智慧赋能交通

2020-01-09 10:24
中国公路 2019年24期
关键词:神经网络交通协同

智慧交通是在交通领域充分运用新一代信息技术,对公众出行、交通运输、交通管理等方面以及交通网建设全过程进行管控和服务支撑,使交通系统在区域、城市甚至更大的时空范围具备互联、感知、分析、控制、预测等能力,运用云计算、人工智能、物联网、移动互联网等技术完成交通运输相关产业转型升级的过程。

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十九大明确提出,在2035年我国要进入世界交通强国行列。

2019世界交通运输大会上进一步明确,智慧交通是交通行业整体水平的一次革命性的变革和提升,也是我们从交通大国跃迁到交通强国的必由之路。通过交通领域、高科技领域、工程施工领域的协同创新,逐步搭建起信息化、智能化、智慧化的“大交通”格局。

到2025年,全周期数字化升级将得到进一步发展,形成交通运输基础设施和运载装备全要素、数字化采集体系和网络化传输体系;交通大数据应用分析水平得到大幅提升,人们的出行信息及服务会得到全程覆盖;交通与汽车、软件及智能化硬件、电子通信及互联网服务等产业将深度融合,5G、云计算、AI、大数据、区块链等技术也必将为智能交通赋能。

到2035年,交通基础设施完成全要素、全周期数字化,一体化交通控制网基本完成,即时出行服务更加精准,按需获取服务广泛应用,数字交通产业整体竞争能力显著提升并力争全球领先。

智慧交通,形象地说就是把公路建成一个人体:人体的神经网络和大脑是构成智慧体的最重要部分,大脑中最重要的结构是神经元,正是由于神经元的连接,互动才产生了智慧,智慧交通就是建成了神经网络和大脑的交通智能体,从而实现物理世界与数字世界相互映射、协同交互的融合。

目前,在上有政策引领、下有技术驱动的智能交通大环境下,交通管理模式创新、交通技术应用创新和交通服务创新三大趋势将得到充足发展。新能源应用、新交通工具、新运营模式,共享出行,未来的交通诱导,车路协同,自动驾驶,这一切将极大地改变交通行业的运行现状和运行规则。

安全、效率、体验一个都不能少

智慧的交通和普通的交通的区别在于它大大提高了通行安全性、通行效率、通行体验,把道路通行的个体事件规整为统一智能体系统下互相关联的事件,经过大脑思考后统筹安排,迅速响应。

智慧交通提高通行安全

有“超级高速”之称的杭绍甬高速设计规划打造车、路、人为一体的系统,以保证行车安全。众所周知,目前国内高速公路最高限制时速120公里,要做到像国外的某些高速不限速,路况的及时掌握和反馈是非常重要的一环。这条高度智能化的超级高速和普通的高速公路最大的区别在于,它拥有一套完整的智能系统。在这条路上,车辆可以及时掌握前方道路路况信息并反馈给驾驶者,车速预计将可以提升20~30%,并且安全系数也随之大幅提高。车辆不再是单纯的机械,路面也不再是简单的路面,车辆安装的智能化盒子和路面布设的智能化感知设备会和驾驶者一起,为司乘的安全通行保驾护航。

目前,自动驾驶技术正在逐步走向成熟,杭绍甬高速在设计之初就有自动驾驶辅助系统,为行驶在该路上的车辆提供超高精度的定位,当自动驾驶全面普及时,这条高速有可能实现“零事故”。

智慧交通提升通行效率

2018年,深圳市正式启动了智慧交通一期工程,主要采用AI视频识别覆盖全域协同处理,使用AI算法和模型TrafficGO,对交通信号控制设施进行整体改造,根据道路实时交通情况调整红绿灯时间及感应控制,提升道路交通管理水平。并在路边设置多功能路灯和路灯杆,配备智能化硬件进行信息发布、公交提醒、视频监控等,同时在路面设置微型传感器,智能感应大货车、泥头车违章或不按规定时间段上路通行,及时将信息反馈,从而保障路面通行效率。

TrafficGo是一套智慧交通信号配时方案,设计为自主学习交通流规律,主动学习城区路网交通流量规律,生成信号优化配时方案,然后跟交通控制信号系统对接,达到智能缓解交通拥堵现象的效果。

其交通流量管控方案主要是为了服务交通出行。该方案基于卡口过车数据、路口交通流量采集数据以及基于视频解析的交通流量、排队长度等信息,通过互联网数据融合,进行智能分析交通流量,形成精准交通态势感知,及时发现路面交通路况和对拥堵点进行预警,提高处置效率。

智慧交通提升通行体验

我国高速公路传统的收费方式以省为单位,进出省界需要先结算出省的高速公路通行费,再领取入省的高速公路通行卡,这样一来车主们相当于通过两次收费站,车辆需要排队等候,导致收费站人工车道经常出现长时间拥堵。

