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为交通大脑而生 | 阿里系浩鲸科技推出软件定义信号机

平地一声惊雷!

阿里系浩鲸科技于7月21日正式推出“软件定义信号机”的SDS-UTC智能信号系统(SDS-Software Defined Signal),其中还包括了浩鲸首款智能交通硬件-交通信号机。

自2018年被阿里控股后,浩鲸科技成为阿里云技术与传统智能交通市场的连接器,阿里云城市交通大脑遍地开花,信号控制作为主要服务方向却因行业信号控制系统协议的封闭现状举步维艰。浩鲸科技此时推出信号机,是顺应自然,还是筹谋已久?

浩鲸科技为什么要研发信号机?是否为城市大脑而建?

什么是软件定义信号机?与传统信号机有何区别?

软件定义信号机如何与城市交通大脑协同?

浩鲸科技在信号软服务方面有哪些想法?

得知浩鲸科技要研发信号机的消息,这些疑问油然而生,业内对这个素未谋面的软件定义信号机也颇为好奇。

近日,带着这些疑问,赛文交通网独家专访了浩鲸科技城市智能事业部创新研究院院长唐磊。

赛文交通网:以软件服务为主的浩鲸科技为什么开始做信号机?

唐磊:说到交通,信号是目前无法绕开的话题。近年来,滴滴、阿里、华为等公司都在交通领域涉及信号优化和控制。

浩鲸科技开发信号机的缘由,首先从公司层面上,浩鲸科技定位是数字化转型专家,基于数据智能的行业云服务提供商;其次在交通领域,需要结合这个总体定位,结合自身软件能力为城市交通服务和赋能。做信号机本身不是仅仅为了卖硬件,而是结合交通大脑在各地的落地应用,通过软件能力为信控系统赋能。

我们的交通大脑会保持开放,纳入众多的设备供应商,合作形成软硬结合的综合服务能力。

我们做软件定义信号机就是为生态系统的硬件打样,生态内没有厂家做这样的信号机,我们在交通大脑的实施过程中,要求其它信号机厂家这样做,结果人家说很困难,基本做不来,于是我们决定自己做一个出来,打造以交通大脑为核心的示范应用。

这样的定位,便于发挥我们自身的核心优势,即软件服务能力。同时,提出一些新的理念和平台,为产业作出自己的贡献。

赛文交通网:SDS-UTC智能信号系统具备哪些功能?交通大脑能为智能信号系统提供什么?信号系统又如何反哺交通大脑?

唐磊:浩鲸科技采用“软件定义”与“互联网+信控”理念研发新一代智能信号控制系统,提出所谓软件定义信号机的概念。这个智能信号系统对外的名称为SDS-UTC,定位于城市交通的信号控制。

该系统软硬结合,软的部分是SC(信控中心),硬的部分是RSU(路侧设备,与传统信号机类似)。

SDS-UTC系统的核心功能由两大块组成,第一块是交通信号配时优化,另外一块是信号服务。

第一块的功能信号配时优化有三个层次。第一个层次是传统信控系统所具有的基于子区的信号优化功能;第二个层次是基于“信控数据底盘(中台)”交通大数据基础上的交通信号配时优化功能;第三个层次是基于互联网出行数据与“交通大脑”基础上的城市全域信号配时优化功能。

三个层次中,第一个层次是传统交通信号控制系统所具有的基于子区的信号优化控制功能。本质上来说这是一个微观的、局部的信号配时优化功能,优化算法主要依赖于信号机自带的、符合自身规范的车辆检测器所采集的流量数据,却不能利用众多的电子警察、卡口及其他交通监测系统所采集的多源数据,正如那著名的“世界上最远的距离是路口摄像头与红绿灯的距离”之问,近在咫尺却又远隔天边,已很不适应“泛在互联,数据智能”数字化时代的交通管理需求,只作为一个基本功能在部分路口使用。

SDS-UTC系统实现的第二个层次的功能就是基于城市电警、卡口及其他多源交通监测时空大数据基础上的交通信号配时优化功能。

浩鲸科技具有成熟的数据治理解决方案及许多行业数据治理的成功实践,“数据智能”也是实现信控业务数字化转型的关键。基于电警、卡口等城市多源交通时空大数据,打造“信控(交通治理)数据中台”,辅以专用AI算法池,不仅满足SDS-UTC系统的交通信控需要,还可赋能第三方城市交通治理的应用需求。

SDS-UTC系统实现的第三个层次是全域优化。

近年来,随着互联网出行和导航用户的大量增长,高德、滴滴等互联网公司积累了大量的车辆轨迹和出行数据,并在多个城市进行了信号优化的实践,取得了一定的效果,由于各个城市采用不同厂家的信号控制系统,也存在着落地难的困难,因而不能充分发挥这些数据的作用。

