AI賦能交通管理和公眾服務(wù)探索

          本文根據(jù)公安部交通管理科學(xué)研究所孫正良所長在2020'第十五屆中國智能交通年會上的講話整理，文章就交通管理科技的現(xiàn)狀、探索和發(fā)展進行了探討。本文主要講了三方面內(nèi)容：一、交管科技應(yīng)用現(xiàn)狀與問題；二、AI技術(shù)賦能交管應(yīng)用探索；三、智能化交通管理下一步發(fā)展。

           01 交管科技應(yīng)用現(xiàn)狀與問題

           1 公安交通管理科技應(yīng)用現(xiàn)狀

          通過20多年的不懈努力，全國公安交通管理信息化科技應(yīng)用得到了飛速發(fā)展，在軟/硬件基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)、跨區(qū)域交管數(shù)據(jù)信息共享匯聚，以及各個業(yè)務(wù)之間的互聯(lián)應(yīng)用等方面都取得了顯著的進步，構(gòu)建了以全國統(tǒng)一的公安交管綜合應(yīng)用平臺、公安交管集成指揮平臺、互聯(lián)網(wǎng)交通安全綜合服務(wù)平臺和交管大數(shù)據(jù)研判分析平臺等四大平臺為核心、地方自建的系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)接入為基礎(chǔ)的部、省、市三級信息系統(tǒng)架構(gòu)，為整個公安交管工作提供強大的技術(shù)支撐。

           2 交通圖像信息利用率低，服務(wù)公眾能力不足

           我們通過大數(shù)據(jù)研判平臺，匯集了車、駕駛?cè)思捌浣煌ㄟ`法和交通事故處理等相關(guān)內(nèi)容，相關(guān)業(yè)務(wù)辦理日志記錄，以及中國保險機構(gòu)、國家稅務(wù)總局交換的保險和購置稅數(shù)據(jù)。除了這些靜態(tài)數(shù)據(jù)以外，我們還通過公安交管集成指揮平臺接入了全國十萬級電子警察和移動執(zhí)法PDA、百萬級以上的攝像頭等采集設(shè)備，這些設(shè)備每天采集的大量交管數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯集到大數(shù)據(jù)研判平臺。

           各級交管部門對結(jié)構(gòu)化的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的利用率是非常高的，用于做各種各樣的日常管理、“放管服”便民業(yè)務(wù)拓展、內(nèi)部審核的監(jiān)管機制。但是，各級交管部門對于這么多視頻圖像數(shù)據(jù)的利用率是非常低的，所以我們需要考慮如何利用這些數(shù)據(jù)面向群眾、面向公眾提供更好的服務(wù)，更好地體現(xiàn)執(zhí)法公平和正義。

          3 交通圖像自動識別能力差，人車關(guān)聯(lián)不足

          目前道路上各類交通違法行為還是比較普遍的，有時路側(cè)交通攝像頭看到了違法行為，但是由于沒有智能化，就沒有能力自動識別各種典型交通違法行為，特別是與交通事故、死亡事故相關(guān)性大的嚴重違法行為，不能從識別車去關(guān)聯(lián)到相關(guān)的駕駛?cè)?。因為從公安機關(guān)的管理角度來講，最終目的不是管車，而是管人，或者說是通過執(zhí)法公平和正義而服務(wù)于廣大公民。所以現(xiàn)在各地采集和分析的各類交通大數(shù)據(jù)，大多數(shù)沒有實現(xiàn)車與人的關(guān)聯(lián)。因此，目前前端感知設(shè)備、執(zhí)法裝備智能化水平還遠遠達不到智能化的程度。

          02 AI技術(shù)賦能交管應(yīng)用探索

          隨著近五年視頻圖像解析技術(shù)的飛速發(fā)展，人臉識別、視頻感知等功能越來越強大，特別是近幾年日益成熟的深度學(xué)習(xí)技術(shù)，在人臉識別、視頻智能認知等應(yīng)用領(lǐng)域的成效開始顯現(xiàn)?？茖W(xué)實驗表明，人類肉眼的識別率（即看一張人臉識別率）只有99%，而通過深度學(xué)習(xí)后的人臉識別算法的準(zhǔn)確率已達到99.5%以上，已經(jīng)遠超人類本身的能力。既然超過了人的能力，這項技術(shù)在管理上和實戰(zhàn)應(yīng)用上就有可利用價值。

