智慧交通——具有實時分析功能的智能高速公路

智慧交通——具有實時分析功能的智能高速公路

智能高速公路是一種利用技術(shù)來改善交通流量和減少擁堵(RAC)的高速公路。其目的主要是通過使用可變速度限制和車道控制，以及經(jīng)常使用路肩作為附加車道來實現(xiàn)交通順暢并調(diào)節(jié)擁堵。智能高速公路是一個國家最先進(jìn)的“管理”道路。

然而，這些高速公路非常不受駕駛員的歡迎，并與許多悲慘事故有關(guān)。其不但不易于使用，而且有時令人困惑、緊張，甚至完全是誤導(dǎo)性的，且還有布滿道路的超速攝像頭。

誤導(dǎo)，或完全缺乏信息，是司機(jī)一大煩惱。許多人表示曾多次親眼目睹頭頂上突然閃現(xiàn)的限速標(biāo)志，隨后是一段空曠的道路，沒有進(jìn)一步的速度限制，也沒有任何危險。駕駛員突然踩剎車，導(dǎo)致其他駕駛員措手不及，造成一些可怕的時刻。最糟糕的是系統(tǒng)運(yùn)營商沒有任何解釋。

另一種時常會看到的情況是，顯示屏上寫著“道路上有碎片”或“道路上有工作人員”，有速度/車道限制，但在任何地方都看不到工作人員或碎片。這對于這個信息豐富的時代而言，還不足夠好。

智能高速公路面臨的最大挑戰(zhàn)是，其遠(yuǎn)未充分發(fā)揮潛力，可能受到愿景、技術(shù)和財務(wù)的阻礙。這是一個偉大概念執(zhí)行不力的典型例子?，F(xiàn)在已經(jīng)到了智能高速公路的整個概念被拋到一邊的地步。

重新思考智能高速公路

智能高速公路能否發(fā)揮其潛力？其為何總是注定要失?。咳绻屍洹案悄堋蹦?？讓我們考慮一下“智能”高速公路到底應(yīng)該是什么樣子。

智能高速公路是真正動態(tài)的，并且“了解”其每一段路段所發(fā)生的情況。其為用戶提供有關(guān)前方和周圍發(fā)生的情況的實時信息，清楚地警告即將發(fā)生的危險，并根據(jù)可靠的實時數(shù)據(jù)動態(tài)管理速度限制和車道限制。

至少，該系統(tǒng)應(yīng)實時結(jié)合來自衛(wèi)星、道路傳感器（雷達(dá)、激光、熱、運(yùn)動等）、攝像頭、道路工程活動、緊急服務(wù)、天氣和路邊服務(wù)的數(shù)據(jù)源，并通過人工智能運(yùn)行算法并向操作控制（OC）提供相關(guān)輸入。OC使用實時洞察和人工智能輔助數(shù)據(jù)模式解釋來動態(tài)管理流量。此外，其最初主要使用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，提前將信息傳遞給駕駛員。

這只是現(xiàn)今的基本功能，增強(qiáng)了實時分析功能，可以極大地提高道路信息的質(zhì)量，以及OC和高速公路用戶的決策質(zhì)量。在這個基礎(chǔ)階段，控制中心將能夠使用人工智能來解釋實時數(shù)據(jù)，并提前更新車輛的實時交通狀況，從而大大提高衛(wèi)星導(dǎo)航和駕駛員眼睛所獲得的信息的質(zhì)量。

例如，如果前方十英里處即將發(fā)生局部惡劣天氣事件，人工智能可以在危險出現(xiàn)之前向駕駛員發(fā)出警告。OC可以在通知駕駛員的同時動態(tài)地引入速度限制、車道關(guān)閉或改道。這種方法可以實現(xiàn)所謂的動態(tài)決策，高速公路控制中心和道路使用者能夠根據(jù)信息實時采取行動。

實時是智能高速公路的關(guān)鍵

在操作環(huán)境中動態(tài)決策的好處是相當(dāng)大的。試想一下，通過更準(zhǔn)確地預(yù)測危險和擁堵，為駕駛員提供有關(guān)原因、持續(xù)時間，以及改道是否是一種更好的選擇，可以節(jié)省多少時間和金錢。通過使用實時交通信息，現(xiàn)在可以更精確地控制速度限制。

高速公路智能化的下一步將使道路和車輛自動、實時“對話”。想想看，有了“智能”高速公路，有了“智能”汽車，但它們只是通過輪胎和駕駛員相互連接。兩者之間不存在自動的信息交換，也不存在車對車之間的信息交換。駕駛員只能看到其附近的情況，再加上衛(wèi)星導(dǎo)航/收音機(jī)偶爾更新的交通信息，通常是在已經(jīng)陷入堵塞之后。OC只能通過攝像頭和偶爾的傳感器來評估交通狀況，根本不會發(fā)生車輛與車輛或車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的數(shù)據(jù)交換。

