滴滴鄭劍峰：基于互聯(lián)網(wǎng)+的智慧信號(hào)如何控制？| CCF-GAIR 2019

*滴滴城市交通算法及研究負(fù)責(zé)人鄭劍峰

雷鋒網(wǎng)新智駕按： 2019 第四屆全球人工智能與機(jī)器人峰會(huì)（CCF-GAIR 2019）于深圳正式召開(kāi)。峰會(huì)由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（CCF）主辦，雷鋒網(wǎng)、香港中文大學(xué)（深圳）承辦，深圳市人工智能與機(jī)器人研究院協(xié)辦，得到了深圳市政府的大力指導(dǎo)，是國(guó)內(nèi)人工智能和機(jī)器人學(xué)術(shù)界、工業(yè)界及投資界三大領(lǐng)域的頂級(jí)交流博覽盛會(huì)，旨在打造國(guó)內(nèi)人工智能領(lǐng)域極具實(shí)力的跨界交流合作平臺(tái)。

去年，滴滴推出了智慧交通產(chǎn)品“滴滴交通大腦”，主要運(yùn)用AI的決策能力解決交通工具與承載系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題，希望滴滴不僅是連接用戶(hù)和司機(jī)的出行平臺(tái)，還希望人、車(chē)、路、燈和背后的交通決策體系未來(lái)都會(huì)線上化。

本屆 CCF-GAIR 智能交通專(zhuān)場(chǎng)，滴滴城市交通算法及研究負(fù)責(zé)人鄭劍峰帶來(lái)演講，闡述了基于互聯(lián)網(wǎng)+的智慧信號(hào)控制的具體思考和實(shí)踐。

鄭劍峰提到，平臺(tái)運(yùn)作效率和用戶(hù)粘性的提高離不開(kāi)新技術(shù)的支撐。人工智能、大數(shù)據(jù)、智慧交通等新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用，將滴滴這項(xiàng)產(chǎn)品進(jìn)一步地滲透進(jìn)生活場(chǎng)景的方方面面。

在智慧交通的整個(gè)領(lǐng)域中，重點(diǎn)關(guān)注的還包括交通管理部分，以及未來(lái)智慧交通愿景主要規(guī)劃分為三部分：

第一部分是智能交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括紅綠燈智能化、動(dòng)態(tài)道路分配、智能路網(wǎng)設(shè)計(jì)等；

第二部分是單車(chē)智能，未來(lái)人們將會(huì)選擇安全系數(shù)更高的自動(dòng)駕駛車(chē)輛；

第三部分是智能出行優(yōu)化，在緩解擁堵道路的同時(shí)提升整個(gè)城市的出行效率；

鄭劍峰認(rèn)為，滴滴進(jìn)入智慧交通領(lǐng)域的切入點(diǎn)是數(shù)據(jù)，交通信號(hào)控制發(fā)展的瓶頸之一也在于難以獲取成本低、可靠度高、覆蓋面廣的交通檢測(cè)數(shù)據(jù)。

首先，缺乏對(duì)城市路網(wǎng)廣域檢測(cè)數(shù)據(jù)獲取能力。大多數(shù)城市的道路網(wǎng)絡(luò)交通態(tài)勢(shì)感知前端設(shè)備不完善，存在覆蓋率問(wèn)題、設(shè)備可靠性問(wèn)題、數(shù)據(jù)連續(xù)性問(wèn)題，難以滿(mǎn)足交警業(yè)務(wù)的精細(xì)化管理需求。

其次，缺乏對(duì)新型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析處理能力。隨著高頻率、高精度的浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)越來(lái)越多，信號(hào)控制相關(guān)的算法、產(chǎn)品都需要突破才能將這些數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)真正的發(fā)揮出來(lái)。

最后，缺乏大數(shù)據(jù)處理和大規(guī)模計(jì)算能力。

圍繞這些挑戰(zhàn)，滴滴也做了一些工作。每日處理數(shù)據(jù)超過(guò)4800TB，日均定位超過(guò)150億次。此外，滴滴研發(fā)的智慧紅綠燈方案已經(jīng)擴(kuò)展至濟(jì)南、蘇州、武漢等城市，平均降低了10%-20%的擁堵，提供智能化的工具平臺(tái)和解決方案。

以下是鄭劍峰的演講全文，雷鋒網(wǎng)新智駕進(jìn)行了不改變?cè)獾木庉嫞?/span>

人們對(duì)滴滴出行的直觀印象是一家網(wǎng)約車(chē)公司。其實(shí)則不然，我們從2016年就開(kāi)始在智慧交通的各個(gè)方面進(jìn)行布局，以出行業(yè)務(wù)為主，包括共享單車(chē)、公交業(yè)務(wù)、車(chē)輛運(yùn)營(yíng)、人工智能都領(lǐng)域。尤其是智慧交通領(lǐng)域，一直是滴滴的戰(zhàn)略業(yè)務(wù)之一。

