大学· 问丨红绿灯倒计时读秒，导航软件如何实现“隔空投送”？

很多地图导航软件陆续推出红绿灯倒计时功能，当驾驶员打开地图导航软件经过红绿灯路口时，可以看到红绿灯变灯的剩余秒数，并会在倒计时结束前收到语音播报。如果路口等待红灯的车辆较多，一轮绿灯不足以通过该路口，导航软件还会显示需要等待的红灯具体轮数。

11月13日，某导航软件官方发布视频，解释其借助大数据进行红绿灯读秒的工作原理，但在实际使用过程中，有很多用户反馈软件读秒总有3秒误差。这种误差是如何产生的？读秒功能背后的工作原理是什么？就此，记者采访了南京大学工程管理学院副教授王正礼。

交管局合作与大数据算法并行

王正礼指出，当前的导航软件主要采取两种方式实现红绿灯倒计时功能：一是与交通管理局合作，二是采用“大数据+算法”模式。

其中，与交管局合作需导航软件服务商与当地交管部门有深度、良好的合作关系，数据获取的成本较高。因此，基于“大数据+算法”模式是目前服务商采用的主流方法，主要是采用车辆速度、加速度等信息，结合轨迹分析，利用时空聚类、统计学等方法实现红绿灯倒计时功能。

针对“大数据+算法”的工作原理，王正礼进行了更加详细的讲解：将一天内各个时段经过同一路口的不同车辆速度画在一个二维坐标系中，以三辆车和一个红绿灯周期为例。在上图中，红、绿、蓝三辆车的停车时长所占用的时间段，就是该红绿灯的红灯时段。

数据密度不足导致读秒误差

当谈到用户所反映的读秒误差，王正礼表示，主要是数据密度不足导致的。具体来讲，在车流量较大的红绿灯路口，数据密度更高，算法估算的精度也更高。而在车流量较小的红绿灯路口，估算的精度就会降低。

此外，固定相位的信号灯配时会更容易估算，准确度也会更高。而动态的信号灯配时（也就是红绿灯配时方案会随着实时车流状态而改变），估算会更难，准确度也会更低。

现阶段，国内大多数路口的红绿灯依旧为固定相位，即提前设置好一个相位表，然后以周期性的变化规律，周而复始地轮换。因此，导航软件要做的就是计算出这个周期，通过网络分发给用户，并根据用户的行为实时微调当前状态，从而实现长期循环。

“红绿灯读秒”功能对城市交通有所助益

王正礼表示，地图导航软件的倒计时功能会带来许多积极影响。首先，地图导航软件倒计时功能可以告知驾驶员对应方向红绿灯的剩余秒数，同时还会结合实时路况和当前位置，动态提示通过前方路口的预估等灯轮数，缓解因未知而产生的等红灯焦虑，驾驶员可以依据倒计时语音提示停车或出发，在等待红灯的过程中喝水、聊天，也可以在得到提示后及时做好准备。

其次，倒计时功能可以有效提高通行效率，缓解交通拥堵。研究发现，有倒计时的路口平均反应时间约为1.9秒，而没有倒计时的路口约为2.2秒。由此可见，导航软件的红绿灯倒计时功能对于提高整个城市的道路交通效率也有显著的帮助。

模式识别，让读秒更精准

针对目前存在的读秒误差问题，王正礼提出，要解决这类问题，可以对路口车流的历史大数据分类收集，并进行模式识别，以此提升此类算法的性能，让红绿灯读秒更加精准。

具体来说，假设要测算某采用动态信号灯配置方案的路口红绿灯间隔时间，可以收集不同时段的信息，比如早8点到早10点的早高峰、晚5点到晚7点的晚高峰等时间段，利用历史的数据对不同时间段的信号灯配置方案进行估算，继而得到不同时段的配置方案。这样的话，从算法得到的结果也就会更加准确。

“绿波出行”助力“一路绿灯”

王正礼介绍，许多导航软件在红绿灯读秒的基础上还推出了“绿波出行”功能，基于交警信号管控、区域实时交通状态、用户驾驶行为、导航规划路径等数据，综合计算出不停车通过下一信号控制路口的建议车速。基于此，导航语音提醒驾驶人调整车速，助力实现“一路绿灯”，避免了急性加速、急性减速、频繁启停等现象，有效降低了驾驶能耗。

作者：

南京大学新闻传播学院研一学生 赵之睿 张雪 王紫荆

指导老师：

南京大学新闻传播学院副教授 庄永志

现代快报+记者 朱俊骏

（校对 许元华）