空中監測城市紓擁堵交通 無人機變智能城市傳感器

［星島綜合報道] 洛桑聯邦理工學(EPFL)的研究人員利用無人機群以前所未有的準確性和精確度測量城市交通。然後利用算法來確定交通堵塞的來源，並建議緩解交通問題的解決方案。

現代技術，包括路邊攝像頭、大數據算法、藍牙和RFID連接，以及每個人的智能手機，交通工程師應該能夠準確地測量和預測城市交通。然而，目前的工具只能顯示「症狀」，但未能找到根本原因，更不用說解決它。

EPFL的研究人員利用無人機作為監測工具，克服了許多問題。「它們提供了極好的能見度，可以覆蓋大片區域，而且價格相對低廉。更重要的是，它們提供了比GPS技術更高的精確度，並消除了人們在知道自己被監視時出現的行為偏差。而且我們使用無人機的方式可以保護人們的身分，」EPFL城市交通系統實驗室(LUTS)的博士後研究員Manos Barmpounakis說。

利用無人機收集的大量交通數據，LUTS的負責人Nikolas Geroliminis教授和他的團隊開發了一種使用算法的方法，以確定堵車的來源，從而提出建議，紓緩複雜的多式聯運交通問題。LUTS在2018和2019年在雅典進行的一系列開創性實驗中測試了其方法的有效性，並在去年夏天對其進行了測試，以監測和評估瑞士皮利港(port of Pully)的停車區域。

2022年5月中旬，在世界第四大擁堵城市肯尼亞的內羅畢進行了一項新的實驗(可能是迄今為止在城市環境中最大規模的一次)。同時，該實驗室獲得了Innosuisse的資助，以進行更多的實驗，並推動他們的技術，即CityDronics，由一家瑞士的初創公司提供可銷售的解決方案，這將是第一個成功地將無人機與城市交通相結合的方案。「我們的目標不是監測交通，而是找到擁堵的原因並提供基於事實的解決方案，」這位博士後研究員說。

LUTS開發的方法面臨三重技術挑戰。首先，設計無人機的實驗，即確定所需無人機的正確數量，在哪裡飛行，以及飛行多長時間。第二，為我們的目的將視頻圖像轉換為可用的數據。第三，分析這些數據，找到擁堵的來源。在內羅畢，還有一個與當地獨特環境有關的額外部分。

「我們與我們的合作夥伴非政府組織WeRobotics和相關的肯尼亞飛行實驗室，以及當地政府和利益相關者，如肯尼亞城市道路管理局(KURA)和總統交付單位(PDU)緊密合作，沒有他們，一切都不可能。此外，數據保密的問題在那裡是非常敏感的。但我們的無人機尊重隱私，這就是為什麼我們得到了甚至最保守的當局的許可，」LUTS的研究助理Jasso Espadaler Clapés說。

「內羅畢的經驗是獨特的，不僅在規模上，而且在一個非常苛刻的環境中飛行，」Barmpounakis補充說，「內羅畢是世界上最擁擠的城市之一，對交通進行建模和監控是非常困難的。任何去過肯尼亞首都的人都知道，交通是由matatus主導的，這種集體的小型巴士根據需求上下乘客，道路混亂得難以形容。Matatus是自我組織和自我管理的公共交通手段，雖然它們與傳統的公共交通有許多相似之處，但傳統的方法並不直接適用」。

在實踐中，由10架無人機組成的機群在城市周邊1.5平方公里的範圍內飛行，沿著通往中央商務區的兩條大道，在上午和下午的高峰時段飛行。在4天內，他們收集了最多的數據，現在要對這些數據進行分析，以提取交通模式。「這是一個巨大的挑戰，因為到目前為止，我們一直在研究的模型有相對結構化的交通，基於交通車道。但是內羅畢的街道上，汽車、馬車、自行車、摩托車、行人或牲畜⋯⋯都是第一次出現。我們不僅要考慮到交通特點，還要考慮到文化方面」。幾個月後，一旦該團隊分析了結果，它將與當地大學和合作夥伴合作，實施長期監測活動。

除了對交通和擁堵的研究，LUTS團隊開發的方法的優勢在於其靈活性。它允許根據所需的目標，專注於流動性問題的某個特定方面。例如，在皮利，研究重點是皮利港口停車場在夏季、工作日和周末的使用情況。另一方面，在內羅畢，研究人員主要關注造成擁堵的行為。「我們正在做一個度身訂做的方法」，Barmpounakis說。最後，無人機的使用為進行交通以外的其他類型的測量開闢了有趣的前景。

將無人機的鏡頭變成一個多傳感器，例如，評估二氧化碳排放或噪音。「但我們的方法的優勢不在於無人機。它是對抗擁堵的多學科方法，」研究人員總結道。一些城市已經表達了他們的興趣。

圖片：EPFL

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