           1 基于實時視頻圖像的交通事件精準(zhǔn)感知

          公安交通管理部門面對龐大的交通監(jiān)控視頻圖像，許多大中城市在路面上安裝有上萬個攝像頭，而一個城市交通指揮中心就兩三個值班民警去巡視這些視頻圖像，難于顧及海量的視頻信息。因此，我們怎么利用先進的自動檢測技術(shù)來提升圖像的利用率并大幅減少民警的工作量。比如說路上的突發(fā)交通事故事件還有交通擁堵事件，能不能由系統(tǒng)自動檢測得到，而不是讓民警盯著屏幕去找；比如說系統(tǒng)能不能自動檢測到團霧等惡劣天氣的發(fā)生，把檢測結(jié)果自動推送到民警桌前的屏幕。

          這幾年我們科研所做了一些探索，比如說團霧自動檢測，以集指平臺實時的聯(lián)網(wǎng)視頻數(shù)據(jù)作為感知源，以高速公路團霧多發(fā)點段作為重點監(jiān)管對象，用深度學(xué)習(xí)方法來進行圖像識別，希望能夠智能識別團霧事件及其能見度等級。

           我們收集大量不同場景、不同能見度的高速公路團霧視頻信息，形成一個訓(xùn)練算法庫，通過算法不停地學(xué)習(xí)提高視頻自動檢測能力。系統(tǒng)自動檢測到突發(fā)團霧事件后，自動把預(yù)警信息推送到執(zhí)勤民警電腦等終端上，讓民警能夠及時知曉哪條路段出現(xiàn)團霧了。

          2 基于公路卡口圖片的車臉精準(zhǔn)識別

          路面上會有很多嚴重的交通違法行為，像占用高速公路應(yīng)急車道，逆行、不系安全帶、開車接打電話等，還有內(nèi)部管理的一些狀況，比如視頻有沒有在線運行，視頻是不是在線狀態(tài)。

          我們做了一個開車打手機的檢測處理，先利用靜態(tài)的卡口的圖片數(shù)據(jù)來進行建模，進行大樣本的深度學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)以后我們選取了全國100多個卡口的398萬卡口數(shù)據(jù)進行AI識別，我們可以得出一個結(jié)論，開車打手機的司機有0.75%，這個數(shù)字是某一個時刻，并不是說中國只有0.75%的人打手機，而只是在某個時刻，大家都很清楚，有部分人在高速公路上開車的時候也會打手機，所以這里的數(shù)據(jù)是同一時刻的比例。不同層次、不同行業(yè)的人打手機的概率是不一樣的，在城市道路上打手機的概率就少，因為城市道路攝像頭多，他打手機就少。

          我們建立了基于公路卡口圖片的車臉精準(zhǔn)識別，已經(jīng)建完了全國所有車輛品牌的基礎(chǔ)特征庫建設(shè)，根據(jù)國產(chǎn)車的公告數(shù)據(jù)和進口車的生產(chǎn)一致性證書的數(shù)據(jù)，把所有車型進行分類，細分不同的品牌、不同的型號，不同的年款，建立了一套完整車輛基礎(chǔ)特征庫，建立了1274萬張車臉，還有210萬個進口車車臉，加起來是1400多萬不同的車臉。再細分它屬于哪一類品牌、哪一類車型、哪一類年款，出現(xiàn)了這個技術(shù)以后，通過深度學(xué)習(xí)，現(xiàn)在識別的準(zhǔn)確率能達到98%以上，來一款車就知道是什么品牌，哪一年、哪個車型，準(zhǔn)確率都很高。

          有了這個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫以后，可以實現(xiàn)不依賴車輛的號牌車輛圖像的檢索服務(wù)，說白了就是以圖搜車。

          3 基于公路卡口圖片的人臉精準(zhǔn)識別

          在日常生活中，總有少數(shù)人無證駕駛、或吊銷駕駛證/記分滿12分后仍在駕駛、或與準(zhǔn)駕車型不相符等違法行為。我們嘗試利用公路卡口圖片通過人臉識別和車臉識別技術(shù)，自動識別駕駛?cè)藢嶋H身份，跟后臺的機動車和駕駛?cè)说怯洈?shù)據(jù)比對，可以發(fā)現(xiàn)這個駕駛員是不是持有合法駕駛證、準(zhǔn)駕車型是不是相符、記分是否已滿12分。如果有問題，系統(tǒng)自動通知路面民警去攔截，或事后通知當(dāng)事人到交警隊來接受處理。下一步我們希望通過大數(shù)據(jù)技術(shù)和車臉識別、人臉識別技術(shù)的三者融合，將管理對象從目前的車輛轉(zhuǎn)變到對重點人員有效的監(jiān)管。

