[摘要]由广州省车联网产业联盟主办、深圳金溢科技股份有限公司协办,国家智能车路协同关键技术与装备工程技术中心、中国汽车纵横网支持的 “2019 第六届中国广东车联网大会”12月13日在广州黄浦区科学会议中心成功举行。 


庄杰:感谢各位专家、各位领导能有一次这样宝贵的机会,感谢车联网联盟,能让我们对于在智能车路协同的人工智能方面有一次实践应用的展示。深圳市智慧交通研究院是榕亨集团旗下的一个全资研究机构,在整个产学研体系上,本次的所路演的智能车路协同交通管控指挥机器人系统也是由深圳市政府批复的一个重点的技术攻关项目,目前该项目的应用实施效果,还有我们在日常能感受到的一些内容,今天和大家一起分享。

介绍的过程也很以下四个部分向大家展示,一是从政策角度来讲解,二是对于交通指挥机器人系统、原型和它的整个技术路线,三是关键节点和交通检测优化分析,四是整个交通运行指挥机器人管理控制的技术路线。

我节选了关总前面PPT总讲解的政策上,其实在国内目前政策都非常得天独厚,这就不多说。最重要的是国家政策鼓励有条件的地方,企业和地方政府在交通强国建设中先行先试,我们整个交通控制指挥机器人也是在这个条件下孕育而生。在整体的应用,感受到机器人并不是说一定要代替人,在我们交通指挥机器人中,也完全拥有机器人的三大要素,包括了感觉要素、运动要素和思考要素,其实这机器人本身是服务于人类。

在指挥机器人的关键技术中,有6大技术难点需要我们去攻克,一是多传感器的信息融合,其实机器人和正常的人类一样,需要听觉、视觉、思考,在近些年也是十分热门的一些研究课题。二是导航与定位,交通指挥机器人在整个系统运行中,自主导航本身是一项比较难攻克的关键技术,在导航的过程中,第三项的路径规划也是非常重要,研究分支领域。它如何在最短的时间内和最短的路径达到我们最高的指挥和运行效率。四是机器人的视觉,这相当于我们人类的双眼,如何去采集交通数据流、交通图像、各种复杂的事件等,这也是交通指挥机器人重要部分。五是智能控制,六是机器人接口技术。其实说到重点,机器人是整个系统不能完全排斥人的作用,交通指挥机器人最大的亮点在接下来展示中会体现出来,它最大的亮点是我们借助人机协调的方式来展示最新应用。

机器人的介绍完了,在车路协同中应用在哪些方面?交通管理控制的核心其实在于交通信号控制系统,目前在广州市,其实我来广州的这几天在路面上有多走一走、看一看,信号控制系统引进国外的一家,在广州市的应用当然应用非常长的时间。本次的交通控制指挥机器人的落地在深圳市,目前来看没有在交通领域指挥机器人的问世,当然项目的落地比较早在2015年开始研究开发。它最终要有效去应对不同的交通需求,实现常态化和特殊需求下的交通协同管控,也就是我们现在热度所非常高的城市交通大脑,其实也就是我们今天路演的交通指挥机器人系统。

该系统的整个开发原型从前期,由两大课题团队,一是同济大学的课题组,该项目的机器人团队是由博士带领的团队在美国伯克利、麻省理工MIT、同济大学、清华大学在美国参加的SCE参加的冠亚军项目,还有专利证书。二是我们核心的重点的机器人的部分研究,这是由哈尔滨工业大学深圳研究生院,其实机器人从前期的研发,该图片是研发的初期,这是灵巧手,为什么要做这样的事情?右边可以看到交通警察有标准的智慧动作,有48个交通指挥动作,机器人在模拟,除了人体的交通指挥48个标准动作之外,还可以完成手语、体语的整个表达过程。现在机器人高度有1.8米,与真实的原型完全一样。在重点实验室研究下,也完成了视觉采集、人机协同的过程。