作为阿里生态圈的重要成员之一,浩鲸科技SDS-UTC系统在系统设计之初,即与生态圈内相关互联网出行服务厂家紧密合作,研发了基于互联网出行数据及交通大脑数据的城市交通信号优化系统。

第二大块是信号服务的功能,可以简单总结成四个字“双向互通”。结合智能网联汽车、信号即服务的发展,SDS-UTC开放服务给广大的交通各要素使用,实现信号与各要素的双向互通。

以前的信号控制,对于信号机来说,在一定程度上是“瞎”指挥,因为它基本“看”不到人、车、路,都是别人告诉它的。通过对外提供服务,信号机必须把这些都看得很清楚,并且在看的同时,数据可以得到有效沉淀,形成信控数据底盘。

数据是交通大脑发挥更大作用的重要资源,信控系统一方面受益于交通大脑的信号配时优化服务,同时信控系统又可为交通大脑反哺大量的数据资源。

SDS-UTC系统加强了系统运行日志的记录与分析功能,包括历史交通流量数据、路口执行的历史配时方案记录、配时方案人工修改日志、人工干预操作日志等系统运行记录。通过引入人工智能算法,这些数据在配时方案的评价、信号优化算法的进化等方面都能发挥重要的作用,从而构建一个闭环的、可自我进化的城市智能信控与交通治理平台。

赛文交通网:如何理解软件定义信号机?与传统信号机相比,主要的区别及亮点是什么?

唐磊:一个城市的正常运行需要很多功能进行支撑,目前这些功能都散布在多种硬件当中,其中有很多是重复建设的硬件,功能单一而不能互换,通用性差、维护困难。

随着技术的进步,特别是万物互联的趋势,进而导致的数据自由流动的发展方向。硬件的功能边界将会被打破,很多新的功能需求只要在硬件互联的基础上进行组合,进行所谓的软件“编辑现实”,就能很好地支撑城市功能,不需要再建设一个新的硬件设施。

在不远的未来,物理世界将和虚拟世界一样可以任意编辑。

比如在家居生活中,厨房的煤气灶用来加热食物,客厅的钟用来显示时间。你想要一个带定时开启关闭的煤气灶方便使用,不需要把旧的煤气灶换掉,只需要在手机上把客厅的钟和厨房的煤气灶之间画一条线,煤气灶就有了定时功能。

再来看软件定义信号机就相对比较好理解。

软件定义信号机有几个比较关键的概念:软硬件解藕、控制和执行分离、服务请求与注册。其实这些概念在SOA、微服务等技术中很常见,但受制于网络带宽、时延、安全性等条件,以前无法在信控系统中实施。

随着5G带来的高带宽和低时延,以及网络的安全性保障,信号机的“编辑现实”功能有了现实的条件。我们把信号机的功能一层层分析,就像剥洋葱一样,一直剥到“原子”级。这些“原子”级的功能以服务的形态到交通大脑注册,复杂的逻辑功能由云端的大脑进行组装完成,由大脑响应信号控制请求,信号机变成一个通用的开关灯设备。

在软件定义信号机里,信号将以一种服务的形态出现。当然不一定是由浩鲸把所有的服务都做了,我们将平台开放出来给生态,让信号机的合作伙伴把他们的服务也在我们的大脑上进行注册。

由此,我们开发了“伏羲平台”,取名伏羲(中国神话传说中创世纪的神)意味着这不是一件容易的事情,要打破信号控制系统协议封闭现状,创造一个开放的未来。这样的话,信号机虽然看上去变成了一个通用的硬件,但由于有软件定义的加持,功能将变得很强大。这是与传统信号机最显著的区别,我们特别欢迎生态内的信号机合作伙伴把硬件上的一些功能解藕出来,作为服务注册到交通大脑。

为交通大脑而生 | 阿里系浩鲸科技推出软件定义信号机

平台架构

赛文交通网:浩鲸科技将软件信号机定义为“发智能驾驶之端,创信控业态之新”,如何理解“发智能驾驶之端”?

唐磊:近来智能驾驶很热,未来要达到L4、L5等级的自动驾驶,离不开交通信号控制与汽车的交互。

“发智能驾驶之端”是指浩鲸科技以研发信号机为契机,开始进入智能网联汽车领域。我们的软件定义信号机(SDS-Software Defined Signal),其中的硬件为RSU即路侧设备。我们还是想发挥我们的软件优势,比如云控平台(含软件定义信号机),希望能打通“端、管、云”,为智能驾驶业务保驾护航。

赛文交通网:面向智能网联及车路协同,浩鲸科技智能信号系统将有怎样的应用布局?

