即時監測擁堵及危險,放心安全的道路智慧交通網

作者:河井保博   |   2015 / 04 / 29

文章來源:日經技術   |   圖片來源:日經技術


【日經BP社報導】在社會基礎設施越來越先進的情況下,與汽車相關的智慧交通成為各國都在積極推進的領域。智慧交通的目標是改善交通擁堵,提高駕駛員及行人的安全性。智慧交通有望在自動駕駛等駕駛輔助功能投入實用之前實現。

汽車造成的交通擁堵已成為很多國家及城市的社會問題。而另一方面,汽車之間以及汽車與行人之間的交通事故也接連不斷。為了解決這些問題,各國都在積極推進使道路及汽車邁向高功能化的舉措。

實際上,在監測對象、收集的數據以及數據收集方法等方面有多種實現方法。這些方法大致分為兩種類型,一種是在道路上配備感測器及攝影鏡頭,使基礎設施智慧化,另一種是運用汽車上配備的感測器。

由道路向駕駛員通知危險

連接德國、奧地利及荷蘭3國的“ITS Corridor”,就是以道路基礎設施的智慧化為目標的一個事例。該系統由恩智浦半導體、西門子、本田及Cohda Wireless等共同開發,2014年11月在維也納到鹿特丹路段進行了試驗行駛演示(如下圖)。順利的話,2015年內即可投入公共用途。下圖為恩智浦進行的智慧道路交通系統“ITS Corridor”的實驗(照片均由恩智浦半導體提供)。

道路智慧交通網01

(a)顯示警告的情形

道路智慧交通網02

(b)用於實際驗證的通信車輛

ITS Corridor在穿過各國的道路上安裝了攝影鏡頭、感測器以及與這些裝置聯動的交通信號及標示牌。利用這些道路基礎設施來掌握通行的汽車以及鄰近道路上的行人等動態。當前方發生發生交通阻塞、道路障礙或是有行人時,系統會在駕駛員看到這些狀況之前向其發出警告。試驗使用的汽車為“通信汽車”(Communicating Car),會在接收到道路發送來的資訊後,將這些資訊傳達給駕駛員。道路與汽車之間的通信使用面向路車間通信(V2I)及車車間通信(V2V)用途而制定的IEEE 802.11p標準。利用這樣的系統,可將交通事故、擁堵以及相關經濟損失降至最小限度。

日本也有相似的舉措。豐田市在“EcofulTown”開展了相關驗證。雖然相關系統設想是在住宅區等較狹窄的地方使用,但同樣是以消除交通事故為目的。該系統在預見性差的十字路口設置攝影鏡頭及指示器,在汽車來到十字路口前,如果附近有行人,就會通過指示器發出警告。

在新興市場國家利用節儉方式

不過,要實現這一機制就必須設置感測器等裝置,完善道路基礎設施。這就免不了要進行初期投資。因此,在交通阻塞日趨嚴重的新興市場國家,儘管存在這方面的需求,但實際採用卻未必容易。

在這種情況下,對新興市場國家較適合的是利用低解析度攝影鏡頭的方法。其概念是盡可能使用日常生活中的工具來解決問題,也就是“節儉式創新”(Frugal Innovation)。

實際上,在肯亞內羅畢等地就有這樣的案例。內羅畢有一家名叫AccessKenya的當地企業設置了交通監控網路攝影鏡頭。利用在高處設置的攝影鏡頭,以數秒為間隔實施拍攝。但問題是攝影鏡頭設置數量較少,且拍攝的是靜止圖片,不能檢測車速。另外,汽車的影像也較小,只看影像很難掌握即時的交通狀況。

但話又說回來,要想實施龐大的基礎設施投資也是很困難的。對於這樣的情況,解決辦法就在於能利用這些低解析度影像的新型圖像分析演算法(如下圖)。IBM日本公司開發出了這樣的演算法。此外,NEC等企業也向新興市場國家提供同樣的方法開發相關系統。

道路智慧交通網03

肯亞內羅畢使用當地企業設置的網路攝影鏡頭的低解析度影像

還有追求汽車高功能化的舉措

此外,還有不涉及道路基礎設施的方法,即利用汽車自身獲得的車載數據的方法。荷蘭埃因霍溫市就在推進這樣的舉措。埃因霍溫市是連接荷蘭國內外的交通要地,事故及障礙會造成巨大影響,為了改善交通狀況,該市正致力於實現智慧交通。

上面提到的車載數據是指駕駛員是否踩下了油門或剎車、汽車位置資訊等數據。埃因霍溫市的系統會記錄下駕駛員踩下油門及剎車的地點、時間、次數以及危險警示燈、霧燈的亮燈等動作,集合這些數據製作成統計值使用。另外,還利用汽車上配備的感測器來收集道路塌陷、結冰等資訊。利用這些統計值,便可判斷道路障礙、交通量增加、危險資訊及有無交通事故等情況。

埃因霍溫市中央交通局會在這些分析的基礎上,結合天氣資訊及事故多發地等資訊,確定交通網存在的問題。這樣便可在發生事故時迅速做出響應,引導車輛繞行,從而消除擁堵。

另外,該系統還可通過智慧手機及車載導航儀向附近的駕駛員發送通知。比如,可根據氣象條件及道路狀況的變化,通知駕駛員改變行駛速度,還可通知附近最近的交通巡邏車位置。(記者:河井保博,日經BP清潔技術研究所)

日經技術在線授權轉載》

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