东土基于边缘计算的智能交通解决方案

东土基于边缘计算的智能交通解决方案全球首创AUTBUS宽带总线国际标准•

IEC

61158-TP28,

IEC

61784-CPF22•2011年以来中国工业控制领域唯一IEC国际标准主导及参与3项国际标准/12项国家标准•

EPA/IEC

61158，现场总线•

IEC62439,

高可靠冗余技术•IEEE

C37.238,

高精确时钟同步在电力行业应用•GB/T30094,

工业以太网交换机技术规范全球工业互联网技术创新引领者国际工业控制技术变革者使命：构建中国面向未来的“自主可控”的工业控制体系东土科技“标准战略”-工业互联网标准起草工业互联网国家标准工业互联网架构及试验验证平台工业物联网架构及试验验证平台工业控制网络标准研究和验证平台建设工业自动化功能安全和工业信息安全标准研究和验证平台建设系统时钟同步管理与测试通用规范科研成果承担了8项核高基课题完成了11项863计划发明专利：1058项（含已授权和已受理）世界人工智能大会组委会与福布斯联合在中国举办首届全球工业智能领域“湛卢奖”评选活动，活动的主题为“创新.融合.筑基，开启智能工业未来”，评委由联合国工业发展组织、工业互联网产业联盟（AII）、美国工业互联网联盟（IIC）、中国工程院专家和知名投资机构代表，以及美国、欧盟等行业的权威代表组成，东土科技和西门子中国共同获得“湛卢奖”技术创新奖。工信部主办2019

中国首届工业互联网大赛决赛，14名院士作为顾问评委，东土科技中央研究院智能制造团队从1009个项目中脱颖而出，以“基于软件定义控制与流程的工业互联网解决方案”荣获最高荣誉一等奖。东土科技荣誉联合东北大学工业自动化国家重点实验室共同打造全球领先的新一代工业互联网架构控制系统英特尔公司全球工业业务总裁东土科技操作系统与英特尔公司全球合作东土科技战略合作伙伴东土科技操作系统和芯片与国家新能源汽车创新中心战略合作东土集团制造及教育中心坐落于湖北省宜昌市，集“研发中心、测试中心、制造仓储中心、培训中心及附属配套中心”五位一体，是东土科技制造业务中心，是面向全球的工业以太网科技

产业园基地，被誉为“中国的工业4.0版工业互联网产业园”。云服务（

Openstack

）安全机制道实时操作系统（内核）自主可控、软件定义控制技术架构实现云平台和实时控制的融合统一承

载

人

工

智

能

软

件

定

义

未

来Linux

CF可视化app供应app物流app协同制造app财务app应用层Intewell现场层应用层Intewell现场层工业大数据分析传感器运动控制仪器仪表智能终端操作单元行业app…………项目案例：-广州市公安局南沙区分局南沙区道路交通信号控制升级改造

（二期）

建设项目及南沙市政项目

，合计约100台已投入使用；其他项目包括：-

北京中关村试点项目、石景山杨庄试点项目；-东莞滨海湾新区项目、东莞西平信控试点项目；-广州增城道路建设项目；-广州黄埔区开萝大道车路协同试点项目；-

宜昌点军区信号控制升级项目研究成果：-相关研究获得国家发改委基于“

互联网

+

”城市智能

交

通

平

台

设

计

与

研

发

项目

资

金

支

持

（批号[2015]1247）。-

《交通控制服务器》外观设计专利证书-

《

一种智能交通的分布式冗余控制方法及系统》专利证书-

北京市新技术新产品（服务）

证书-中关村首台（套）

重大技术装备试验、示范设备东土智能交通解决方案的核心竞争力-

用新一代的工业物联网技术去推动智能交通行业向数字化转型东土工业物联网架构和工业级产品的核心技术清华交通研究院交通行业的经验与核心算法北方工大智能交通的多年行业积累，

算法，应用理解东土科技基于边缘计算的智能交通解决方案交通视频系统充电桩管理路灯管理车路协同井盖监测城市环境监测水位监测交通资源配置交通执法管理道旁停车管理交通信息服务交通信号控制档案及事故管理交通信息服务数据交通视频系统数据交通资源配置数据数据数据如何承载？数据如何计算？数据如何通信？数据如何才能真正体现其存在的价值？数据数据数据交通信号控制法管理交通执车路协同道旁停车管理档案及事故管理充电桩管理数据数据数据数据路灯管理工业级产品，

