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数创未来 | 交通行业边缘计算创新与实践

  • 活动时间: 2023年01月04日 - 04日
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近日,由边缘计算产业联盟(ECC)主办的2022边缘计算产业峰会(ECIS2022)以云端直播形式成功举办。峰会以“边云智联 助力行业数字化转型”为主题,聚焦边缘计算在智慧交通、智慧城市、电力能源领域的创新与实践,展现了边缘计算对行业的赋能价值。易华录智能交通事业部副总经理张光磊发表主旨演讲《交通行业边缘计算创新与实践》。

智慧交通作为新基建主力军,如何利用数字化技术、新基建手段,通过先进的自动驾驶、车路协同、无线通信和新一代互联网技术对传统基建进行智慧化升级,构建安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合智慧交通体系,已成为行业广泛关注的问题。

以下为演讲实录

随着我国经济不断发展,城市化进程逐步加快,城市不断外扩,人口不断增加,机动车数量随着国民经济增长而不断增加,对道路交通施加了巨大的压力。交通路口作为道路的重要节点,做好路口的交通管理工作至关重要。

现有技术方案及存在问题

一般来说,交通路口状态信息通过线圈、地磁、视频、雷达等传感器采集后发送至云端集中处理,在云端进行复杂的控制策略生成计算之后,下发给相应路口信号控制机,信号控制机执行相应的控制策略并将信号灯态配时指令发给路口相应的信号指示灯,从而指导交通路口各方向人车通行。

但是,由于信号网络传输链路长、中心计算压力大、信息反馈不及时、控制策略依赖固定的路口交通模型缺乏灵活性,导致信号机缓堵优化效果不明显,目前仍大量依赖人工调节。各地政府逐步开始聘用专职的信号配时优化团队。

边缘计算技术

边缘计算是指将某些原本由控制中心执行的应用程序、数据计算和信息服务,分散到各个路口的终端节点去处理。它可以有效减少系统处理延迟和数据传输带宽,提高可用性。

1.本地化认知:边缘云部署在无线网络的边缘,能够实时访问无线网络和信道信息,应用程序也可以利用本地的位置与场景信息。

2.分布式服务:处于不同地理位置和网络层次中的物理实体,能够灵活地提供分布式的资源调度与管理服务。

3.异构性:服务场景多样化,边缘设备形态广泛且具备不同的存储、计算、网络资源和服务能力。

4.低时延:通过将应用程序在靠近边缘处或直接在边缘设备上执行,减少了远程传输,从而降低时延。

5.高带宽:计算密集型任务被迁移到边缘服务器,可以有效缓解网络压力,满足更多高带宽的业务需求

交通边缘计算的作用

智慧路口依赖越来越多的传感器,包括线圈、地磁、视频监控和激光雷达等先进感知设备,但是目前这些感知设备各自为战,彼此之间信息并未拉通,导致大量重复和冗余信息的传输和处理,而必要的信息往往由于监测手段有限而缺失。

通过边缘计算单元,可以对路口各类感知设备的路口状态信息进行融合处理,去除冗余信息的同时评估信息的完整性和有效性,对路口状态进行统一编码,并通过统一标准接口对接信号控制器,从而简化信号控制器的处理,提升路口信号控制的效率。

交通边缘处理器的控制策略生成,总的来看,是根据路口当前状态(各类传感器给出)和上个控制周期的实际运行效果,经过分析计算给出的当前周期的控制指令,并根据历史数据形成一系列的控制规则记录在数据库内,以便以后遇到类似的交通状态时调取。

交通边缘计算的另一个作用是充当车路协同的RSU(路侧单元),车路协同典型的C-V2X技术实现了车载设备与路侧设备之间的通信和协同,对于交通路口来说典型的场景包括消防车、救护车、公交车等特种车辆通行时提前开启通行信号以避免停车排队等待,需要车载模块OBU和路侧模块RSU之间的远程通信和指令下发,路侧模块在接收到特种车辆通信的信号之后,发送指令给相应的信号控制器,开启相应方向的交通指示灯,从而保证特种车辆的连续通行。

目前易华录开发的车载模块OBU和路侧模块RSU已经应用于江苏省泰州市姜堰区和长春的实际项目中,并取得了预期的控制效果。

交通边缘处理器TEC V2.0

易华录的交通边缘计算核心产品为交通边缘处理器TEC(Transportation Edge Computing),已更新到2.0版本,目前正在研发3.0版本。该产品定位为融合路口多种感知设备,实现路口视频深度解析、多维数据分析、智能信号控制和车路协同数据服务等功能。

未来还将对接更多类型的感知器设备,并通过统一信控平台驱动各个品牌的信号机控制器,近期易华录已在厦门完成了与海信信号机之间的对接测试。

成功案例

北京丰台区(程庄路-卢沟桥路)是2021年易华录交通边缘计算设备在北京市的一个实际应用试点,该路口是由三个相邻的交叉路口组成,位于丰台区西四环和卢沟桥路交叉口,附近临近学校和机动车检测场,交通流量比较密集,而且由于之前的三个路口信号机控制器分属不同厂商,相互之间独立运行,往往在交通流量高峰期呈现溢出现象,经常需要交管人员手动调节各个路口的控制策略。

易华录采用视频和雷达等前端感知设备,部署交通边缘处理器和信号机控制器,通过反馈式相阶自适应,及时生成下一相阶的控制方案,下发给信号机控制器,从而实现自动反馈闭环控制。

三个路口均采用易华录信号机控制器,通过一台交通边缘处理器进行统一协调控制,从而实现三个路口的信号灯联动,极大地缓解了当地交通拥堵情况。

从具体的实施效果来看,通过易华录的交通边缘计算方案,这三个路口的交通流量速度提升了7%,排队长度减少了5%,并且减少了断面溢出现象,提升了车辆通行效率和交管人员的工作效率。

在大交通时代,新模式、新业态、新产业不断涌现。易华录将继续发挥技术和业务优势,为用户提供更智能化的产品解决方案,完善和创新交通服务出行、交通服务产业模式,提升交通安全和运行效率,助推实现交通强国。