双网隔离设计，满足车路协同网络与交警网络“多感合一”的复合应用。该设备将进一步在交通环境监测方面（交通流量监测、交通事件监测）、交通智能管理方面（城市交叉路口管理、高速、城市快速道路管理、交通执法管理）提供重要支持。如图7所示；
图7：雷科防务“雷视融合电警卡口一体机”
临沂“智慧路口解决方案”项目，在减少拥堵时间、降低燃油损耗、减轻碳排放等重要指标方面表现优异，受到了临沂市政府及沂蒙交投集团的高度认可与好评。雷科防务将继续发挥公司在智慧交通领域技术优势，为多、快、好、省建设新沂蒙，助力临沂“153060快速交通圈”战略，贡献企业力量。
