【人工智能+交通】基于人工智能的道路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸安全管理---姜良維

公安部交通管理科學(xué)研究所國家工程實(shí)驗(yàn)室副主任 姜良維 研究員

　　1 人工智能技術(shù)內(nèi)涵
　　人工智能的概念到底是什么？人工智能就是通過深度學(xué)習(xí)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)、預(yù)測、理解，我把2017稱之為人工智能年，人工智能的本質(zhì)就是對(duì)人思維的信息過程模擬，是人智能的物化。
　　2 人工智能的原理
　　人工智能主要是智能感知、精確性計(jì)算、智能反饋控制三個(gè)環(huán)節(jié)組成，目的是體現(xiàn)感知、思考、行動(dòng)三個(gè)層層遞進(jìn)的特征。智能感知就是要使計(jì)算機(jī)能聽會(huì)看。精確性計(jì)算就是實(shí)現(xiàn)自我學(xué)習(xí)、邏輯判斷、高效決策。智能反饋主要是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面或外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人機(jī)、機(jī)物的互動(dòng)。
　　3 人工智能的應(yīng)用場景
　　交警的職責(zé)就是打擊道路交通違法行為、預(yù)防和處理道路交通事故，維護(hù)道路交通秩序和公路治安秩序，對(duì)車輛、駕駛?cè)说缆返戎黧w實(shí)施有效監(jiān)督，保障道路交通安全，有序、暢通打擊各類涉及車輛的違法犯罪行為。
　　人工智能在交警這個(gè)行業(yè)，目前已經(jīng)有一些應(yīng)用，主要是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測和目標(biāo)特征識(shí)別上得到深度應(yīng)用。2016年就已經(jīng)將其列入公安行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中。交管行業(yè)常見有18種應(yīng)用場景。
3.1 路況巡邏
　　交通警察最常用，最希望的是對(duì)管控領(lǐng)域進(jìn)行大范圍、多視角的監(jiān)控，這樣可以提高運(yùn)行狀況的管控效率。
3.2 交通行為監(jiān)控
　　司機(jī)的駕駛行為具有隨機(jī)性、瞬時(shí)性、危險(xiǎn)性，很多不良駕駛行為和交通違法行為交織在一起，很難取證，通過人工智能的視頻目標(biāo)智能分析系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車交通行為監(jiān)管。
3.3 交通違法取證
　　在超速、違停、逆行、隨意變道、疲勞駕駛等交通違法行為是致惡性事故的主要成因，可通過交通違法行為監(jiān)測取證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)行駛車輛違法行為過程取證。
3.4惡性事故預(yù)警
　　在復(fù)雜場景中，一旦出現(xiàn)事故，后臺(tái)應(yīng)立即進(jìn)行預(yù)警，而預(yù)警系統(tǒng)目前是路網(wǎng)上的空白，有廣闊的市場前景。在復(fù)雜場景中行車亟需事故隱患實(shí)時(shí)監(jiān)測和快速預(yù)警技術(shù)作保障，其中更離不開人工智能技術(shù)。
3.5 交通信號(hào)控制
　　目前交通信號(hào)控制算法的實(shí)時(shí)性和全局性還不夠,去年美國CMU的大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出人工智能驅(qū)動(dòng)的智能交通信號(hào)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)在測試過程當(dāng)中將旅行時(shí)間縮短25%，發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)縮短了40%，因此人工智能驅(qū)動(dòng)的交通信號(hào)控制系統(tǒng)能夠全方位實(shí)現(xiàn)交通狀況轉(zhuǎn)換,通過人工智能和交通控制理論融合應(yīng)用,可優(yōu)化城市道路網(wǎng)絡(luò)中的交通流量。
3.6 路網(wǎng)流量調(diào)控
　　我國目前的路網(wǎng)密度已經(jīng)達(dá)到世界前列，但是道路通行條件相對(duì)復(fù)雜，特別是高速公路和快速路也存在許多瓶頸區(qū),加大高速公路節(jié)點(diǎn)匯聚區(qū)、長隧道、特大橋、出入口等特殊區(qū)域行車控制尤其必要。高速公路也是需要信號(hào)控制的,全面感知各節(jié)點(diǎn)和路段通流量,主動(dòng)調(diào)節(jié)路網(wǎng)流量分布是保安全保暢通的重要舉措。
3.7 人車特征關(guān)聯(lián)
　　通過車輛卡口監(jiān)控系統(tǒng)，獲取人車特征信息，刻畫出人車軌跡，實(shí)現(xiàn)人車特征深度融合。綜合應(yīng)用公安物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、警務(wù)大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù),構(gòu)建數(shù)據(jù)支撐、情報(bào)引領(lǐng)的打擊犯罪新機(jī)制,不斷提升警情全息感知與智能發(fā)現(xiàn)的精確性、主動(dòng)性和時(shí)效性。
