空中监测城市纾拥堵交通 无人机变智能城市传感器

［星岛综合报道] 洛桑联邦理工学(EPFL)的研究人员利用无人机群以前所未有的准确性和精确度测量城市交通。然后利用算法来确定交通堵塞的来源，并建议缓解交通问题的解决方案。

现代技术，包括路边摄像头、大数据算法、蓝牙和RFID连接，以及每个人的智能手机，交通工程师应该能够准确地测量和预测城市交通。然而，目前的工具只能显示“症状”，但未能找到根本原因，更不用说解决它。

EPFL的研究人员利用无人机作为监测工具，克服了许多问题。“它们提供了极好的能见度，可以覆蓋大片区域，而且价格相对低廉。更重要的是，它们提供了比GPS技术更高的精确度，并消除了人们在知道自己被监视时出现的行为偏差。而且我们使用无人机的方式可以保护人们的身分，”EPFL城市交通系统实验室(LUTS)的博士后研究员Manos Barmpounakis说。

利用无人机收集的大量交通数据，LUTS的负责人Nikolas Geroliminis教授和他的团队开发了一种使用算法的方法，以确定堵车的来源，从而提出建议，纾缓复杂的多式联运交通问题。LUTS在2018和2019年在雅典进行的一系列开创性实验中测试了其方法的有效性，并在去年夏天对其进行了测试，以监测和评估瑞士皮利港(port of Pully)的停车区域。

2022年5月中旬，在世界第四大拥堵城市肯尼亚的内罗毕进行了一项新的实验(可能是迄今为止在城市环境中最大规模的一次)。同时，该实验室获得了Innosuisse的资助，以进行更多的实验，并推动他们的技术，即CityDronics，由一家瑞士的初创公司提供可销售的解决方案，这将是第一个成功地将无人机与城市交通相结合的方案。“我们的目标不是监测交通，而是找到拥堵的原因并提供基于事实的解决方案，”这位博士后研究员说。

LUTS开发的方法面临三重技术挑战。首先，设计无人机的实验，即确定所需无人机的正确数量，在哪里飞行，以及飞行多长时间。第二，为我们的目的将视频图像转换为可用的数据。第三，分析这些数据，找到拥堵的来源。在内罗毕，还有一个与当地独特环境有关的额外部分。

“我们与我们的合作伙伴非政府组织WeRobotics和相关的肯尼亚飞行实验室，以及当地政府和利益相关者，如肯尼亚城市道路管理局(KURA)和总统交付单位(PDU)紧密合作，没有他们，一切都不可能。此外，数据保密的问题在那里是非常敏感的。但我们的无人机尊重隐私，这就是为什么我们得到了甚至最保守的当局的许可，”LUTS的研究助理Jasso Espadaler Clapés说。

“内罗毕的经验是独特的，不仅在规模上，而且在一个非常苛刻的环境中飞行，”Barmpounakis补充说，“内罗毕是世界上最拥挤的城市之一，对交通进行建模和监控是非常困难的。任何去过肯尼亚首都的人都知道，交通是由matatus主导的，这种集体的小型巴士根据需求上下乘客，道路混乱得难以形容。Matatus是自我组织和自我管理的公共交通手段，虽然它们与传统的公共交通有许多相似之处，但传统的方法并不直接适用”。

在实践中，由10架无人机组成的机群在城市周边1.5平方公里的范围内飞行，沿着通往中央商务区的两条大道，在上午和下午的高峰时段飞行。在4天内，他们收集了最多的数据，现在要对这些数据进行分析，以提取交通模式。“这是一个巨大的挑战，因为到目前为止，我们一直在研究的模型有相对结构化的交通，基于交通车道。但是内罗毕的街道上，汽车、马车、自行车、摩托车、行人或牲畜⋯⋯都是第一次出现。我们不仅要考虑到交通特点，还要考虑到文化方面”。几个月后，一旦该团队分析了结果，它将与当地大学和合作伙伴合作，实施长期监测活动。

除了对交通和拥堵的研究，LUTS团队开发的方法的优势在于其灵活性。它允许根据所需的目标，专注于流动性问题的某个特定方面。例如，在皮利，研究重点是皮利港口停车场在夏季、工作日和周末的使用情况。另一方面，在内罗毕，研究人员主要关注造成拥堵的行为。“我们正在做一个度身订做的方法”，Barmpounakis说。最后，无人机的使用为进行交通以外的其他类型的测量开辟了有趣的前景。

将无人机的镜头变成一个多传感器，例如，评估二氧化碳排放或噪音。“但我们的方法的优势不在于无人机。它是对抗拥堵的多学科方法，”研究人员总结道。一些城市已经表达了他们的兴趣。

图片：EPFL

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