取消省界收费站后,在省界附近设置电子收费系统,将原有的路面收费设施拆除,在通行省界时,安装了ETC的车辆可在不停车状态下直接驶入或离开高速公路,非ETC车辆直接通过,不再需要停车交卡、交费。取消省界收费站并升级智能化系统后最大的效益就是大幅缩短车辆通行时间,提高通行效率,也意味着各省之间的交通道路数据能快速地共享和贯通,社会的发展趋势越来越趋近于大数据协同时代。

撤站是交通运输行业数字化转型、向智慧高速迈进的里程碑事件。高速公路将逐步从封闭式联网收费向开放式、自由流收费转型升级,向自由流收费、车路协同、自动驾驶的公路业务模式逐步演进。来自第13届ITS欧洲大会期间的调查数据显示,智慧交通带来的主要收益中,提升可持续发展和宜居性占27%,提高道路安全性占51%。

全出行链的智慧交通正在形成

交通智能体正在由物理世界和数字世界慢慢融合而成,两者相互映射、系统交互。以数据链为主线,构建数字化的采集体系、网络化的传输体系和智能化的应用体系,交通管理、出行者信息系统和高级公共交通这三个有机体正在逐步走向数字化、协同化、智能化。

数字化包含交通全要素数字化、交通运行实时状况可视化;智能化包含感知智能、计算智能、认知智能、业务智能;协同化包含多云融合(多业务云化、数据共享融合)、云边协同(精准感知、多维研判、路网协同)。

简单地说,交通智能体的神经网络就是通过数字化、协同化实现的。通过部署在公路周边的各种全息感知设备收集物理世界的信息,然后通过协同网络集中传输至云端形成交通大数据湖,这些数据经过处理后又反馈到感知设备和车辆。

而交通智能体的大脑则是基于神经网络海量感知信息进行智能计算和处理的各种智慧应用,形成处理结果反馈到神经网络。

数字化、协同化、智能化涉及六大技术领域的创新和融合,包括视频、5G、互联网、大数据、云计算、人工智能。这些技术融合而成的ICT技术,将作为智能体的基础。依托ICT技术,将打造基于全出行链的智慧交通出行服务。预测未来交通出行将呈现共享移动性、新型公共交通、自动驾驶、汽车电气化、可再生能源、物联网、新型基础设施等七大趋势,逐步普及并走近我们的生活。

智慧公路,未来可期

建立云平台、建立数据计算模型进行智能化测算,通过智能化手段赋能辐射沿线高速公路产业带,深化多源数据融合,整合平台资源和线下资源,拉动产业经济升级。

搭建开放、共享、协作的大数据可视化平台,通过云数据提供增值服务,匹配资金链,延伸产业链,打造价值链;力争形成高附加值农业、智慧旅游、绿色康养、公路旅行等具有明显IP特征的,产业化、景观化、智能化、通达化、资源资产化、资产证券化的高速公路产业链。

倡导“出行即服务”理念,以数据衔接出行需求与服务资源,一切以人性化为主,使出行成为一种按需获取的即时服务,让出行更简单。

打造交通出行与购物消费、休闲娱乐、公务商务相互渗透的智慧空间,带来全新出行体验,建设出一条条具有鲜明智慧化特色的“未来之路”。

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如何实现智慧交通?

构建交通神经网络神经的末梢主要是AI摄像机。它具备全天候密集图像抓拍、精准快速AI模型识别功能,使图像流转换成识别数据流。现在的AI摄像机拍摄能力已经非常强大,达到高密人像抓拍300+人脸/帧,视频解析能力也非常强大,数千万张图片的算法训练时间也由过去的按天计算降低为按分钟计算。此外还有全息感知节点、车载T-BOX等神经末梢组成部分。

神经网络的主干是构建通信专网。利用新一代光传送骨干网和MSTP城域传输网技术、5G网络技术快速大容量的传输神经末梢产生的数据,汇聚到云端融合数据湖。这些识别数据融合后,可通过私有云、公有云等方式提供调用服务。

构建交通智能大脑其实就是根据使用场景构建智能应用。有了完整的神经网络,就有了资源、数据、算法、任务的协同一致,构建好了云边端协同能力,使得交通设施的管理、维护、使用都能基于同一个神经网络进一步扩展应用。基于此,可以进行诸如交通融合指挥、路网态势感知、营运车辆管控、智能收费稽查等应用场景的构建。

构建好交通的神经网络和大脑,使其协同运作,整个交通智能体就构建完成。通过全面、精准、实时、微观的交通数据,支撑从监测到智能预警、从协同指挥到信息发布、从人性化服务到动态应急处置的全流程智慧管控,构建起“全息感知、一体监测、精准预警、调度指挥、全程服务”的智慧交通管控体系,传统交通行业正在进行“互联网+”,智慧交通的升级和数字化转型指日可待。

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