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谷歌打算用AI控制交通信號燈

2023年10月20日 首頁 » 熱門科技

根據分析公司Inrix收集到的車輛與智慧型手機數據,西雅圖當地的司機每次遇到紅燈時的平均等待時長約20秒,之後才能在綠燈之下重新恢復行駛。這樣僵化的信號燈設計引發了一系列負面後果,導致西雅圖的機動車每天向大氣中排放至少1000噸二氧化碳。而在全新谷歌AI軟體的輔助下,信號燈對於環境和駕駛員的負面影響正得到顯著緩解。

除西雅圖之外,來自全球四個大洲的十餘座城市(包括雅加達、里約熱內盧和漢堡)也都跟谷歌地圖的駕駛數據及分析見解對當地交通信號進行了優化,希望減少車輛無謂等待所造成的碳排放。該項目使用AI算法分析地圖用戶數據,並初步調整了70個十字路口處的信號計時設置。根據谷歌對去年及今年測試調整前後交通流量進行的初步統計,由AI支持的信號燈轉換策略每月讓3000萬輛/次汽車減少了30%的停車次數和10%的碳排放量。

谷歌日前公布了這些早期結果,並計劃利用其數據和AI研究成果推動規模更大的可持續性項目。該公司正著手將地圖應用中的省油路線功能推廣至印度和印度尼西亞。這項功能將引導駕駛員選擇車流較為鬆散、或者坡度較緩的路線,同時也在向比利時、荷蘭、盧森堡、日本及德國西北部的空中交通管制器提供航班路線建議,希望藉此減少溫室氣體排放。

谷歌還有其他一些氣候推動措施,包括在航班和食譜搜索結果中顯示預估的碳排放量數值。但此舉令包括航空公司和牧場主在內的從業團體感到沮喪,他們指責谷歌的計算方式並不合理,有歪曲行業形象之嫌。但到目前為止,谷歌的Green Light綠燈出行計劃倒是廣受好評,只是此番發布的底層技術原理以及明年將該系統擴展至更多城市的方案可能需要接受更加嚴格的審查。

研究AI優化交通信號潛力的德克薩斯農工大學助理教授Guni Sharon認為,「這是個很有價值的目標,有望對現實世界產生巨大的影響。」但在他看來,要想在實際效果上更進一步,未來需要引入更加全面的AI和傳感器系統,確保信號燈能夠根據交通流量做實時調整。Sharon表示,谷歌的交通燈系統似乎仍採取了較為保守的方法,即繼續沿用城市的現有基礎設施,藉此降低採用門檻和部署風險。谷歌在其「綠燈計劃」網頁中也提到,預計項目將會不斷發展,並將在即將發表的論文中公布關於該項目的更多細節資訊。

印度加爾各答市警署聯合局長Rupesh Kumar在一份聲明中指出,過去一年來,加爾各答的交通官員在13個十字路口按照綠燈計劃的建議做出信號調整,切實提高了通勤滿意度。Kumar表示同,「綠燈計劃已經成為本地交通管理中的重要組成部分」,但他並未回應本周一《連線》雜誌提出的置評請求。

谷歌打算用AI控制交通信號燈

在其他場景下,綠燈計劃則更多提供保障、而非革新。英國大曼徹斯特交通局主管David Atkin指出,在當局看來,綠燈計劃提出的很多建議幫不上多大的忙,因為其沒有考慮到公交車、行人和某些需要劃分通行優先級的道路。但他也承認,谷歌的這一項目至少能證實當地信號燈網路運轉良好。

「無腦管理」新時代

長期以來,智能交通燈一直是許多駕駛員的夢想。事實上,技術升級成本、政府部門內部/各部門之間的協調難題,以及市政交通工程師數量不足等問題,正迫使司機們不斷踩下剎車、無法享受效果更好的現有可行方案。谷歌在市政道路管理方面的努力正在獲得認可,因為它免費且相對簡單,也利用到了該公司無與倫比的交通數據儲備。如今越來越多的駕駛者在出行時會打開這款導航軟體,它在全球各地的極高人氣也使其得以收集到大量寶貴的真實交通資訊。

