控制系統(tǒng)發(fā)展至今已經(jīng)有151年了，1980年我們國(guó)內(nèi)的研發(fā)剛起步，在經(jīng)歷了跟蹤、引進(jìn)、消化、吸收和創(chuàng)新這一歷程，我們與國(guó)外技術(shù)基本處在同一個(gè)水平上。要了解控制系統(tǒng)，首先要知道控制系統(tǒng)的這三個(gè)要素。

一、城市交通控制系統(tǒng)三要素

1.控制策略

控制策略實(shí)際上就是控制系統(tǒng)的定位，體現(xiàn)城市交通控制系統(tǒng)功能、城市交通控制理念，綜合反映城市交通控制系統(tǒng)水平。我們要了解所需的功能系統(tǒng)以及它控制的理念。從控制策略的角度來(lái)看，以往我們是點(diǎn)控、線控和面控，從自動(dòng)化程度來(lái)講，是自適應(yīng)控制和定時(shí)控制。

2.控制算法

邏輯模型和計(jì)算模型的綜合體系，是實(shí)現(xiàn)控制理念、優(yōu)化控制效果、生成控制參數(shù)的核心。從控制算法來(lái)看，它實(shí)現(xiàn)了控制理念、優(yōu)化控制效果和生成控制參數(shù)，現(xiàn)在主要關(guān)注的是控制理念，控制算法本身就包括了控制目標(biāo)、評(píng)價(jià)指標(biāo)。計(jì)算的話，局部?jī)?yōu)化或者是全部?jī)?yōu)化，單點(diǎn)優(yōu)化或是小區(qū)的優(yōu)化，是線控問(wèn)題，或是子區(qū)的問(wèn)題，是否進(jìn)行分區(qū)控制，如果分區(qū)的話，子區(qū)的計(jì)算也是一個(gè)很繁瑣的事情。另一個(gè)就是參數(shù)優(yōu)化的問(wèn)題，參數(shù)優(yōu)化是我們信號(hào)控制里面經(jīng)常使用的，反復(fù)應(yīng)用的一個(gè)問(wèn)題。

3.交通數(shù)據(jù)

控制策略制定、算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，決定了系統(tǒng)的適用性、可靠性和可測(cè)度性。至今為止，我們幾乎都圍繞著大數(shù)據(jù)在說(shuō)話，其實(shí)我們研究大數(shù)據(jù)的目的是要了解其實(shí)它的本質(zhì)是小數(shù)據(jù)，收集數(shù)據(jù)的過(guò)程就是把小數(shù)據(jù)變成了大數(shù)據(jù)。交通控制也是一樣，數(shù)據(jù)很大，但是要用的不是每個(gè)個(gè)體數(shù)據(jù)，是要它的規(guī)律，就數(shù)據(jù)論數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)引領(lǐng)了交通控制系統(tǒng)的發(fā)展。

從圖上看，在1868年的時(shí)候交通控制系統(tǒng)根本沒(méi)有數(shù)據(jù)，很長(zhǎng)一段時(shí)間是沒(méi)有數(shù)據(jù)的，這個(gè)時(shí)候是真正的人工智能，因?yàn)槭怯萌藖?lái)配時(shí)，比如用眼睛看一看是否有車，再給一個(gè)信號(hào)指令。到了上世紀(jì)60年代，在做TRANSYT這個(gè)時(shí)期，用交通調(diào)查的數(shù)據(jù)做一個(gè)靜態(tài)的系統(tǒng)。70年代SCOOT系統(tǒng)出現(xiàn)的時(shí)候，就是傳感數(shù)據(jù)，也就是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。到本世紀(jì)控制系統(tǒng)就有很多數(shù)據(jù)了，類似我們的視頻數(shù)據(jù)RFID，高德數(shù)據(jù)，或者滴滴數(shù)據(jù)，人類到了這個(gè)時(shí)候想象空間大了，就覺(jué)得控制系統(tǒng)應(yīng)該用這些數(shù)據(jù)來(lái)發(fā)展，人們也不知道這個(gè)控制到底能控制到什么程度，也不知道這個(gè)數(shù)據(jù)到底有多大的潛力，如何能實(shí)現(xiàn)這些東西。

二、城市交通控制系統(tǒng)的困境

目前所有的控制策略有單點(diǎn)控制、線控、瓶頸控制、區(qū)域控制，我們控制策略發(fā)揮的能力主要在單點(diǎn)控制上，我們現(xiàn)在用智能控制這個(gè)系統(tǒng)的能力還差很遠(yuǎn)。所以控制策略來(lái)講，能實(shí)現(xiàn)的就這么幾個(gè)功能。