          4 基于活體檢測的實人認證

          近幾年，公安部推出了一系列交通管理“放管服”改革舉措，通過互聯(lián)網(wǎng)交通安全綜合服務(wù)平臺和12123 APP軟件，把許多交管業(yè)務(wù)應(yīng)用搬到了互聯(lián)網(wǎng)和手機終端上，方便老百姓辦牌辦證，同時減少窗口業(yè)務(wù)量。但互聯(lián)網(wǎng)+交管業(yè)務(wù)的普及也給我們帶來了違規(guī)買分賣分、個人隱私安全方面的壓力，其中涉及到車主或駕駛?cè)吮救苏鎸嵣矸莸娜绾伪鎰e問題，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)光靠傳統(tǒng)的一個帳號和登錄密碼是解決不了身份問題的。

          因此，我們嘗試利用公安部一所、阿里和騰訊的基于活體檢測的實人認證技術(shù)，建立了一套完整的互聯(lián)網(wǎng)交管業(yè)務(wù)的可信身份認證方法，現(xiàn)在我們覆蓋了從12123 APP的注冊登記到補發(fā)號牌、網(wǎng)上滿分學(xué)習(xí)審驗，以及目前正在全國推廣的學(xué)法減分、網(wǎng)上滿分教育等便民措施，方便車主在家里就可以申請并辦理相關(guān)業(yè)務(wù)。截止目前，已有8000萬人次的用戶使用活體檢測并網(wǎng)上辦結(jié)業(yè)務(wù)，平臺每天受理活體檢測差不多100萬次。

           5 交通違法圖片智能審核

           近幾年隨著平安中國和公路安全防控體系建設(shè)工程的推進，公安機關(guān)上安裝了很多交通執(zhí)法裝備，這些交通執(zhí)法裝備采集并上傳了大量交通違法取證圖片數(shù)據(jù)，需要交警隊民警對每張圖片進行人工審核，判斷取證圖片是否符合現(xiàn)行的執(zhí)法取證標(biāo)準(zhǔn)。如果不符合執(zhí)法取證標(biāo)準(zhǔn)（即證據(jù)鏈不完整），這起違法行為就要舍棄，因此后臺審核工作量是相當(dāng)龐大的。

           為了提升圖片審核工作效率，減少民警工作量，我們也嘗試建立了一套AI訓(xùn)練樣本庫，通過這個樣本庫訓(xùn)練出來的系統(tǒng)模型算法可以知道哪些取證圖片屬于哪類違法行為（如闖紅燈、逆行等）的，分類以后再自動判斷取證圖像是否符合執(zhí)法取證標(biāo)準(zhǔn)。對于不符合標(biāo)準(zhǔn)的取證圖片會自動刪除，有效減輕民警審核工作量。

           03 智能化交通管理下一步發(fā)展

          公安部交管局上月正式發(fā)布了未來三年公安交管科技發(fā)展規(guī)劃，其中涉及到許多智能化和人工智能應(yīng)用推進計劃，比如構(gòu)建面向各類突發(fā)事件的預(yù)警，包括民警執(zhí)法規(guī)范性自動核查等，同時通過建立駕駛?cè)苏掌卣鲙旌褪Ц袢藛T特征庫，為窗口和網(wǎng)上業(yè)務(wù)辦理和路面執(zhí)法提供智能核查服務(wù)，通過建立面向智能客服、12123 APP的在線服務(wù)知識庫和語言訓(xùn)練樣本庫，系統(tǒng)自動識別不同方言的語音并解答咨詢和求助，另外還會研發(fā)智能頭盔、智能眼鏡等單警裝備，推廣面向車輛安全檢測的智能查驗智能機器人和面向駕駛?cè)丝紙龅闹悄鼙O(jiān)管系統(tǒng)，實現(xiàn)各類執(zhí)法業(yè)務(wù)監(jiān)管的智能化，讓老百姓更方便，讓執(zhí)法更規(guī)范。