一体化铸造壳体，

融合通信

、

传感器接入

、

存储

、

计算

、

控制、服务及高精度时钟等于一体的高性能智能交通服务器高性能双CPU配置，

拥有强大的运算能力，

可接入丰富的网络设备，

具备二次业务功能定制与开发能力可实现前端设备全IP化控制采用群体智能化，

区域协同自适应、网状结构，

协同控制，

虚拟化中心，自主学习的方式，交互控制自动愈

合，自主发现丰富的接入能力，

可以接入视频

、

地磁

、

线

圈等多种设备，

并且具备I/O接口

、

RJ45接口

、光纤接口等全国首个厂家做到：

数据开放

、平台统一，

并将积极推动中国交通行业平台统一标准视作己任智能交通服务器特点高度集成接入能力计算能力高可靠性全IP化控制模式数据开放基于东土全自主可控芯片

、

操作系统及总线技术开发军工级的结构设计工业级的系统架构自主可控具备AI与边缘计算的交通服务器•融合通信、传感器接入、计算、控制于一体的高性能智能交通服务器•遍布城市道路的智慧城市边缘计算节点网络全球首创的HOURSIS2025智能交通AI管理平台融合边缘计算、区块链交通调度自适应算法、图像识别、数据共享、两线制总线等技术，

实现智能交通网络感知和城市大脑人工智能算法的协同统一。信号控制器信息发布处理器交通信号控制系统软件档案及事故管理软件将传统的单

一功能的信

号控制器提

升为融合安

全网络、交

通信息感知、高性能数据

处理、存储、控制功能于

一体的智能

节点服务器，为互联网+

交通提供基

础装备支撑创新性软/硬件模块化集成通过统一的平台软件打通不同应用模块，实现统一权限管理、数据的融汇与贯通，充分发掘数据的最大价值交通信息服

务系统软件交通执法管

理系统软件视频处理器网络传输设

备/安全设备交通视频系

统软件传感器接入/处理设备传统硬件传统软件高度集成高度集成•实时或更快的数据处理和分析数据处理更靠近源，而不是外部数据中

心或云，这样可以缩短延迟时间。•

降低成本企业在本地设备上的数据管理解决方案

所花费的成本低于云和数据中心网络。•减少网络流量随着物联网设备数量的增加，数据生成

继续以创纪录的速度增长。结果，网络

带宽变得更加有限，压倒了云，导致更

大的数据瓶颈。•

提高应用程序效率通过降低延迟级别，应用程序可以更高

效、更快速地运行。云计算农业及智能农场

个人穿戴雾计算卫生保健

制造业交通及运输网络控制边缘计算基于大数据通过

对城市或城市交

通相关信息的获

取、交互、理解、判断、决策、应

用来更好地实现

对城市或城市交

通的治理和服务，通过类似于人类

大脑的感知、认

知、决策和指挥

能力来缓解城市

或城市交通的问

题并提供服务云边结合

=智慧城市的未来基于宏观视角的云计算+基于现场实时数据的边缘计算数据驱动的边缘计算交通应用架构东土Intewell操作系统及云平台东土全自主可控硬件平台及强大的计算能力电子

警

察

应

用车路协同计算交

通诱

导隧道防汛防火雷达数

据

处

理地磁

数

据

处

理智慧停车管理公交优先数据通信与交换智慧城管应用视频数据处理标准控制协议基础

架

构APP应用设备驱动数据存储基础控制交通检测……边缘计算与去中心化技术，每个路口的决策都与周边路口信息及决策相关联，取代了传统的中央计算与控制模型•基于边缘计算，网络化控制•