滴滴優(yōu)勢(shì)之一是擁有豐富的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，現(xiàn)在滴滴每天處理數(shù)據(jù)超4800TB，日均定位超過(guò)150億次，每日處理超過(guò)400億次的路徑規(guī)劃請(qǐng)求。

目前在供需預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度達(dá)到85%左右，我們希望通過(guò)這些海量數(shù)據(jù)不僅解決人們出行問(wèn)題，還要解決包括建設(shè)智慧城市方面的交通出行痛點(diǎn)。

2017年開(kāi)始，滴滴發(fā)現(xiàn)智慧交通發(fā)展中面臨的一些挑戰(zhàn)，主要存在三個(gè)明顯問(wèn)題：

• 缺乏對(duì)城市路網(wǎng)廣域檢測(cè)數(shù)據(jù)獲取能力：大多數(shù)城市的道路網(wǎng)絡(luò)交通態(tài)勢(shì)感知前端設(shè)備不完善、存在覆蓋率問(wèn)題、設(shè)備可靠性問(wèn)題、數(shù)據(jù)連續(xù)性問(wèn)題，難以滿(mǎn)足交警業(yè)務(wù)的精細(xì)化管理需求；

• 缺乏對(duì)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析處理能力：對(duì)互聯(lián)網(wǎng)軌跡數(shù)據(jù)的的處理、涉及到地圖導(dǎo)航技術(shù)、路況態(tài)勢(shì)分析等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)挖掘，對(duì)于部分軟件集成商而言，難以積累和儲(chǔ)備相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)

• 缺乏算法和大數(shù)據(jù)分析計(jì)算能力：無(wú)論是信號(hào)優(yōu)化、路況態(tài)勢(shì)研判、軌跡分析、圖像識(shí)別等都涉及到需要先進(jìn)算法支持、以及對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的大規(guī)模計(jì)算能力。

如何理解智慧交通？

目前，中國(guó)處于數(shù)據(jù)化和交通網(wǎng)絡(luò)的變革時(shí)代，整體上可以說(shuō)是信息化和自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變。

那么，問(wèn)題是是否能用我們的數(shù)據(jù)化產(chǎn)業(yè)能力對(duì)交通變化進(jìn)行賦能？

滴滴進(jìn)入智慧交通領(lǐng)域的切入點(diǎn)是數(shù)據(jù)，交通信號(hào)控制發(fā)展的瓶頸之一也在于難以獲取成本低、可靠度高、覆蓋面廣的交通檢測(cè)數(shù)據(jù)。

滴滴智慧交通的定位為是以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為基礎(chǔ)，發(fā)揮算法能力和交通工程能力，為客戶(hù)以及合作伙伴的應(yīng)用場(chǎng)景提供更加智能化的工具平臺(tái)與解決方案。

對(duì)于干線來(lái)講，可以清楚的知道每一條軌跡在各個(gè)路口的停車(chē)/通過(guò)狀態(tài)，軌跡全面覆蓋綠前/綠中/綠后，綠波效果直觀可見(jiàn)。

對(duì)于區(qū)域來(lái)講，可以清楚的知道每一條軌跡的起始點(diǎn)和目的地（OD），可以統(tǒng)計(jì)任意兩點(diǎn)間的行程時(shí)間，軌跡遍及全城，平均每天每條路被軌跡覆蓋數(shù)百次。

滴滴智慧交通方案

交通場(chǎng)景涉及很廣，大致可以分為高頻和低頻兩種場(chǎng)景，目前我們切入的是高頻場(chǎng)景，就是交通控制。

目前常見(jiàn)的城市管理業(yè)務(wù)場(chǎng)景，基本在無(wú)人駕駛方面，做的是機(jī)器代替人類(lèi)掌控方向盤(pán)。

但是在信號(hào)燈方面，我們發(fā)現(xiàn)目前路口的交通方案沒(méi)有實(shí)現(xiàn)智能化。

目前交警在實(shí)際信控業(yè)務(wù)中存在兩個(gè)痛點(diǎn)，一個(gè)是通過(guò)視頻查看方式來(lái)人工定位問(wèn)題，另一個(gè)是通過(guò)人工調(diào)整來(lái)優(yōu)化配時(shí)，效率低，優(yōu)化路口有限。于是我們思考，能不能用軌跡數(shù)據(jù)來(lái)幫助交警提高路口管控效率

中國(guó)交通信號(hào)控制系統(tǒng)及設(shè)備應(yīng)用調(diào)查報(bào)告中提到，國(guó)內(nèi)控制系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備完好率較低，一線城市不足50%，二三線城市低于30%。

