早在2014年,中国交通部发布的数据就显示,交通拥堵带来的经济损失占城市人口可支配收入的20%,相当于每年国内生产总值(GDP)损失了5%-8%,达到2500亿元人民币。
堵车，一部分原因是交通信号灯不智能。目前，主流应用的交通信号灯普遍是“无脑”的，变化周期固定，造成交通资源浪费。随着科技进步，解决“堵车”难题，迎来了高科技方案。近日，海尔一项名为“基于数字孪生的交通信号灯控制方法、装置、设备及介质”的专利获得授权公开，授权公告号为CN114419896B。
根据专利公开文件，这一方案基于数字孪生技术，还原打造出与现实紧密关联的“虚拟交通网”，智能控制交通信号灯，进而提高路口通行效率。换句话说，就是通过数字孪生技术“克隆”一个数字化的交通网络，为交通信号灯赋予智慧大脑，让信号灯能“思考”会“预判”，根据路口车和行人的流量，智能调整红绿灯时长，最大限度满足各个方向的通行需求。
具体来看，这一技术的实现可分3步：
第一步，建模及识别。利用数字孪生技术将可能出现拥堵的目标路口、目标路口的上下游、上下游之间的道路整体建模，识别机动车、非机动车、行人等动态元素。
第二步，预测及判断。根据环境建模和动态元素，对下一时刻到达目标路口的动态元素的个数及运动方向进行预测，并对该路口交通信号灯的原始控制方案进行合理性判断。
第三步，调整及优化。对于判断为“不合理”的路况，则生成新的目标控制方案，并在下一时刻根据优化后的新方案控制目标路口的交通信号灯。
举例来说，假设东西方向有100辆车和100个行人，而南北方向只有1辆车，按照传统的交通信号灯，东西和南北两个方向的红绿灯时长一样，当南北方向为绿灯时，在这1辆车通过后，剩余的绿灯时间是浪费的，东西方向上大量的车和行人会处于无效等待的状态。
应用海尔这一专利技术后，数字孪生出的“虚拟交通网”会识别、判断，得出目前两个方向交通信号灯时长相等的方案是不合理的，进而根据两个方向上行人、车辆的数量，生成合理的交通信号灯时长，由此实现交通信号灯与机动车、非机动车、行人的动态感知与配合，避免了交通资源浪费，提高了路口的通行效率。
目前，已经有城市落地应用各类“智能化”交通信号灯，其功能与海尔这一专利技术可谓异曲同工。海尔专利的差异点在于，应用数字孪生技术，实现实时建模、实时预判，未来有望与城市工业互联网平台相结合，高效疏导交通，为政府端提供更高效的管理及应急处理方案，助力城市实现数字化转型，让民生服务更智慧。
事实上，海尔对数字孪生技术早有探索和应用，今年以来，海尔公开了一项基于数字孪生技术给智能家电建造“元宇宙课堂”的专利，还发布了工业元宇宙技术方案D3OS、海纳云数字孪生开放平台，覆盖家庭生活、工业、城市等多个场景。依托全球“10+N”开放创新体系，海尔将持续产出更多新技术、新方案，为美好生活加固科技底座。