以“堵点”为中心的动态计算单元•多点联动，实现干线、区域自适应核心算法采用边缘计算与人工智能技术，

AI人工智能机器学习以机器学习的方式实现从交通现场信息采集到生成与实施交通优化策略的完美闭环，实时根据交通现场流量信息实施优化策略行业现状

问题

解决思路现场的数据中心和智能控制节点•

现场设备综合接入（检测器，视频，RSU接口

…）•

数据识别•

数据整合•

边缘计算•

场景辨识、交通事件检测•

控制优化•

去中心化控制•

车路协同服务•向中心平台：协议归一，统一接入•

协议兼容性：

GB25280

，

GB/T20999，NTCIP

，

SCATS，海信

…•

未来：提供开放的开发标准，允许第三方二次开发•

信号机接入能力有限主流信号机仅支持开关量输入，

新型检测设备数据无法接入，数据大量衰减•

信号机智能程度有限无法实现多源数据的融合，无法实现交通场景的辨识，

无法实现针对具体场景的信号优化控制•

信号机控制模式单一中心控制模式及单一的流量数据无法满足根据复杂场景实现实时自适应的需求，响应时间完全取决于中心的计算能力和网络带宽及稳定性检测设备多源•设备：线圈，地磁，

视频，雷达，互联网

…•接口：以太网，DI/DO，串口…•协议：GA/T920

，

DI/DO

，私有协议

…•数据：存在，流量，

速度，位置，排队，车牌

…信号机、中心系统•

检测器接口单一

（以开关量为主）•

功能参差不齐•

理念、协议不统一基于路口感知自适应控制所面临的挑战检测数据接入交通场景辨识优化联动控制原有：•

流量/车辆存在基于边缘计算的交

通场景辨识基于全息数据和时

空模型的交通信号

优化新增：•

速度•

车辆属性•

多源检测数据

融合•旅行时间估计•方案层面优化：检测数据融合•

占有率•

短时交通流预的基础上，定•

排队测时生成优化的•

车辆轨迹•

车辆位置•

交通状态评价•

交通延误评估信号控制方案；•

实时优化：每•

行人检测•

非机动车检测•

交通场景辨识：路口路段交通

态势、溢出、空放、死锁等

交通场景秒实时生成各

相位/阶段的放行状态，实现

秒级实时自适

应优化控制；实现场景化联

动控制和上下

游路口间协同

联动数据融合与精细化场景控制网络汇聚实现多源数据接入，边缘计算提升数据实时处理能力，场景化控制实时响应交通流变化•

完全自主可控硬件方案•自主知识产权的国产实时操作系统Intewell•

可扩展的GPU单元•

软件定义优化控制能力东土边缘计算服务器系列主要功能描述如下：-现场设备综合接入：

线圈、地磁、

雷达等车辆检测器

，视频

，

RSU接口

…-视频AI：

AI算法实现对视频流的目标检测和跟踪等-数据融合：

将各种不同类型、

不同维度的检测数据结构化-

边缘计算：交通大数据处理与决策-

场景辨识：交通场景与交通事件检测-控制优化：

方案优化

，

方案选择

，秒级实时自适应

，

事件驱动等-去中心化控制：

在边缘计算的基础上

，

实现路口级区域交通信号优化控制-车路协同服务：

提供RSU接口及可扩展的C-V2X

，

为车路协同、

自动驾驶奠定基础-面向中心系统提供标准的通讯协议

，

真正做到多系统统一接入-

接入并控制第三方品牌信号机：标准通讯协议支持（GB/T20999

，

NTCIP等）

，或厂家承诺提供协议-未来可提供开放的信号控制体系和开发标准

，

允许第三方进行二次开发-内置网管和网络安全功能•强大的算力•

32TOPS•

丰富的以太网接口•

千兆以太网电口：

≥8路•

千兆光纤端口：≥4路•串行接口•

RS485：

≥4路•RS232：

≥4路•开关量接口•输入：32路，可扩展•输出：32路，可扩展•

扩展接口•4G/5G•

miniPCIE存储•

USB雅典娜路口数据中心：

ATHENA

1000•

检测层•视频：已完成对接海康威视，大华，

宇视•地磁：已完成对接迈锐，

顺通，

鑫贝诚•雷达：已完成对接慧尔视，西安象德•线圈•

红外•

行人检测•

信号控制层•已完成对接GB/T20999-2017协议•已完成对接GB25280-2016协议•已完成对接NTCIP协议•其它协议•

控制中心层•

不改变现有信号机与中心系统结构•

检测数据结构化后上报中心系统，可定制的通讯协议ATHENA1000雅典娜路口数据中心•以中心控制为主•