從控制算法上來(lái)看，基于我們的傳統(tǒng)算法，數(shù)學(xué)模型為主，人工智能剛剛興起，我們可以對(duì)某一個(gè)點(diǎn)做一個(gè)重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)，但是要嵌入到系統(tǒng)里面大范圍使用還沒(méi)有成功。

從交通數(shù)據(jù)來(lái)看，我們?cè)瓉?lái)的系統(tǒng)是基于斷面，目標(biāo)是數(shù)據(jù)，沒(méi)有車牌號(hào)，我們的線圈、雷達(dá)等等都是這樣的。現(xiàn)在也有一些企業(yè)在做小樣本的軌跡數(shù)據(jù)，但不是作為信號(hào)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，而是外加的數(shù)據(jù)。小樣本的滲透率很低，這樣的數(shù)據(jù)并不能作為大規(guī)模的交通控制使用，要做一個(gè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的話，還是不足的。

從數(shù)據(jù)這一塊來(lái)看，原有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞，布設(shè)本就稀疏，不是所有的線控交叉口都有線圈，也不是所有的車道都有線圈，而且線圈的破損率非常高，最近幾年也沒(méi)有人再研究新線圈，維護(hù)基本停頓，所以在線率特別低。而且很多城市在用SCATS系統(tǒng)，舊的東西還沒(méi)有等著發(fā)揮作用，新的浪潮又來(lái)了，大家不知道該怎么做，還有一個(gè)問(wèn)題是我們?cè)诮煌刂品矫鎸I(yè)隊(duì)伍。我們一直在做建設(shè)，一次性投入很高，但是后面的維護(hù)跟不上，尤其我們的專業(yè)隊(duì)伍跟不上。在這種情況下，我們的控制系統(tǒng)顯然也沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有的水平。

我們數(shù)據(jù)上最大的問(wèn)題是數(shù)據(jù)與系統(tǒng)適配，我們?nèi)缃袷褂玫氖乾F(xiàn)代的數(shù)據(jù)，但是我們的信號(hào)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)候，系統(tǒng)里是線圈數(shù)據(jù)，適配以后，都是斷面的數(shù)據(jù)識(shí)別，而且它的軌跡在信號(hào)控制里面沒(méi)用上。又想用大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)舊的系統(tǒng)，看看舊的系統(tǒng)能不能更新，但是企業(yè)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完以后，想更新一下軟件解決這個(gè)問(wèn)題，實(shí)際上這個(gè)控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)，核心就在這個(gè)軟件上，想把這個(gè)軟件更新，那就等于重新設(shè)計(jì)，若是我們通過(guò)解決通信協(xié)議把中心解決呢，然而我們國(guó)內(nèi)有很多的小城市，水平參差不齊，通信協(xié)議已經(jīng)成為障礙。

三、城市交通控制系統(tǒng)解困之策

我們的交通需求最大的變化實(shí)際上是策略，現(xiàn)在我們城市交通信息管理方面或者是治理方面，經(jīng)常提這幾個(gè)問(wèn)題，第一是交通擁堵發(fā)生了，尤其是大范圍的交通擁堵，能不能用信號(hào)控制辦法來(lái)解決？還有交通瓶頸的出現(xiàn)，能不能通過(guò)信號(hào)控制來(lái)解決？特殊的情況，比如說(shuō)大事件、大型活動(dòng)，交通控制能夠起多大的作用？這都是我們?cè)瓉?lái)沒(méi)有看到的功能。還有多方式的問(wèn)題，現(xiàn)在我們的信號(hào)控制是很好，但是控制的時(shí)候只管機(jī)動(dòng)車，行人和非機(jī)動(dòng)車我們?cè)趺唇鉀Q？我們進(jìn)口的系統(tǒng)，夜里的時(shí)候只能固定的配式，有行人沒(méi)行人都一個(gè)樣，到底是不是為行人服務(wù)的？

人的思考、人工智能以及大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，對(duì)我們的算法提出了要求，現(xiàn)在的需求和我們的控制系統(tǒng)脫節(jié)，所以我們從應(yīng)用領(lǐng)域、研發(fā)團(tuán)隊(duì)到主管部門(mén)都遇到了這樣的困境，這個(gè)困境可以從三個(gè)方面解決，即確定新策略，適應(yīng)新數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)新算法。

這個(gè)行業(yè)的策略是要引導(dǎo)城市向交通治理的方向有規(guī)范化的道路來(lái)走，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)要引導(dǎo)其開(kāi)發(fā)創(chuàng)新，對(duì)行業(yè)本身來(lái)說(shuō)要做標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。走出這個(gè)困境，我認(rèn)為理念是核心，內(nèi)容比形式更重要，實(shí)效比造勢(shì)更重要。希望做信號(hào)控制的企業(yè)實(shí)實(shí)在在把我們的系統(tǒng)做好。