谷歌氣候AI首席產品經理Juliet Rothenberg將綠燈計劃的靈感,歸功於公司一位研究員的妻子。這個主意源自大約兩年前夫妻二人吃飯時的閒聊。「最終在對幾十個可行方案進行討論之後,這個選項逐漸脫穎而出。終於有一種方法,能夠讓新答案在城市環境中輕鬆推廣開來。」

Rothenberg表示,谷歌已經優先挑選那些擁有專職交通工程師、並有能力遠程控制交通信號的大城市進行試點,之後將陸續在全球範圍內推廣,逐步證明該技術能否在各種條件下正常起效。而一旦證明可行,這項新技術有望在全球範圍內對碳排放產生重大影響。

通過地圖數據,谷歌可以推斷每座城市中數千個十字路口的信號燈計時與信號協調。由該公司科學家開發的AI模型則可分析過去幾周的交通模式,確定哪些位置的信號需要調整——主要集中在市中心區域。之後,它會提供調整建議,降低車流行駛被信號燈打斷的頻率。系統中的過濾器則會阻止某些不太明智的建議,例如可能危及行人安全、或者對步行者不夠友好的結論。

谷歌給出的建議往往並不複雜,大多是在特定時段內將當前綠燈到下一個交通燈變綠之間的持續時長再增加兩秒,從而允許更多車輛不間斷地通過兩個路口。但也有一些建議相對複雜、涉及兩個步驟,例如對當前燈光的持續時間以及當前信號與下一信號之間的間隔做補償。

市政工程師可以登錄谷歌的線上儀錶板查看建議,將建議結果複製到照明控制程序當中,從而在幾分鐘之內實現遠程應用。或者,工程師們也可以親自前往路口控制箱處,根據建議調整非聯網信號燈的切換策略。在這兩種情況下,谷歌都會使用車流數據計算建議結論,這樣市政方面就不必親自收集數據(無論是通過傳感器自動收集、還是採取繁瑣的手動計數),更不必觀察調整之後的車流行駛情況。

在某些城市,路口的信號燈設置可能已經有多年未做調整。Rothenberg表示,綠燈項目已經讓常常被人忽視的路口指示信號問題得到更多市政管理者的關注。隨著交通模式的變化,谷歌系統每隔幾周就會進行一次更新。儘管目前還不具備實時調節的能力,但綠燈計劃仍然遠遠優於那些根本就不具備可調節基礎設施的糟糕現狀。Rothenberg表示,綠燈計劃由谷歌攜手以色列理工大學及加州大學伯克利分校的交通工程學院共同開發,目前用戶包括海法、布達佩斯、阿布達比和巴厘島。

為了驗證谷歌的建議是否有效,城市可以使用影片片段或其他傳感器進行交通計數。利用電腦視覺算法分析城市影片源,將可幫助谷歌及用戶了解傳統交通數據中不易察覺的某些模式。例如,谷歌工程師們親眼見證了綠燈調整策略幫助布達佩斯減少了闖紅燈現象,因為司機們用不著等待好幾輪紅綠燈切換周期才通過一個小小的路口。

綠燈計劃的實際表現也力壓其他同類方案。交通分析服務商Inrix公司的發言人Mark Burfeind表示,該公司的數據集涵蓋了美國全部約30萬個信號燈中的25萬個,負責幫助25個政府機構研究時間設置及相關影響。但他們並沒有主動提供建議,而是讓交通工程師根據數據自行計算。Inrix的估算結果認可了這些微小變化對於氣候造成的巨大影響:在西雅圖所在的華盛頓州國王郡,每一秒紅燈的年化燃油浪費量就高達19桶。

Rothenberg指出,谷歌擁有一支「規模龐大」的綠燈計劃團隊。其未來探索方向包括如何主動優化信號燈以滿足行人需求,以及是否要通過地圖用戶當前正在通過採取綠燈調節策略的路口。在被問及谷歌最終是否會對這項服務收費時,她表示目前還沒有這方面計劃,而且項目尚處於早期階段。但好消息是,綠燈計劃這一路走來還沒遇上過「紅燈」。

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