根据信号机控制模式进行切换•

20999

•

25280•NTCIP•

GA/T920系统架构中心系统信号机安装于路口具备边缘计算

能力的交通服务器:•

交通感知数据采集与分析•

以堵点为中心的边缘计算算

法•

车路协同为车端提供边缘侧

结构化分析数据•

车路协同为车端提供交通信

号实时状态数据，

并计算行

车规划建议优势：东土车路协同方案能够打破封闭的信控通信协议，贯通信号控制系统，实现真正意义上的车路协同悬挂在路灯上专用

边缘计算服务器：•

人车物结构化分析•

交通违法检测•

流量信息采集•

交通事件检测•

城市综合治理检测•

交通设施监控V2X与无人驾驶序号场景通信方式通信距离延时定位精度1前向碰撞预警V2V>300m<100ms<1.5m2交叉口碰撞预警V2V/V2I>150m<100ms<5m3左转辅助V2V/V2I>150m<100ms<5m4盲区预警V2V>150m<100ms<1.5m5逆向超车预警V2V>300m<100ms<1.5m6紧急制动预警V2V>150m<100ms<1.5m7异常车辆提醒V2V>150m<100ms<1.5m8车辆失控预警V2V>300m<100ms<1.5m9道路危险状况提示V2I>300m<100ms<5m10限速预警V2I>300m<100ms<5m11闯红灯预警V2I>150m<100ms<1.5m12弱势交通参与者预警V2P/V2I>150m<100ms<5m13绿波车速引导V2I>150m<200ms<1.5m14车内标牌V2I>150m<500ms<5m15前方拥堵提醒V2I>150m<500ms<5m16紧急车辆提醒V2V>150m<100ms<5m17汽车近场支付V2I>150m<500msXXX车路协同标准对于时延的要求Intewell操作系统赋能车路协同应用Intewell操作系统的加持使得东土交通服务器成为车路协同应用中满足多个场景、以及多个人、车、物的位置、速度、状态等信息的高实时性边缘计算的绝佳物理载体。同时，集成了信控功能的交通服务器天然就是信号、及道路交通数据汇聚的最佳选择。隧道防灾系统广州黄埔汇星路隧道、开源隧道，实现基于边缘计算的隧道监控应急管理平台液位计隧道区域球机150米射灯涉水线三种类型设备可选：1、电动开合式门闸2

、电动液压升降柱射灯涉水线电动导向门150米行车方向信号灯

可变情报板3

、电动道闸交通控制边缘计算服务器运营管理中心筒形摄像机电动导向门电动伸缩门行车方向球机专网地面道路匝道区域通过控制匝道汇入车流，实现快速路综合控制目标上下游协同控制高速公路匝道控制方案匝道检测雷达•

检测匝道排队•

匝道清空主路检测雷达检测主路交通状态匝道信号灯

控制匝道路权车道控制信息发布屏地面路口信号灯协同停止线检测区域主路检测有轨电车平交路口综合信控方案有轨电车轨道交通与城市交通平交路口信号控制系统•

协同联动•

高效均衡•

稳定可靠•基于车流量和行人检测数据，弹性采用机动车或行人通行优先，提高行

人过街安全和路段及路口机动车通行能力•路口采用交通服务器集中控制，路段则采用独立边缘计算服务器实现系

统控制，并且路段的灯控可以与路口的信控进行联动，避免破坏主路的

控制策略智慧斑马线•农村道路特点：主干线与大量支路密集交叉，从支线汇入主干的人流、车流经常会与主干线车流发生重大交通事故•系统采用短距离目标探测传感器检测支路上行人

、车辆的存在，利用调制的照明灯照亮斑马线，高分贝喇叭广播安全警示信息，同时点亮主路上的爆闪灯、照明灯，触发主路来车方向100米处的LED主动发光标志牌显示，警示主干行驶车辆•本系统专门为人车流量较小的无信号灯控制路口的人车汇入安全劝导警示而设计，用于劝导支路行人、车辆注意主路车辆，降低事故黑点区域的安全风险，实现全天候交通安全劝导工作。

太阳能供电智慧照明

+智能广播0——

智能感知+边缘计算支路人车汇入安全劝导警示系统太阳能供电智慧照明立杆支路平交路口主干线HOURSIS

Center信控平台态势掌控、战略优化、全局控制、信息服务统一数据分析统一运维服务数据完全开放统一运行状态监视统一控制操作统一路网管理定制化大屏展示灯态显示数据统计实时监控统一信控平台的需求目前通常采用在各不同厂家的系统上面再增加一层集控平台的方式来实现统一平台的目的，但此方案具备与生俱来的的局限性：•中心基本上失去了厂家的个性化特色•