汽車行業(yè)正朝著更智能的方向發(fā)展，以彌補(bǔ)基礎(chǔ)設(shè)施的不足，如半自動駕駛、駕駛員輔助、警覺性監(jiān)控、衛(wèi)星導(dǎo)航、無線軟件更新、組件監(jiān)控、辦公功能等，并將它們包裝成復(fù)雜的技術(shù)。

盡管現(xiàn)代汽車非常智能，但距離無人駕駛還有一段距離。全自動駕駛要復(fù)雜得多，需要一系列先進(jìn)的車載傳感器、無線數(shù)據(jù)源和強(qiáng)大的計算能力來做出即時決策。如果繼續(xù)沿著當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展道路前進(jìn)，汽車將需要變得更加“智能”，才能安全地在公共道路上行駛。

將流數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)相結(jié)合

但是，如果高速公路通過智能化基礎(chǔ)設(shè)施來“滿足”汽車工業(yè)的要求會怎么樣呢？車輛可以很容易地將遙測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)降缆方邮掌魃?。其不必是全部?shù)據(jù)，只需車輛類型、速度和行駛方向的核心（匿名）參數(shù)即可。由于流數(shù)據(jù)是本地化的，發(fā)射器和接收器可以低功耗，從而使其安裝和操作具有成本效益。

然后，這些流數(shù)據(jù)將與附近其他道路使用者的數(shù)據(jù)實時結(jié)合，并與上述外部來源相結(jié)合，以確定車輛在道路上的確切位置以及與其他車輛的關(guān)系。即使不能立即實現(xiàn)完全的自動駕駛，也可以通過減少每輛車必須執(zhí)行的車載傳感器和計算的數(shù)量來加速實現(xiàn)。

為了處理這種級別的數(shù)據(jù)交換，需要升級OC，以使其能夠以自動化方式處理動態(tài)信息。將有多個衛(wèi)星和自動化運(yùn)營中心專注于高速公路的某些路段，以保持其成本效益。中央OC將在全系統(tǒng)級別上協(xié)調(diào)通信。

有了如此高的內(nèi)置自動化水平，可以進(jìn)一步深化這一概念。如果與目的地源的數(shù)據(jù)交換，交通管理系統(tǒng)可以自動確定哪些駕駛員適合改道以及原因，從而減少擁堵區(qū)域的車輛數(shù)量。根據(jù)動態(tài)共享的衛(wèi)星導(dǎo)航路線、實時交通的嚴(yán)重程度，甚至付費(fèi)的“高峰時間”通行令牌，允許車輛在高峰時段通行，可以更精確地控制高速公路擁堵。如果系統(tǒng)實時了解道路狀況，可以針對該地區(qū)的所有交通動態(tài)做出優(yōu)化決策，并讓駕駛員了解最新信息。在無人駕駛汽車中，系統(tǒng)可以發(fā)出自動轉(zhuǎn)向命令來引導(dǎo)其離開。這些先進(jìn)的交通管制措施將緩解交通擁堵和當(dāng)?shù)匚廴尽?/p>

智能高速公路投入使用

現(xiàn)在，高速公路正在變得更加智能，甚至可以添加更多功能。由于OC實時處理交通和相關(guān)信息，并了解其控制區(qū)域內(nèi)所有車輛的實時位置，因此，可以通過對實時數(shù)據(jù)應(yīng)用預(yù)測分析來開始減少事故數(shù)量。該系統(tǒng)可以識別不穩(wěn)定和危險的駕駛模式，并向肇事者和附近的其他用戶發(fā)出警報。熱傳感器和運(yùn)動傳感器可以識別動物（人）入侵，并向該地區(qū)的所有道路使用者發(fā)送警報。

當(dāng)發(fā)生故障、事故或其他危險時，系統(tǒng)會立即向附近的所有駕駛員發(fā)出警報，并根據(jù)需要自動調(diào)度緊急服務(wù)和救援卡車。控制中心可以通過提前通知道路上的特定車輛來清理緊急車道，以便服務(wù)人員可以更快地到達(dá)那里。

智能高速公路有多有用？下面更進(jìn)一步探討這個概念。由于信息是實時的，該系統(tǒng)可以幫助執(zhí)法部門更快、更準(zhǔn)確、更安全地追蹤被盜車輛。其可以利用人工智能來分析卡車的軸載荷和車輛在行駛過程中的行為，從而確定卡車的載荷是否超過了允許的限制。其還會檢查車輛是否缺乏MoT和保險，駕駛員是否使用手機(jī)，甚至亂扔垃圾——這是馬路上的一大禍害！

