沈阳天久信息技术工程有限公司 闫金海
1 引言
在新基建背景下，我国车路协同的后发优势更大，已经为智慧交通规划的重要组成部分，并在政府的引导下展开有序竞争；车路协同补足单车智能的柳暗花明之路，目前还处于协同感知的早期阶段。车路协同是一种采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实现车与车、车与路、车与人之间动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成安全、高效和环保的道路交通系统。车路协同产业链潜力巨大，未来有望成为新一轮科技创新和产业竞争的制高点。车路协同可以加速自动驾驶规模商业化落地。
车路协同业务实现逻辑图
城市交通信号控制系统是智能交通的主要组成部分之一，是智能交通发展程度的直接体现，发展程度的直接体现，它通过单点、干线和区域协调等式，根据交通模型进行优化配时，提高交通通行能力、降低车均延误和停车次数，实现路网交通流的优化调控。
本世纪初至2010年左右，我国的交通控制主要使用国外的控制系统如SCOOT、SCATS等。近年来，我国交通信号控制的研究和开发取得了较大的进展，出现了多家国产的交通信号控制系统。随着智能车和路侧系统等技术的发展，车路协同的交通信号控制将成为今后的发展向。城市智能交通系统由公交子系统、出租车子系统、轨道交通子系统、专车子系统和社会车辆子系统等组成，各交通子系统间存在着复杂的耦合关系，一个交通子系统的规划、建设和运营需考虑其他子系统，因此，协同式智能交通系统是通过各交通子系统的协作运行，来实现对城市交通系统的全局优化管理与调控。
协同式智能交通系统对各交通子系统建设的决策与运营管理，居民出行方式的选择与改变，大型活动协同调度与疏散、灾害情况下的应急处理等都将发挥重要作用。
2交通信号控制挑战
交通信号控制面临的挑战可以从两个维度来看，首先，我国目前无论是一线城市还是三四线城市都面临同一个问题，同一城市内有多种品牌的交通信号控制系统，彼此之间不能互联，造成现状的原因有多种，如历史遗留问题，设计规划缺少前瞻性等等问题；此次，基础传感器的局限性，大多数交通信号研究人员都将基础设施传感器（例如地磁或摄像机）用作交通状况信息的主要来源。交通控制系统主要依靠手动收集的交通流量计数和来自这些基础设施传感器的数据。交通信号计划是根据一天中经过调整的到达车辆制定的。然而，点检测器和视频检测器具有许多缺点。点检测器仅记录车辆经过时的位置。没有轨迹信息，例如车辆的速度，位置和加速度。由于车辆的严格制动和加速行为，停车处的探测器故障率更高。另外，检测器的维护既费时又昂贵。视频探测器的性能可能会受到环境条件的不利影响，例如光照（引起视频探测器故障最多的条件）和天气。
互联车辆和V2X技术无需依靠地磁检测器之类的基础设施传感器，可以通过互联车辆（CV）技术改变城市交通信号控制。CV启用了车辆到所有(V2X)的通信，并通向智能交通系统，所有车辆、道路使用者和基础设施系统都可以相互通信。可以应用各种通信技术，例如蜂窝、Wi-Fi、卫星无线电或专用的短距离通信（DSRC）。CV / V2X将提供有关交通状况的更多信息，从而有助于减少交通拥堵、降低事故率、最大化交通流量并减少排放。通过车对车(V2V)通信，可以在附近的车辆之间交换车辆位置，速度，加速度等。借助车辆到基础设施（V2I）通信，车辆可以将信息（例如车辆轨迹，交通状况和信号定时）传达到交通信号，工作区，收费站和其他类型的基础设施。有效的利用车联网来对交通信号控制进行优化，以交通路口的应用场景为例，能够把车辆的车速、车间距、加速度与交通信号当前的相位状态、相位时长、相位顺序、倒计时时间等进行数据互享，从而能够有效的对交通路口的交通信号配时进行优化，及时有效调整路口周期时长以及各个相位的绿灯时长，既可以对单一路口也可以对区域最小系统的多个路口同时调优，以达到区域优化的效果。下图为单一路口的应该用场景。
场景图
3 车路协同和交通信号控制
与传统的交通信号灯操作相比，V2V / V2I通信带来了新的范例。交通管制者可以从CV中收集实时数据（位置、速度、油耗参数），然后对数据进行处理以优化交叉口、线控或区域的信号定时计划，以最大程度地减少延迟，停止，以及对环境的影响。车路协同的路侧终端也可以获取当前路口的交通信号的实时状态，通过加权及预估算法反馈给交通信号控制系统，如此形成闭环控制，从而使得交通信号定时控制方案处于最优状态。车路协同与交通信号控制的融合目的是优化基于CV数据的交通信号配时优化技术，即有关车辆位置和速度的实时信息以及与信号控制系统的通信。研发和评估在各种CV穿透率下路口的信号配时序优化方法，面向线控和区域开发协调的信号操作方案，以优化多个十字路口的偏移量，并评估每个信号变化如何影响附近十字路口的信号时序；使用流量进行交通模拟仿真工具测试和验证配时模型和算法。
4交通信号控制的憧憬
通过车路协同构建数字化底座：路侧感知 + 车、路、网、云联接 + 边云协同计算，为智能交通管控服务打下坚实的基础，同时为城市交通管控和治理注入新的血液和力量，解决城市交通拥堵的痛点，实现感知与管控闭环控制。
