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警营发明家黄传明:研发“最强大脑”让每一个交通信号灯都听话

发布日期:2022/4/30 15:31:42      来源:本站      作者:
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      灯火通明的实验室内反复实验,给信号灯“降压增智”;变幻莫测的车流中和同事们“争辩”不休,只为优化方案让车流顺畅;带领团队跨越技术鸿沟,搭建城市信号灯控制的“最强大脑”……武汉市公安局交通管理局科技管理处民警黄传明把“精打细算”都用在了城市智能交通上,只为让一盏盏小小的信号灯更聪明。


为红绿灯“降压增智”极大缩减成本

      今年45岁的黄传明,从参警之初就和信号灯打交道。1999年,他从原武汉汽车工业大学电气技术专业毕业后,考入武汉市公安局交通管理局江岸大队,一年后调入科技管理处,开始了交通控制技术研究之路,也见证了城市交通科技化的发展变迁。
      老式信号灯布线施工麻烦,能耗大,不智能,还有可能引发触电风险。“有一次在网上看到一则新闻,外地一市民因信号灯漏电被击中身亡,对我触动很大,也激发了我想改造它的想法。”黄传明回忆。
      2018年7月,首批“总线控制信号灯”在武汉12个路口上线运行。黄传明介绍,新型信号灯采用36伏低压直流供电,避免了原来使用220伏电压的触电隐患问题。使用互联网大数据、物联网、CAN总线等技术,让信号灯在接收信号的同时不断自动校验,倒计时总线控制驱动触发,既能防止外界干扰,又能检测预警,有效杜绝了红绿灯的各种常见故障。
      “你看,整个灯杆内只有一根信号线一根电源线,大大节约了成本;施工时间只需5小时,工期缩短八成;还解决了‘飞线入地’问题,净化了道路环境,提升了城市形象。”黄传明指着路上的“宝贝”自豪地说。
      我国信号灯智能控制技术的发展历程中,只用了30多年走完了国外80多年的发展之路,完成了该领域技术的从无到有,从弱到强的蜕变。而黄传明这位湖北省五一劳动奖章获得者,目前已拥有9项国家发明专利和3项国家实用新型专利,他在信号控制和应用领域研究,填补了国内该领域的一些空白。


一个小调整缓解150米排队车流

      随着城市的发展,城市交通也随之发生动态改变,有的地方甚至每年都需要进行微调,黄传明就这样日复一日地为城市的信号灯不断优化前行。
      “其实信号灯它没有变,只是我们的出行需求变了,因此每一次研究、调整、完善对于我来说都是一次积累和提高。”黄传明说着便举了一个例子。
      2019年下半年起,交管部门发现,南湖大道的狮子山北路口的投诉信息渐渐多了起来,市民纷纷反映早晚高峰经过该路口排队时间很长,有时排队到150多米开外的珞狮南路路口,造成车流“溢出”现象。
      黄传明及团队人员研究发现,该路口日均车流达2.6万辆,一方面是周边三个小区入住率不断提高,人流车流不断增大;另一方面杨泗港快速路通车,压力向南湖大道传导;此外路口的左转与直行车流形成交织,也降低了通行效率,出现了“阵痛”。
      “为了把路口的平均排队长度控制在50米以内,降低市民的出行焦虑感,我们当时制定了三套方案,团队也经过了激烈讨论。”黄传明坦言,每个方案都有其优势和劣势,如何达到最高效还是得由市民来体验。最终,他们根据现场条件在南湖大道现有双向4车道的基础上扩展出了一个新的左转专用道,并优化信号灯配时,提前放行缓解左转车辆与对向车辆冲突,方便周边的居民回家。
      熟悉黄传明的同事都知道,他是一个追求完美的人,总希望把方案优化得更完美一点。“个体的出行需求不同,每个人都会站在自己的视角看待出行是否便利,但我们的优化应该是站在时代背景下,从宏观的视角进行全盘考虑,毕竟出行可是民生大事,必须尽力达到完美。”黄传明说。


研发“最强大脑”让信号灯都听话

      2000年至今,武汉市的信号灯智能化发展经历了国际合作、消化吸收、自主开发的三个阶段,是全国最早的一批建设区域控制系统的城市。
      “18年前,武汉市汉口片136个路口信号灯实现智能化,我是第一批接触国外信号灯控制系统的民警,当时真的觉得很先进。”黄传明回忆,这种控制系统均由欧洲公司研发,系统界面为西班牙文,安装调试的专家来自欧洲多国。为了弄懂学透其中的技术,他和专家交流经常在英语和西班牙语中转换,甚至还用画图比画。经过多年发展,该项技术早已实现了国内科研企业自主研发,但不同厂家之间产生的通讯壁垒又成了阻碍发展的新问题。

      信号控制系统对城市交通管理精细化、智能化、全局化应用至关重要,黄传明萌生了将不同信号灯控制系统整合成一个平台的想法。这套智能信号灯区域控制系统可统一管理全市信号灯实时灯态、配时方案、路口流量,实现对全市信号灯跨系统的统一调控。“在应急需要时,可以实现武汉市跨行政区路段的一路畅通,为应急救援打通生命通道。”黄传明说。


      由于全市各区智能信号灯系统建设时期不同,所用的系统品牌不同,智能化程度不同,统一起来可不容易。“最难的就是把不同厂家的平台信号进行标准化,就好比大家在一起开会,各说各的方言,互相听不懂,我要进行‘同声传译’,才能让大家能听懂指令。”黄传明解释道。
      经过不断攻关,智能信号灯区域控制系统于2016年上线运行,实现武汉全市3527处交通信号灯联网智能化运行。这套完全拥有自主知识产权的系统也成为城市信号灯网络控制的“最强大脑”。

      在同事眼中,黄传明是一个工作乐于吃苦、勤奋好学的人。2019年至今,黄传明边工作边攻读武汉理工大学交通运输工程博士学位,向交通管理人工智能方向进发。目前,他和团队正在建设深度机器学习的交通信号控制体系,采用人工智能全息还原交通实况,搭建城市交通时空大数据模型,实现AI智能区域协调控制,为市民提供更美好的出行体验。

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