不同厂家的控制原理不同，顶层平台实现的只能是不同厂家极少部分功能的交集•安全性上，平台是一家企业研发，而信号机是多家企业研发。不同的企业对于一些协议和功能的理解会有区别。会存在某些特定应用环境下的不匹配问题。这些问题一旦造成控制安全并引发交通安全事故，后果会比较严重。•

顶层平台的开发需要各设备厂家的支持，但由于涉及各自的利益，通常在配合时会对技术开放性有所保留，甚至设置障碍，

造成平台功能开发的极大困难。•首先东土是目前国内第一个声明完全数据开放的信号控制设备企业，无论是以东土的信控平台接入其他厂家的设备，或者以东土的设备接入其他厂家的平台，以及将东土的平台接入顶层城市大脑，东土都承诺完全开放所有的数据接口与协议。•东土有能力通过对原有设备设计并更换CPU卡的方式实现对老旧设备的升级改造，改造后的设备相当于更换了心脏，支持全新的功能与开放协议，并可统一接入东土的HOURSIS信控平台，从而彻底实现“数据开放、平台统一

”•

方案的优点：•

可实现控制功能的完全匹配•

不需要原设备厂家的配合•业主可以最小的投入成本实现统一平台的目的•无需投入巨额开销来开发顶层统一平台•可以对辖区内所有不同品牌的设备一网打尽智慧城市交通大脑HOURSIS智能交通管理平台SCATSCP其它CPU东土统一平台的方案海信控制器CPUHOURSIS交通服务器U进行SCATS设备改造的路口列表序号路口编号路口名称路口类型原有信号机类

型1K040环市大道-双山大道十字路口SCATS2K039环市大道-丰泽路十字路口SCATS3K038环市大道-黄阁南路十字路口SCATS4K036环市大道-广隆路十字路口SCATS5K033环市大道-广意路十字路口SCATS•

广州南沙环市大道21个路口，其中有5个路口实施了对SCATS设备的兼容性改造•

项目自2019年5月起开始实施，至今已运行两年，实施后环市大道的通信效率有显著改善，并且设备运行稳定•

2020年4月，东土信号控制机已经中标南沙信号控制改造项目二期（共72个路口）SCATS兼容性改造（广州南沙已实施项目）•采用OFDM正交频分复用的技术充分利用双绞线的带宽资源，两线制远距离宽带实时通讯总线，带宽30M通讯距离500米•

信号灯、传感器、视频等通过两线模块集成后实现IP化，通过一根双绞线实现路口所有设备的连接与智能化管理AUTBUS宽带实时总线技术3芯：供电220VAC/48VDC4芯：2组Autbus双绞线复合电缆东土Autbus接口盒子东土Autbus接口盒子视频流量检测器雷达检测器AutbusKAIBKAIBKAIBHOURSISKAIB路口工程布线长度减少30%以上，

施工时间缩短25%充分利用城市现有管线设置，确保城市基础设施的可扩展性IPv6物联网化交通路口路口AUTBUS环形结构••AUTBUS总线驱动信号灯AUTBUS第三方以太网链接设备AUTBUS总线服务器端模块DDUAUTBUS

BOX

多功能控制盒子AUTBUS核心产品AUTBUS通讯核心板AUTBUS通用网络架构实现路口交通设施的智能化通信与管理AUTBUS网联设备骨干光纤网AUTBUS

N-hop无线网关Mesh

N-hop网络AUTBUS网联设备二线宽带总线应用平台总线网关全球项目案例广州开萝大道车路协同试点东莞滨海湾新区项目广州隧道项目土耳其试点南沙市政项目莫斯科实验局东莞西平试点雄安车路协同试点海口Autbus试点（待实施）广州增城新塘项目•

形成环市大道、港前大道、英东大道等三条双向绿波带，实现合计超过100个路口的城市级区域自适应，大幅提升南沙整区道路通行效率和满意度广州南沙：超过100个路口的城市级区域自适应实施前后数据对比双山大道至海港大道海港大道至双山大道旅行时间平均速度停车次数旅行时间平均速度停车次数早高峰最大缩短10,