滴滴的目標(biāo)是做車(chē)聯(lián)網(wǎng)及自動(dòng)駕駛的控制，基本上是單點(diǎn)控制-協(xié)調(diào)控制-感應(yīng)協(xié)調(diào)控制-實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制-車(chē)聯(lián)網(wǎng)及自動(dòng)駕駛的過(guò)程。

第一是單點(diǎn)控制，主要是基礎(chǔ)的通信技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施；

第二是協(xié)調(diào)控制，路口是一個(gè)高頻且有高安全風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)景，我們從單個(gè)路口功能調(diào)到協(xié)調(diào)控制，再到多個(gè)路口能夠比較好的聯(lián)動(dòng)，來(lái)做綠波優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在順暢道路上行駛；

第三是感應(yīng)協(xié)調(diào)控制，通過(guò)檢測(cè)器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，能夠讓信號(hào)控制更好匹配當(dāng)前的交通需求；

第四是實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制，這是在國(guó)外首先提出的概念，但落地規(guī)模不多，本質(zhì)上解決的是單個(gè)路口供給需求匹配問(wèn)題，如何在城市做更智能的供需匹配

互聯(lián)網(wǎng)+信號(hào)控制系統(tǒng)

在信號(hào)控制領(lǐng)域，互聯(lián)網(wǎng)+就是解決三個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是信息化問(wèn)題，一個(gè)是自動(dòng)化問(wèn)題，一個(gè)是溝通問(wèn)題。

滴滴希望通過(guò)軌跡大數(shù)據(jù)能夠更好實(shí)現(xiàn)整體交通管控的信息化，根據(jù)以往的人工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)云計(jì)算更好抽象出來(lái)比較好的專(zhuān)家智庫(kù)模型，以此解決自動(dòng)化問(wèn)題。

所以，從2017年以來(lái)開(kāi)始在智慧信控上布局，提出基于互聯(lián)網(wǎng)+信號(hào)控制優(yōu)化系統(tǒng)。

但是，滴滴并不是直接的控制系統(tǒng)，而是優(yōu)化系統(tǒng)，主要對(duì)整個(gè)城市交通管理進(jìn)行診斷和分析，預(yù)測(cè)明天或者下周的交通狀況，同時(shí)根據(jù)這些情況再做動(dòng)態(tài)信號(hào)控制建議和調(diào)整。

換言之，我們希望通過(guò)我們的軌跡數(shù)據(jù)，在不改變?cè)瓉?lái)的業(yè)務(wù)邏輯基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)廣域路網(wǎng)的路口問(wèn)題精確檢測(cè)和動(dòng)態(tài)優(yōu)化，而交警仍能夠?qū)χ攸c(diǎn)路口實(shí)現(xiàn)原來(lái)的精細(xì)化控制。這樣做的優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)：可以更加高效、自動(dòng)化的控制，交警可以將有限的精力集中到重點(diǎn)路口，同時(shí)還能夠規(guī)范化信號(hào)控制流程。

如上圖所示，我們僅需要通過(guò)在現(xiàn)有的系統(tǒng)上增加兩個(gè)部分，一個(gè)是在現(xiàn)有UTC平臺(tái)上加上軌跡數(shù)據(jù)和云計(jì)算模塊，賦能UTC平臺(tái)，對(duì)路口控制進(jìn)行智能化升級(jí)，第二部分在UTC平臺(tái)上增加配時(shí)自動(dòng)審核模塊，保證方案的安全性和有效性。

傳統(tǒng)方式需要對(duì)每個(gè)路口進(jìn)行施工改造，改造周期長(zhǎng)，成本高。

對(duì)比原來(lái)的控制方式，那通過(guò)這種方式，僅需要通過(guò)軟件升級(jí)的方式，可以簡(jiǎn)單、輕量化實(shí)現(xiàn)優(yōu)化效果。

具體的落地案例上，從去年已經(jīng)公布的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，今年年初，我們?cè)诹菀呀?jīng)優(yōu)化158個(gè)路口，它們的信號(hào)燈狀態(tài)是根據(jù)滴滴后臺(tái)的大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)算并進(jìn)行分鐘級(jí)調(diào)整。另一個(gè)案例是北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)，外面的信號(hào)控制是滴滴和其合作伙伴以及城市交警聯(lián)合落地的應(yīng)用。

總之，智能交通管控是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，雖然單個(gè)路口看起來(lái)只是一個(gè)單元，但在落地的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)整個(gè)業(yè)務(wù)鏈條非常長(zhǎng)，需要綜合考慮和權(quán)衡整個(gè)管理和智能化，才能達(dá)到穩(wěn)定、安全、高效、智能的要求。因此，如何來(lái)權(quán)衡這四個(gè)關(guān)鍵詞，達(dá)到一個(gè)真正用戶(hù)滿(mǎn)意的產(chǎn)品是非常具有挑戰(zhàn)的。

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