为什么说智慧城市建设关键是智能交通?

来源:智博会    时间:2018-05-11

城市历经古代、近代、现代城市,今后将逐渐发展成未来城市。目前正处于产业革命以后产生的现代城市逐渐转移到智慧城市的阶段,在这一过程中技术和基础设施逐渐得以进化,并构建尖端未来城市所必需的尖端智能型城市的基础环境。



因为城市的复杂性,我们正在面临着很多问题:爆炸式的城市人口增长、达到扩张极限的城市空间以及层出不穷的城市病,这是一个非线性的、复杂多变的综合性问题,期待在全面统筹下从多维度、多领域求解。城市中的社会问题、经济问题或是环境问题产生的原因不是单纯地在单一的子系统内就可以找到的,城市各个领域,无论是智慧交通、智慧城管、智慧政务、智慧建筑、智慧旅游、智慧医疗等等本身也都是一个复杂的体系,城市作为复杂系统的叠加,其管理的对象、内容以及管理的目标设定、过程设计等方面也显得异常复杂。由此,从先落地各个领域各个维度的应用,才可能系统性地看待智慧城市的发展规划和管理。而智慧交通就是这个复杂系统中最重要也是应用最广泛的内容之一。

 

新时期智慧城市呈现的特征

 

处于新时期的智慧城市建设呈现出新的特征,表现在:

 

1.数据的自动采集。充分利用物联网等技术,越来越多的基础设施将具备信息自动采集和迅捷采集的能力,使城市的信息获取更加便捷和高效。

 

2.信息资源的整合和共享。打破以部门为分割的信息资源壁垒对智慧城市建设至关重要,对城市主体范围内人、土地、能源、经济等信息资源的整合,能够保障智慧城市各应用之间的资源共享。

 

3.数据资源的充分挖掘。基于整合的信息资源,充分利用知识管理、数据挖掘等手段,智慧城市将越来越多的表现出数据智能化处理的特征,成为一切智能应用的基础。

 

4.智能应用。面向市民、政府和企业三类主体,实现战略性技术的深层次、创新型应用,智慧城市将最终表现为对城市生产和生活方式的改善。

 

智慧交通在智慧城市建设中的应用形式与特征

 

1.AI赋予感知层更多数据来源

 

数据、算法和算力的突破,掀起了AI浪潮,赋予了交通系统更加智能的感知能力。交通中常用的感知设备包括摄像机、拾音器、线圈、雷达、微波、地磁、红外以及各种传感器,例如风速仪、温度计、振动传感器、位移计、应变计、水平仪、GPS、电子测距、气压计、湿度计、雨量计等等。其中视频是最直观的方式,视频中蕴藏着70%的现场信息,而其中40%的信息是趋势性、经验性的,需要智能处理才能提取出有效的信息。通过AI技术,可以从采集到的交通信息中提取更多的数据信息,例如车辆特征。

 

2.视频将会成为最主流的交通信息采集方式

 

交通信息采集是整个智慧交通系统里最重要的组成部分。它是信号控制系统进行信号配时和优化的依据,是交通诱导系统发布的数据来源,是交通指挥调度等综合策略的数据源头。公路系统上最早的交通信息采集还是采用人工计数的方式,随着技术的提升,环形感应线圈、微波、雷达等多样化的采集方式,改进了交通信息采集的准确率,增加了数据采集种类,是目前最主流的交通信息采集方式。这三种方式,优劣势非常明显。

 

采集方式

优势

劣势

成本

线圈

可测车速,车流量,占有率等基本交通信息参数。首次投资较少、准确度高、不受气候和光照等外界条件影响

安装与维修因为需要中断交通、破坏路面而变得很复杂,加上车辆重压等因素导致寿命不长,因而维护成本很高。另外特殊路段如桥梁、隧道等难以安装。目前常规的线圈交通信息检测系统信息传输采用的是轮循。  

首次投资低,但维护成本高

微波

安装维护简单(不用破坏路面和中断交通)、准确度高、不受气候和光照等外界条件影响、寿命长。可安装于桥梁与隧道等线圈难以安装的路段

价格高。该探测技术可测车速、车流量,占有率等基本交通信息参数,不能准确测量单一车辆速度。

雷达

既能准确测量车辆速度又能准确测量车流量等其他交通信息、不受气候和光照等外界条件影响、寿命长。可安装于桥梁与隧道等线圈难以安装的路段

成本高。因为需要正向安装于龙门架或者l型横梁上而使得安装与维修变得很复杂。

 

线圈依靠技术成熟,成本低,目前占据90%以上市场。可见交通信息采集的产品和市场里价格与成熟度仍然是客户选择的首要要素。但随着交通设施的成熟,破路对道路交通影响越来越大,以及施工维护成本高的固有局限性,从长远来看,这块优势在逐渐缩小并有望被新技术逐渐替代。视频方式在早期因为受像素、图像质量等限制一直作为监控使用,在提取交通数据信息的过程中准确度低,受环境影响大,并未被广泛推广使用。但是随着技术的提升,首先在像素上,目前高清Sensor从720P、1080P到4Mp、4K(12Mp);从相机行业看,16Mp、20Mp、24Mp、32Mp(8K)、50Mp、16K(约130Mp)都是接下去发展的方向。高像素带来靶面的提升,光圈技术、镜头技术、isp技术等等的配合提高了视频技术的适应能力。再加上视频检测方式直观,能够与监控复用,价格便宜,使得该方式呈现出相对于其他检测方式压倒性的优势。利用视频方式可以对车流量、道路交通信息(包括平均速度、车型、车系、车身颜色等)进行采集,同时可以对拥堵、违法停车等道路交通事件进行检测。相比于基础的交通信息,增加了更多采集种类和范围。

 

不同于线圈,这些信息采用的是主动上报的方式,兼容性更佳。同时随着技术的提升,模式识别还能改进为深度学习,理论上随着样本的增加,可以无限提高检测的准确率。同时相机可以对机动车、非机动车、行人进行高精确度区分,对视频进行结构化处理,使得车辆及车内人脸可检索可查询。视频将会颠覆整个智慧交通行业的感知方式,成为最主流的交通信息采集方式。

 

3.瑞士军刀式应用

 

自从有了智能手机,单一用途的设备——电子阅读器、DVD、MP3、电视等设备的使用频率下降了37%。客户正在越来越多地寻求获得质量、多功能性以及耐久性三者合一的体验。更好的应用不是付出更多,而是用最少的代价做到更多的事情。

 

目前交通基础的建设单位涉及交警、公安、路政、城管、综治等部门,重复建设,涉及大量的路边杆件、强弱电、网络等资源,影响市容市貌,也造成公共资源的浪费,信息共享是大势所趋。拿监控设备来说,针对同一场景,摄像机可以覆盖监控、人脸卡口、车卡、交通流采集、事件检测等多项功能,使得同一感知方式按不同应用部门需求提取出多样化的数据信息。智慧路灯就是这种背景下衍生出来的产品,不仅仅为交通提供道路照明,更是一个集智慧照明、WIFI热点、环境信息采集、安防及道路智慧监控、信息发布、应急可视报警、电动汽车智能充电桩、车辆监控等等功能于一体的智慧灯杆。除了被赋予更多的功能,还带来了全新的运营模式。通过应用智能杆塔,有效解决了网络覆盖、资源共享、安防监控、智能停车、道路安全、环境保护、灾害应对等问题,同时实现车联网、物联网、感知网系统的一体化进程,实现瑞士军刀式的应用,见图4