路面可以被密切監(jiān)控和更快地修復(fù)，將道路工程的中斷降到最低。高速公路收費(fèi)可以根據(jù)確切的行駛距離來實施，甚至可能取代如今支付的一些關(guān)稅。且隨著時間的推移，可以添加更多功能，包括創(chuàng)收服務(wù)。未來，這項技術(shù)還可以擴(kuò)展以覆蓋A級公路和市中心。

在過去的半個世紀(jì)里，智能高速公路基礎(chǔ)設(shè)施幾乎沒有發(fā)展。雖說有了控制中心、更好的攝像頭和車牌識別系統(tǒng)，但總體而言，其在很長一段時間內(nèi)與過去一樣——反應(yīng)緩慢、運(yùn)行成本昂貴，對道路使用者而言價值不高。且令人費(fèi)解的是，在過去的幾十年里，我們在讓高速公路和道路真正智能化方面做得很少。

從基礎(chǔ)設(shè)施的角度來看，智能高速公路應(yīng)該是政府議程的首要任務(wù)，特別是考慮到老化狀況的鐵路網(wǎng)絡(luò)。只要有在陸地上行駛的公路車輛，就會使用高速公路。隨著汽車、卡車、公共汽車等變得越來越復(fù)雜，道路也必須如此。

人們總是認(rèn)為，建設(shè)和升級高速公路基礎(chǔ)設(shè)施耗資巨大。如果這是作為大爆炸項目來完成，涵蓋升級的每一個小方面。那么，我們應(yīng)該重用大量現(xiàn)有的點(diǎn)系統(tǒng)，并用最新的傳感器、通信、云和人工智能分析技術(shù)來增強(qiáng)它們，所有這些技術(shù)都以先進(jìn)的實時數(shù)據(jù)集成解決方案為基礎(chǔ)。

一旦完成初始設(shè)置并進(jìn)行測試，就可以增強(qiáng)系統(tǒng)，并逐步淘汰傳統(tǒng)技術(shù)。整體架構(gòu)需要正確設(shè)計，但實施應(yīng)該建立在模塊化、敏捷的基礎(chǔ)上。

實時數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

從實時數(shù)據(jù)集成的角度來看，必須構(gòu)建動態(tài)、低延遲、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)功能，這些功能可以跨解決方案空間工作，并提供實時動態(tài)決策。要實現(xiàn)這一點(diǎn)，數(shù)據(jù)需要從一開始就是生產(chǎn)級的，并且可以互操作。由于數(shù)據(jù)是實時流動的，因此需要能夠信任其從源到目的地的流程。決策是實時做出的——數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性毋庸置疑。

這意味著必須對流數(shù)據(jù)實時應(yīng)用多個質(zhì)量保證流程，例如記錄級別的數(shù)據(jù)沿襲、錯誤檢查、模式漂移管理以及延遲到達(dá)數(shù)據(jù)的自動處理。集成必須能夠解決傳輸間隙、延遲到達(dá)的數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)漂移的問題。最重要的是，還需要從其他數(shù)據(jù)源（流和批處理）執(zhí)行復(fù)雜的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)擴(kuò)充。

在這類型項目中，將有成千上萬的數(shù)據(jù)管道，連接各種點(diǎn)系統(tǒng)、傳感器、車輛數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)湖、數(shù)據(jù)倉庫和應(yīng)用。所有都必須符合生產(chǎn)級標(biāo)準(zhǔn)。

如今，我們擁有了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)框架，可以實時創(chuàng)建和管理高效的數(shù)據(jù)流。復(fù)雜的實時數(shù)據(jù)集成現(xiàn)已成為現(xiàn)實，并且可以以經(jīng)濟(jì)高效的方式交付。這是智能高速公路升級項目的一大勝利。硬件將不斷發(fā)展，新的應(yīng)用將被開發(fā)，新的數(shù)字功能將脫穎而出，而精心設(shè)計的數(shù)據(jù)集成解決方案也將在未來幾年無縫適應(yīng)這些進(jìn)步。

智能高速公路提供了一個完美的環(huán)境，匯集了一系列創(chuàng)新的想法及企業(yè)，創(chuàng)造出真正特別的東西。該計劃將提供多年的技術(shù)就業(yè)機(jī)會，并使科技行業(yè)發(fā)展得更快。一旦成功部署了智能高速公路，就可以向其他國家出口技術(shù)和專業(yè)知識。這于國家而言也是一個巨大的勝利?，F(xiàn)所需要的只是去做這件事的意愿！

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