唐磊:“路是人类最重要的基础设施,互联网是信息时代的基础设施,这两大基础设施开始历史性交汇:我们要将路也铺在互联网上,打造智能高速公路。”

而信号机将会成为浩鲸打造的连接车辆与互联网道路的首个硬件产品。

第一,将信号搬进车内,实现车辆与道路信号的无缝对接,减少因恶劣天气、设备遮挡、信号冲突、设备故障等引起的交通威胁;

第二,集成监控设备、信号设备、雷达、线圈等交通设备于信控中心,让SC平台(Signal Center 信控中心)可以全面掌控一手交通数据,统筹全局,对交通管理进行更加精细化管理;

第三,连同网联车辆与路侧设备,辅助交通设备可以从更多角度补全路况信息、OD数据、感知信息、事故数据等;

第四,辅助智能网联向更多更全面领域发展,同时可以生成更多跨行业的数据分析对比,产生更多个性化案例和效益提升。

赛文交通网:浩鲸科技提出软件定义信号机核心价值之一是实现“信号漫游”,通过“基于位置自主生成ID”的核心算法完成交通控制信号市、省、国家级的全联网,那么实现这一价值的关键技术及前提条件是什么?

唐磊:“基于位置自主生成ID”的核心算法目前在小范围实践测试,证明是可行的。

随着智能网联汽车的发展,自然引出一个问题,信号作为一种服务怎么实现无差异化?你不能说,汽车的自动驾驶在上海可以,因为信号的不兼容,车开到南京就不行了。

在一个城市这个层面,信号的全联网没有太大的问题。扩大到省、国家这个层面,需要相关部委统一制定相关规范,类似互联网采用根服务器的注册机制,我们愿意提供技术支持。

赛文交通网:一城多系统的局面较为普遍,浩鲸科技如何考虑与其他信控系统之间的协作问题?

唐磊:目前在国内信控系统的建设过程中,一城多系统的情况非常普遍,给城市级别的集成应用带来了一定的障碍,这种情况在短期内还难以改变。

可以有以下两种方法与其他信控系统进行协作,第一种情况是采用《GA/T 1049.2-2013 公安交通集成指挥平台通信协议 第2部分 交通信号控制系统》或《GB/T 20999-2017 交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》作为系统集成的接口进行对接;

第二种方式可以采用浩鲸科技开发的一个非常轻量级的通信协议进行集成,因为浩鲸科技的SDS-UTC系统主要的控制模型与控制逻辑都在中心的虚拟信号机池实现,这个虚拟信号机可以认为是路口信号机的“数字孪生”映像,路口物理信号机的主要实现灯色开关驱动等非常轻量的控制功能,第三方实现这个协议的工作量非常的小,但可受益于浩鲸“信控数据中台”及“交通大脑”丰富功能,我们认为从用户的角度来说,这样轻量的实现是非常有价值的。

赛文交通网:目前软件定义信号机在哪些城市开展了应用?主要做了什么?应用效果如何?

唐磊:目前,软件定义信号机在阿里城市大脑项目中开展了应用,并有多地的用户对这个概念产生了浓厚的兴趣,正在积极洽谈中。

从实际应用来看,效果很好,与城市交通大脑实现了无缝对接,支撑信号优化、公交优先、特勤优先等一系列大脑核心应用。

赛文交通网:浩鲸科技对于信号机发展的目标是什么?专为交通大脑建设使用还是有独立的市场销售?未来几年,对信号机的出货量是否有明确要求?

唐磊:浩鲸对信号机的发展目标,是要对信号控制业界作出一份贡献,将来把协议和接口开源,推动整个生态往前走,也推动信号机伴随着新技术向前演进,让信控技术有所突破。

对自身而言,浩鲸研发信号机初期是为了配合交通大脑建设,远期以此为基础推动更多信控软服务。

目前,公司对信号机出货量没有明确的要求,但对于平台的开放性有要求,把接入的信号机的类型、解藕的功能数量等作为指标考量。愿意开放合作的信号机及其他友商,浩鲸是持开放合作态度的,配合公司总体战略,目前已经在稳步推进。

结尾

信号控制平台开放一直是信号控制领域的隐痛,也是热点话题。

据赛文交通网了解,目前国内信号控制平台方面,阿里、平安、深圳交通中心、北方工业大学、讯飞,甚至包括海信等都在寻求不同程度的开放与融合,这也是浩鲸科技为配合交通大脑建设而研发信号机的原因之一。

浩鲸科技将把协议开放,允许其他信号厂家接入,其他信号机厂家也可以把一些好的功能解藕出来,注册到伏羲平台。

作为信控领域的新势力,浩鲸科技将互联网思维与传统信号控制相融合,未来能否搅动整个交通信号市场?拭目以待!

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