3.8 行車安全研判
　　目前全國聯(lián)網(wǎng)有6萬余套卡口，每天上傳車輛通行信息是2.5億條，預(yù)警嫌疑車輛是592萬臺(tái)，每天查出各類違法車輛1.2萬臺(tái)。基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)可實(shí)現(xiàn)主干路網(wǎng)和重點(diǎn)車輛的安全分析。
3.9 視覺盲區(qū)識(shí)別
　　有些事故是駕駛?cè)俗兊罆r(shí) 因存在視覺盲區(qū)而忽視了臨時(shí)車輛造成的，雖然是駕駛?cè)说呢?zé)任,但車廠難道就沒有責(zé)任了嗎？是否應(yīng)該在車上增加變道視覺控制功能,利用人工智能,只要方向盤一轉(zhuǎn)動(dòng),后視鏡也隨之轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)視覺盲區(qū)識(shí)別。基于視頻AI算法可主動(dòng)識(shí)別預(yù)警行車周邊目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。
3.10 側(cè)方碰撞規(guī)避
　　駕駛?cè)俗笥覝y距能力存在差距,現(xiàn)有的車輛技術(shù)缺少容錯(cuò)設(shè)計(jì)，極有可能發(fā)生危險(xiǎn)事故?；跍y距傳感和AI算法可以規(guī)避車輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)。
3.11 前方障礙識(shí)別
　　我國形成國外車、路技術(shù),但沒有結(jié)合中國國情,因而有很多深刻的教訓(xùn)。應(yīng)在洞墻上增加警示設(shè)備,或者在洞墻上設(shè)置目標(biāo)傳感器,或者在客運(yùn)車輛上安裝相應(yīng)傳感器,通過人工智能算法可監(jiān)測預(yù)警車輛前方障礙物。
3.12危險(xiǎn)路段行車
　　在急彎、長下坡等危險(xiǎn)路段行車,如進(jìn)死亡谷,事敀風(fēng)險(xiǎn)將隨時(shí)降臨。這些危險(xiǎn)路段更應(yīng)車路協(xié)同,通過基于視覺AI算法可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)路段的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警。
3.13行車路口安全
　　針對(duì)行人、非機(jī)動(dòng)車、摩托車在路口不遵守安全法規(guī)導(dǎo)致事故等特點(diǎn),各地已開始應(yīng)用人臉識(shí)別技術(shù)曝光違法人員,同時(shí)推廣基于全方位視覺的安全行車監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)路口安全行車。
3.14 交管窗口服務(wù)
　　在車管所等交管服務(wù)窗口安裝智能機(jī)器人，集成身份認(rèn)證、業(yè)務(wù)審核等功能，可提高辦事效率，讓百姓少跑路、數(shù)據(jù)多跑路。
3.15 路面移動(dòng)執(zhí)法
　　內(nèi)嵌人工智能技術(shù)的“移動(dòng)式護(hù)欄巡邏執(zhí)法機(jī)器人” 在高速公路護(hù)欄上以5公里的時(shí)速自動(dòng)前行、倒行，高度集成智能引導(dǎo)移動(dòng)模塊和具有自動(dòng)抓拍功能的攝像頭、360度監(jiān)控于臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急車道內(nèi)停車、行車等違法行為自動(dòng)抓拍并通過4G無線鏈路自動(dòng)上傳。
3.16 交管信息交互
　　人工駕駛/自動(dòng)駕駛都離不開交通管理信息的精確獲知,車路協(xié)同/車車協(xié)調(diào)也需交通場景中的目標(biāo)及行為智能識(shí)別,AI大有用武之地
3.17 車身故障識(shí)別
　　2016年底，駕齡不滿一年的駕駛?cè)擞?3141146人，很多駕駛員對(duì)車況不甚了解，車?yán)锩姘惭b有OBD接口，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測車況數(shù)據(jù)，通AII識(shí)別車況是否異常,并將信息及時(shí)傳達(dá)給駕駛員。
3.18 車輛源頭管理
　　很多車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，大多還未落地。如果車聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)能將所有車的位置、速度、軌跡等信息全部采集進(jìn)來，那就會(huì)有較強(qiáng)的針對(duì)性，通過AI實(shí)現(xiàn)車輛源頭管理是未來的一個(gè)發(fā)展方向。
　　4 人工智能戰(zhàn)略構(gòu)想
4.1“十三五”公安科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃中有AI構(gòu)想
