人工智慧讓交通管理員彷彿親臨現場

December 27, 2018 Georganne Benesch

有效率的汽車交通是市政服務的基礎。當交通緩慢時,生產力便會受到影響、貨物無法流通,第一線救援人員的行動也會受到延遲。

然而全球的城市在管理街道方面都遭遇到挫折。交叉路口可能就是交通管制所面對的最大挑戰。這裡充斥著大量的風險:駕駛闖紅燈、違規迴轉,或是閃躲行人等。因此,不意外地,美國有 40% 的交通意外都發生在交叉路口。

隨著街道面貌不斷進化,這些挑戰只會越來越嚴重。自駕車與共享機車等全新的運輸模式也為交通監控增添了複雜度。隨著環境優先度的改變,行人與自行車騎士的數量日漸增加,這也衍生出了安全問題。因為運輸的未來無法確定,代表規劃者需要彈性的方法,以便快速適應新的情況。

好消息是:新的人工智慧解決方案能讓交叉路口更聰明。

資料智慧使可預見的結果成為可能

有一個城市運用新技術解決了這些挑戰,那就是泰國的曼谷。他們導入了 GRIDSMART 人工智慧攝影機與機器學習以監視與控制數百個交叉路口。整個城市部署了近 400 個單元,帶來了明確的正面影響:

  • 交通延遲減少了將近 25%
  • 平均排隊長度縮短高達 30%
  • 闖紅燈的車輛減少了 68%
  • 每年節省了將近 52,000 小時的車輛通勤時間
  • 城市每年節省約 855,000 美元

「我們的願景是透過智慧功能改善十億人民的生活,」GRIDSMART Technologies 的創辦人兼執行長這麼說。「我們透過智慧功能達成這個目標的唯一方法,就是掌握處理與計算資料的能力。」

需要更智慧的解決方案

傳統的交叉路口管制系統有其限制。它們通常只會追蹤交叉路口內發生的情況,而不是進出路口的車輛數量、類型和速度。它們也需要多個攝影機來監看整個交叉路口,這使得大部分的系統都面臨安裝、設定和維護的挑戰。

為了跟上快速移動的運輸趨勢,市政管理機構和交通工程師需要的解決方案不僅需要能解決現今的問題,也要能應對未來的需求。他們需要部署全新系統或升級現有系統,以獲得可在未來輕鬆新增功能的能力。

底線?有效的交叉路口監控、安全與管制需具備三個必要事項:

  • 在城市現有的基礎架構與道路中,以更低延遲處理更多車輛的智慧功能
  • 可與空氣品質追蹤等其他智慧城市應用共同運作的開放架構
  • 確保部署、管理及維護簡便以減少資源與成本

這就是 GRIDSMART 系統發揮威力的地方,它是可用於交叉路口號制啟動、交通資料收集,以及狀況警覺的獨特單攝影機解決方案。

搭配 GRIDSMART 代表性的鈴鐺型攝影機,此系統會運用電腦視覺運算法來追蹤所有移動目標。這提供了即時的資料以管理交通號制的時間,並改進交叉路口的效率與安全性。此外,如 圖 1 所示,GRIDSMART 系統也提供單純性、彈性和透明性的優勢。

圖 1. GRIDSMART 解決方案的重點就是單純性、彈性和透明性。

「平均來說,相較於傳統視訊監控系統,GRIDSMART 只需要 25% 的安裝時間,而且維護時間大約少於 25%,」Malkes 表示。

攝影機會捕捉完整的交叉路口視野,包括汽車、卡車、機車和自行車通過的路口中央,以及行人穿越道。系統會追蹤交通車流靠近、抵達、穿越,以及離開交叉路口的軌跡。

這代表能擁有更優異的交通型態準確度,因此能即時調整交通號制的循環間隔。透過大規模的資料分析,城市規劃者可真正地對人民生活品質與安全做出正向影響。

舉例來說,一個城市在重要的交叉路口允許左轉,這導致多出 10% 的車輛使用此交叉路口,並使得次要道路的每日車輛減少了一千輛次。

「允許左轉通常會導致車輛通過對向車流的正前方。GRIDSMART 可獨特地觀測交叉路口的中央,讓我們能夠驗證在交通流量增加時,意外發生率並不會因為從保護左轉改變為允許左轉而增加,」Malkes 說道。「城市達到效率改進,但不會發生碰撞增加的後果。」

單一攝影機如何管理複雜的交叉路口

GRIDSMART 解決方案由三個主要元件組成,如 圖 2 所示的鈴鐺型攝影機與 GS2 處理器,加上 GRIDSMART 用戶端。

圖 2. 攝影機使用乙太網路供電,並直接連接到 GRIDSMART GS2 處理器。

鈴鐺型攝影機受到特別的鈴鐺型外殼保護,可緩解太陽的強光與不利的氣候條件,進而降低維護成本。

魚眼鏡頭提供獨特的完整交叉路口檢視,不像其他的攝影機僅能提供單一方向視野。如此便能獲得更準確的狀況警覺與不受阻礙的事故檢視。此外,攝影機具有虛擬平移-傾斜-縮放功能,讓交通管理員可設定和調整多個視野。

當車輛與行人進到範圍內時,攝影機會開始為每個「目標」建立 3D 模型。根據預先編程的邏輯,模型會決定交通號制的時間。

GS2 處理器安裝在標準的控制機櫃內,且直接與鈴鐺型攝影機連線。處理器引擎使用 GRIDSMART 專屬演算法負責所有的運算,在 Intel® Core i5 CPU 和 Intel® 固態硬碟上執行。 GS2 處理器會在夜間將每小時左轉數量或車輛速度等大量詳細的交通統計數據上傳到雲端。這能讓交通操作員與工程師存取目前與歷史的活動,以及趨勢報告。

解決方案的第三個元件是 GRIDSMART 用戶端軟體,它就像是一個在筆記型電腦上的交通管理中心 (TMC)。交通工程師使用用戶端應用程式來設定、管控和檢視交叉路口,以及監控執行效能報告,並將組態同步到雲端。這個用戶端具有虛擬 DVR,可提供大量多樣的交叉路口視野。

最後,GRIDSMART 解決方案獨家提供開放的 API。這代表城市可輕鬆地從現有的交通管制系統中自動擷取資料與影像。

Malkes 表示:「我們在世界各地的各種環境條件下處理超過 5,000 萬小時的影片,並計算 430 億台車輛。這需要密集的視覺處理演算法,因此必須運用快速可靠的運算能力。這就是為什麼 Intel® 一直都是我們最棒的合作夥伴。我們專注於處理與交通有關的事情,Intel 則持續以符合成本效益的方式賦予我們更大的力量。」

作者簡介

Georganne Benesch

Georganne Benesch is the Senior Content Editor and Writer for insight.tech. Before this she was an independent writer, authoring blogs, web content, solution guides, white papers and more. Prior to her freelance career Georganne held product management and marketing positions at companies such as Cisco, Proxim and Netopia. She earned a B.A. at University of California at Santa Cruz.

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