我们整套系统在前期的应用在城市的交叉路口的单点临近两个路口进行一个前期的初期开发,它的控制过程即先进行交通数据采集,形成仿真建模的原始数据流,对于深圳市的新洲莲花路口和红荔路路口进行采集,发现交通拥堵和排队长队以及溢出,这是当时仿真整个情况,从而形成了一个体系的交通指挥信号控制单点优化模型。其实这过程由信号机+交通控制指挥机器人,通过视频的采集,再进行实时交叉口建模,最后以实时交叉口信号、问题的反馈,优化分析,最终形成决策研判,由信号机+交通控制指挥机器人去解决交叉口目前的各项疑难杂症。

灵巧手在研制过程中,做了大量数据,人在动的过程中,数据采集会形成手语库,因此在整个研究过程中,已经完成了48个,在采集的过程中,经过了5000多次的反复实验,采集的手套打坏了十几套,不断完善形象更加拟人化、形象化。完成机器人手语的部分,对于设计、研制开发的产品,交通信号监测分析优化控仪应用于深圳市中心区的道路交通信号控制优化,完成软件平台、硬件系统、交叉口建模、单点的优化管理。整个从实验原型对形成产品的过程,最终这一套系统还会产生分析报告,形成数据的日报、月报、季度报、年报。

刚才介绍的是交叉口的闭环系统,下一步运行对于城市干线的交通信号的联动,从单点出发到多个路口,形成一条线,这是在深圳市福田区,形成了整条点控、线控的优化控制过程。从应用角度来看,整个应用前和应用后,形成了定量评价和定性评价,定性评价分析整个过程。从扁、控、线控到下一个即到面控,城市交通区域的交通信号控制。图中所截取的地区是深圳市的中心区44个交叉路口,从仿真建模到评估分析,再到优化控制,形成了点线面一体化的交通拥堵模型,识别交通拥堵区域和交通热点。在整个深圳市几大区域还有特区内,中心城区实施动态的交通拥堵识别和优化。

我们整个的交通控制指挥机器人的配备,除了这些之外,除了在外面的双眼之外,还配备360全景的交叉口的无人机监控系统,这使机器人看得更远。通过更广域度的路口数据采集,形成交叉口的评估指数在线仿真,对过饱和的交叉路口关键路径与控制策略进行优化,终完成交通指挥机器人的实施联动、手语指挥、体语指挥,最终达到了优化各个交叉路口的运行。

在这个过程中,我们从道路网络的建模过程中,从微观、中观模型形成了整个交通仿真的基础模型,建立于深圳市中心区整个模型的各个矩阵,实现了从点、线面的交通优化配置,智能交通的指挥机器人的信号优化分析仪,整个将数据流不断地输入系统,让智能机器人建立深圳市路网的电子沙盘,实时动态,交通溯流仿真分析与评估。

在中观建模中,我们也对交叉口渠化与信号控制、小区信号、路阻延误等进行分析研判,最终实施结果在这后面一张,实施分析过程中,我们也引进了德国的PTV平面环境进行二次开发,建立了深圳市中心区交通仿真的平台环境,实施交通中观、微观可视化在线监测分析研判和决策知识应用。在整个诊断指标体系中,也形成了四大指标体系,即基本散束、运行指标、效益指标和安全指标等。

除了面向于壮夫和市场应用以外,我们还把整套的系统和前端设备智能装备封装,面向各个高校,这看起来有点像中医一样,其实交通也把它各种疑难杂症都类似于做一个医学的诊断。同时我们和上海的优图技术公司深度合作,对于每一个疑难杂症开出更好的药方。深度分析和数据采集之后,形成了城市交通控制信号系统的诊断分析系统,形成了分析诊断报告,在这图中,在深圳市的莲花新洲路口的交叉口仿真分析模型,最后的实施是仿真研判之后,潮汐车道的实施前和实施后效果,有了明显的改善。

这是我们实景图,在图中无人机进行更广域度的在线监测的建模,中间是信号控制机,右边是机器人的心脏,交叉口的交通运行监测仪、诊断仪和优化仪。整套的系统在2015年我们是第一次在深圳市的高交会亮相,各大媒体对此做了很深度的报道,这一套盒子可以治堵等等。整套的系统展示之后,我们在2017年科技部中国交通年会上获得三个奖项,同时奖项的应用也在未来的产业化中得到良好的应用。

我的整个报告到此结束,谢谢各位专家!

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