　　重點(diǎn)開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與監(jiān)測預(yù)警、警情研判與快速響應(yīng)、決策指揮與協(xié)同處置、案件偵查與犯罪打擊、立體防控與社會(huì)服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)及裝備研發(fā)，提高公安機(jī)關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)管控能力和安全治理水平。
　　研制具有人車物特征信息感知功能的警用服裝及標(biāo)識(shí),構(gòu)建基于人、車、物、網(wǎng)、地的時(shí)空?qǐng)D譜,基于車聯(lián)網(wǎng)的交通事件智能感知及擁堵疏導(dǎo)技術(shù),構(gòu)建社會(huì)安全事故主動(dòng)防控技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)重大事故的綜合評(píng)估、提前預(yù)警、即時(shí)干預(yù)與快速處置……。
4.2國家新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃中有AI安排
　　智能政務(wù)。開發(fā)適于政府服務(wù)與決策的人工智能平臺(tái)，研制面向開放環(huán)境的決策引擎，在復(fù)雜社會(huì)問題研判、政策評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、應(yīng)急處置等重大戰(zhàn)略決策方面推廣應(yīng)用。加強(qiáng)政務(wù)信息資源整合和公共需求精準(zhǔn)預(yù)測，暢通政府與公眾的交互渠道。
　　智能交通。研究建立營運(yùn)車輛自動(dòng)駕駛與車路協(xié)同的技術(shù)體系。研發(fā)復(fù)雜場景下的多維交通信息綜合大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái),實(shí)現(xiàn)智能化交通疏導(dǎo)和綜合運(yùn)行協(xié)調(diào)指揮,建成覆蓋地面/軌道/低空和海上的智能交通監(jiān)控/管理和服務(wù)系統(tǒng)。
4.3國家智能交通綜合測試基地中有AI應(yīng)用
　　該基地是我國首個(gè)面向自動(dòng)駕駛汽車上路行駛考試和安全評(píng)估的測試場，測試基地建成后將對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的功能符合性、性能可靠性和穩(wěn)定性等運(yùn)行安全進(jìn)行測試評(píng)估，同時(shí)面向國內(nèi)外研發(fā)和生產(chǎn)自動(dòng)駕駛汽車企業(yè)，對(duì)需上公共道路測試的自動(dòng)駕駛汽車頒發(fā)“試驗(yàn)用臨時(shí)行駛車號(hào)牌”并提供第三方權(quán)威測試和認(rèn)證，為自動(dòng)駕駛汽車考發(fā)“駕駛”執(zhí)照。2018年10月,周邊半開放測試環(huán)境可對(duì)外開展測試工作; 2019年下半年,基地內(nèi)場可實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)車輛性能測試。
4.4 基于公共開放道路的車聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目有AI場景 
　　構(gòu)建LTE-V2X+交通信號(hào)燈+路口視頻環(huán)境,在車載終端上同步顯示前方路口的信號(hào)燈狀態(tài)、排隊(duì)長度和交通視頻等信息,為AI技術(shù)在行車中應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
4.5人工智能技術(shù)在持續(xù)向前推進(jìn) 
　　2017-10-17,Intel公司發(fā)布了專為機(jī)器學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器芯片,預(yù)計(jì)到2030年,人工智能的電腦會(huì)比世界上任何的專家學(xué)者還要聰明。 2017-11-15,科技部在京召開新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃暨重大科技項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì),明確自動(dòng)駕駛、城市大腦、醫(yī)療影像、智能語音四個(gè)AI開放創(chuàng)新平臺(tái)。 
　　5 結(jié)束語
　　微軟CEO說,未來所有的應(yīng)用和所有的設(shè)備都將擁有人工智能技術(shù)。在無人工智能不智能的新時(shí)代，公安交通管理更需要用人工智能的技術(shù)。
　　車輛、道路、設(shè)施必將實(shí)現(xiàn)電子化、數(shù)字化、智能化，這是大勢(shì)所趨，人工智能技術(shù)將為V2V、V2I、V2X提供技術(shù)基礎(chǔ)。“大數(shù)據(jù)+計(jì)算里+算法+場景”是新時(shí)代的人工智能技術(shù)，“安全有序暢通+高效和諧文明”是公安交通管理的人工智能應(yīng)用場景。人工智能時(shí)代在你我不知不覺中已經(jīng)來臨，讓我們共同為之努力奮斗吧。