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城市

系統整合商覓得指揮城市交通的新方式

計算機視覺、邊緣計算、智慧城市、人工智能

舊金山是交通成長過度的一個好例子。2018 年以來,車流量增加了百分之 27。替代的共享運輸市場更呈現爆炸性的成長。在一般平日,市內道路上平均有 6,300 輛共享自行車、2,000 輛輕型摩托車和 2,300 輛電動機車。

除了傳統交通工具,Uber 與 Lyft 這類共乘選擇方興未艾。雖然這類新選擇讓旅程比過去還便利,卻同時也挑戰了運輸管理系統的極限。

為了跟上此等瞬息萬變的運輸趨勢,城市管理者需要 21 世紀的解決方案,才能讓交通規劃、通勤者與行人安全以及意外服務為了未來做好準備,而系統整合商(SI)正能把握這個千載難逢的機會建置技術與服務項目,爭取新業務。

整合商的城市管理者客戶需要品質更好的資料,才能確實瞭解交通工具之間的相互影響。他們需要的是數週、數天與數小時內事件的狀況覺知,而非數年或數十年間事件的狀況覺知。

為了克服這些挑戰,技術供應商已經開發了智慧型運輸系統(ITS)。因為物聯網與人工智慧(AI)技術是即時運輸管理的關鍵。若是尚無法取得這些技術,或是尚未深入瞭解技術運作方式的系統整合商,解決方案集合商可以助他們一臂之力。

多層式管理

以這個特定使用案例來說,交通監測攝影機這類現有的感測器,能讓運輸管理人員順利起步。而下一步則是在 ITS 解決方案中部署階層式資料智慧架構。

Justin Bean 是 Hitachi Vantara 的 Smart Spaces and Video Intelligence Marketing 全球總監,為我們進一步說明。

「有了電腦視覺與機器學習,我們可以分析現有資料,並將資料轉換為各式各樣的深入分析。」他表示。「舉例來說,我們可以查看車流的構成。道路上有多少輛自行車、汽車、卡車和公車?汽車都停在哪裡?人行道和行人穿越道的人流量如何?」

此種電腦視覺需要大量處理效能,而現場裝設的舊型攝影機通常並未具備。邊緣閘道或伺服器則可以善加利用。這些系統可編製視訊串流,即時套用電腦視覺演算法,然後將相關中繼資料傳回營運中心以進一步分析。

Intel® NUC 是能夠在現有攝影機實現電腦視覺的解決方案之一。這套精簡的平台提供自動牌照辨識這類工作所需的運算和繪圖效能(圖 1)。

Intel NUC 可加以自訂,以滿足攝影機翻新的電腦視覺需求
圖 1. Intel® NUC 可加以自訂,以滿足攝影機翻新的電腦視覺需求。(資料來源:Intel® 公司。

接下來是最具影響力的資料情報層,是完整的視覺化套裝軟體。此類軟體應用程式整合感測器、閘道和其他流量管理系統的資料。為此,大眾運輸管理人員可透過單一畫面檢視即時視訊串流和長期流量趨勢。

開放架構完美整合一切

整合這些基礎架構元件是系統整合商與城市管理人員的挑戰。例如,不同廠牌的攝影機和感應器使用不同的通訊協定與資料格式。這就可能導致資料零散又彼此孤立,使得運輸管理系統無法提供即時意見回饋。

若要將此類基礎架構連結到視覺化與分析儀表板,需要一套端對端的資料擷取策略。該策略必須具備可擴充的 ITS 設計,不受專屬解決方案限制,亦不依賴於即將過時的技術。

運用裝置連接器的物聯網應用架構是問題的解方之一。連接器是一層精簡型的軟體層,可從一個系統擷取資料重新封裝供其他系統解譯。如此一來,資料就能從邊緣系統傳送至雲端視覺化平台。

Hitachi Vantara 即整合了一個如此的架構至其 Smart Spaces and Video Intelligence 平台(圖 2)。

Hitachi Smart Spaces and Video Intelligence 是一個端對端物聯網應用程式架構
圖 2. Hitachi Smart Spaces and Video Intelligence 是一個端對端物聯網應用程式架構。(資料來源:Hitachi Vantara

此 Hitachi 平台是一種可擴充性極高的智慧城市管理解決方案,以一系列的連接器提供寬鬆的資料整合架構。Hitachi 與裝置製造商合作為其平台開發連接器,不受裝置原生通訊協定或原始資料格式限制。

「我們的應用程式架構提供的服務可擷取多種資料類型,」Bean 解釋。「它會將這些轉換為中繼資料,然後透過例如 JSON 格式來傳送。它會適當地協調資料,並將資料存入資料湖。」

「這種時間序列資料就很容易在地圖上顯示,」Bean 說道。「但如果我們想善用視訊串流,大可直接利用影片本身。」

瞭解美國加州莫雷諾谷市如何利用此解決方案來改善交通管理和公共安全(影片 1)。

影片 1. 莫雷諾谷市以即時方式監控交通

電腦視覺與人工智慧的趨勢分析

使用此架構可將視訊分析串流和其他交通資料匯入 Hitachi Visualization Suite (HVS)。HVS 是一套智慧型管理儀表板,支援無數層次的資料,幫助交通監控人員評估即時路況和長期趨勢(圖 3)。

Hitachi Visualization Suite
圖 3. Hitachi Visualization Suite。(資料來源:Hitachi Vantara

HVS 將時間序列歷程資料和即時視訊串流整合於同一個儀表板。此資訊可顯示於地理空間視圖中,幫助交通管理人員以視覺化呈現交通趨勢。

多層次資料讓主管機關能充分利用交通資源。HVS 還在圖表、圖形與其他格式支援可自訂的資料集配置,協助操作人員將一個類型的資訊與其他交通趨勢歸類在一起。

「您也可以將資料輸入停車導航應用程式等即時應用程式,讓大家知道哪裡有停車位,」Bean 說道。「這能幫助管理人員即時掌握車流狀況,以便調整紅綠燈時間。另外也能看到事故地點、行人流量、交通工具選擇等等多種資訊。」

另一個重要的解決方案元件就是 Hitachi Video Analytics,用於增強 Intel NUC 等平台所提供的邊緣分析。它支援人車計數、交通分析和停車偵測等功能。亦可讓使用者快轉、倒轉和搜尋埋藏在數小時視訊畫面中的特定物件或事件。

更聰明的交通運輸,更聰明的城市

Hitachi Smart Spaces and Video Intelligence 開放彈性,可順利與現有的運輸系統合併。這個特點有助於城市規劃人員的客戶維持在硬體、軟體與連線能力方面的投資。但是當這套解決方案與其他城市管理系統整合時,智慧城市管理效益更能倍增。

擴展連接器的概念之後,甚至能帶來更多機會。資料可在交通系統、公用事業供應、急救服務及其他市政資訊儲存庫之間傳送。此外,將資料即時視覺化的能力意味著,您可大力協助城市設計政策,讓城市區域比過去還乾淨、安全且便利。這項價值超越了傳統系統整合商銷售、整合與服務的功能。

作者簡介

Amanda Nielsen is a 5-year veteran of the high-tech media industry, covering enterprise communications and military electronics. Amanda lives in Phoenix with her husband Lelund and pug Cooper. When she's not working she enjoys exploring Arizona's craft breweries and attending concerts, comedy shows, and book readings.

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