【人工智能+交通】基于人工智能的道路危險貨物運輸安全管理---姜良維

公安部交通管理科學(xué)研究所國家工程實驗室副主任 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、精確性計算、智能反饋控制三個環(huán)節(jié)組成，目的是體現(xiàn)感知、思考、行動三個層層遞進(jìn)的特征。智能感知就是要使計算機(jī)能聽會看。精確性計算就是實現(xiàn)自我學(xué)習(xí)、邏輯判斷、高效決策。智能反饋主要是實現(xiàn)人機(jī)交互界面或外部設(shè)備，實現(xiàn)人機(jī)、機(jī)物的互動。
　　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，對車輛、駕駛?cè)说缆返戎黧w實施有效監(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行業(yè)，目前已經(jīng)有一些應(yīng)用，主要是運動目標(biāo)檢測和目標(biāo)特征識別上得到深度應(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、瞬時性、危險性，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)可實現(xiàn)機(jī)動車交通行為監(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時監(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 交通信號控制
　　目前交通信號控制算法的實時性和全局性還不夠,去年美國CMU的大學(xué)團(tuán)隊開發(fā)出人工智能驅(qū)動的智能交通信號系統(tǒng)。這個系統(tǒng)在測試過程當(dāng)中將旅行時間縮短25%，發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)縮短了40%，因此人工智能驅(qū)動的交通信號控制系統(tǒng)能夠全方位實現(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控制的,全面感知各節(jié)點和路段通流量,主動調(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、主動性和時效性。
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，每天查出各類違法車輛1.2萬臺?；诖髷?shù)據(jù)和人工智能技術(shù)可實現(xiàn)主干路網(wǎng)和重點車輛的安全分析。
3.9 視覺盲區(qū)識別
　　有些事故是駕駛?cè)俗兊罆r 因存在視覺盲區(qū)而忽視了臨時車輛造成的，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,后視鏡也隨之轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)視覺盲區(qū)識別。基于視頻AI算法可主動識別預(yù)警行車周邊目標(biāo)的風(fēng)險。
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)缺少容錯設(shè)計，極有可能發(fā)生危險事故?；跍y距傳感和AI算法可以規(guī)避車輛碰撞風(fēng)險。
3.11 前方障礙識別
　　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危險路段行車
　　在急彎、長下坡等危險路段行車,如進(jìn)死亡谷,事敀風(fēng)險將隨時降臨。這些危險路段更應(yīng)車路協(xié)同,通過基于視覺AI算法可實現(xiàn)危險路段的風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警。
3.13行車路口安全
　　針對行人、非機(jī)動車、摩托車在路口不遵守安全法規(guī)導(dǎo)致事故等特點,各地已開始應(yīng)用人臉識別技術(shù)曝光違法人員,同時推廣基于全方位視覺的安全行車監(jiān)控系統(tǒng),實現(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 路面移動執(zhí)法
　　內(nèi)嵌人工智能技術(shù)的“移動式護(hù)欄巡邏執(zhí)法機(jī)器人” 在高速公路護(hù)欄上以5公里的時速自動前行、倒行，高度集成智能引導(dǎo)移動模塊和具有自動抓拍功能的攝像頭、360度監(jiān)控于臺，可實現(xiàn)對應(yīng)急車道內(nèi)停車、行車等違法行為自動抓拍并通過4G無線鏈路自動上傳。
3.16 交管信息交互
　　人工駕駛/自動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)及行為智能識別,AI大有用武之地
3.17 車身故障識別
　　2016年底，駕齡不滿一年的駕駛?cè)擞?3141146人，很多駕駛員對車況不甚了解，車?yán)锩姘惭b有OBD接口，應(yīng)實時監(jiān)測車況數(shù)據(jù)，通AII識別車況是否異常,并將信息及時傳達(dá)給駕駛員。
3.18 車輛源頭管理
　　很多車聯(lián)網(wǎng)平臺，大多還未落地。如果車聯(lián)網(wǎng)的平臺能將所有車的位置、速度、軌跡等信息全部采集進(jìn)來，那就會有較強(qiáng)的針對性，通過AI實現(xiàn)車輛源頭管理是未來的一個發(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)新專項規(guī)劃中有AI構(gòu)想
　　重點開展風(fēng)險評估與監(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,構(gòu)建基于人、車、物、網(wǎng)、地的時空圖譜,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)建社會安全事故主動防控技術(shù)體系，實現(xiàn)對重大事故的綜合評估、提前預(yù)警、即時干預(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，研制面向開放環(huán)境的決策引擎，在復(fù)雜社會問題研判、政策評估、風(fēng)險預(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。研究建立營運車輛自動駕駛與車路協(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,實現(xiàn)智能化交通疏導(dǎo)和綜合運行協(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
　　該基地是我國首個面向自動駕駛汽車上路行駛考試和安全評估的測試場，測試基地建成后將對自動駕駛汽車的功能符合性、性能可靠性和穩(wěn)定性等運行安全進(jìn)行測試評估，同時面向國內(nèi)外研發(fā)和生產(chǎn)自動駕駛汽車企業(yè)，對需上公共道路測試的自動駕駛汽車頒發(fā)“試驗用臨時行駛車號牌”并提供第三方權(quán)威測試和認(rèn)證，為自動駕駛汽車考發(fā)“駕駛”執(zhí)照。2018年10月,周邊半開放測試環(huán)境可對外開展測試工作; 2019年下半年,基地內(nèi)場可實現(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)項目有AI場景 
　　構(gòu)建LTE-V2X+交通信號燈+路口視頻環(huán)境,在車載終端上同步顯示前方路口的信號燈狀態(tài)、排隊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)計的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器芯片,預(yù)計到2030年,人工智能的電腦會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)劃暨重大科技項目啟動會,明確自動駕駛、城市大腦、醫(yī)療影像、智能語音四個AI開放創(chuàng)新平臺。 
　　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)施必將實現(xiàn)電子化、數(shù)字化、智能化，這是大勢所趨，人工智能技術(shù)將為V2V、V2I、V2X提供技術(shù)基礎(chǔ)?！按髷?shù)據(jù)+計算里+算法+場景”是新時代的人工智能技術(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。