交通管制智能化 紅外線感應(yīng)系統(tǒng)讓自行車更加安全
自行車是現(xiàn)代人的休閑新寵,每逢假日就能看見許多自行車趴趴走。然而現(xiàn)代都會空間狹小又閉塞,自行車得在馬路或人行道上行駛,險象環(huán)生的情況令人捏把冷汗。國外有團體提出利用紅外線感應(yīng)的概念,建構(gòu)一套智能交通管制系統(tǒng),這個構(gòu)想是否值得實現(xiàn)呢?
世界各國的自行車數(shù)目有越來越多的趨勢,提升單車族的行車安全慢慢成為目前的當(dāng)務(wù)之急。美國紐約稱得上是數(shù)一數(shù)二的大都會,不過還是有機會看見自行車在街上行駛。這些自行車雖然有秩序地騎在馬路邊緣,但是旁邊盡是高速行駛的車輛,稍有閃失就可能釀成意外。
既然現(xiàn)代科技這么發(fā)達(dá),是否能夠利用科技來改善單車族的行車安全?如果能夠在街道上設(shè)立某種智能系統(tǒng),全天候監(jiān)控車輛與行人的流量,結(jié)合移動設(shè)備即時回報附近的路況,一定有助于改善單車族的行車安全,行人與車輛也能因而受益。
聽起來好像挺贊的,但是要付諸實行卻有實務(wù)上的困難。目前的道路監(jiān)視器主要是用來監(jiān)控馬路上的車輛,若要額外監(jiān)控行人或單車族,勢必得擴大監(jiān)視器的監(jiān)控范圍,并導(dǎo)入人臉辨識系統(tǒng)之類的機制,還需要更精確的演算法。這么做鐵定得花上不少功夫,又有侵害隱私的爭議,要實現(xiàn)這個構(gòu)想并非易事。
換個角度思考,如果改為采用較單純的紅外線影像,是否能夠降低成本與爭議呢?目前的紅外線感應(yīng)技術(shù)相當(dāng)成熟,也沒有無線射頻辨識(RFID)那種泄漏個資的疑慮,似乎是一條值得嘗試的途徑。
單車得跟汽車爭道,險象環(huán)生。
丹麥奧爾堡大學(xué)的莉凱·蓋德(Rikke Gade)就開發(fā)出一套概念性質(zhì)的紅外線感應(yīng)系統(tǒng),效果十分理想。“紅外線影像的捕捉并不會受到光線影響,入夜也可以正常捕捉紅外線影像,就算全天候捕捉也不成問題。”蓋德說。
蓋德將紅外線攝影機架設(shè)在繁忙的十字路口上方,為了增加感應(yīng)范圍,紅外線攝影機架設(shè)在大樓的制高點。攝影機將持續(xù)捕捉紅外線影像,同時利用電腦的演算法對影像加以分析。
“由于攝影機的影像分辨率偏低,有時甚至只有幾個像素的大小,要分辨出正確的紅外線影像并非易事。”蓋德說,“我們的研究團隊在這方面力有未逮,為了要分辨出該物體是行人、車輛、自行車,還是一只狗,就足以搞得人仰馬翻。”
利用紅外線攝影機捕捉到的物件移動路徑圖。
紅外線攝影機所捕捉的影像十分雜亂,必須根據(jù)地形幾何空間加以校正,讓影像里的每個像素都能對應(yīng)到現(xiàn)實的座標(biāo)位置,這部份得歸功于哥本哈根大學(xué)的索倫·尼爾森的幫忙。“當(dāng)你找出每個像素所對應(yīng)的現(xiàn)實座標(biāo)位置,就可以建立一個影像與座標(biāo)位置的資料矩陣。”尼爾森說。
這些資料讓研究人員得以看見行人或單車走進(jìn)該區(qū)域,并追蹤對方的移動軌跡。自行車應(yīng)該趁現(xiàn)在穿越十字路口,還是等車流量降低再移動?眼前那群行人到底是單純的徘徊,還是打算加緊腳步穿越馬路?這些疑問都可以利用搜集到的資料加以回答。
從影像中找出自行車,并記錄其移動路徑。
紅外線感應(yīng)系統(tǒng)能夠紓解繁忙的交通亂象嗎?
“這套系統(tǒng)試著掌握十字路口的路況,尤其是車輛與自行車靠太近的情況。”蓋德表示,“舉例來說,汽車轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)得太過突然,就可能迫近正好通過的自行車,一場車禍就有可能發(fā)生。我們的目標(biāo)是找出車流與自行車流的動向,并在必要的時候發(fā)出警訊。”
上面這些內(nèi)容不僅是理論,還是已經(jīng)付諸實行的實務(wù)概念。許多先進(jìn)國家也在進(jìn)行類似的實驗,比方說在室內(nèi)體育場架設(shè)攝影機,用來監(jiān)控球迷的動線,以免發(fā)生人踩人的意外;新西蘭則是使用攝影機監(jiān)控路口的車流量,并在必要的時候?qū)煌ㄟM(jìn)行控管,將車流疏導(dǎo)至流量較低的路線。
辨識車輛并不困難,至于辨識行人與自行車就頗有難度。
假如紅外線感應(yīng)系統(tǒng)能夠發(fā)揮預(yù)期的效果,就有機會改善都會的交通亂象,替單車族帶來更多的安全。“電腦可利用演算法處理大量且復(fù)雜的即時交通資料,計算這個區(qū)域有多少行人與車輛,進(jìn)而估算他們離去的可能路徑。這套系統(tǒng)除了有助于改善交通環(huán)境,還可以順便評估區(qū)域的經(jīng)濟結(jié)構(gòu),甚至是生活機能的完備程度。”蓋德說。
蓋德的說法聽起來有點抽象,下面就用實例來說明:政府根據(jù)某個紅外線攝影機的追蹤資料,發(fā)現(xiàn)這個區(qū)域內(nèi)的行人總是快步通過,很少在商店與公園停下腳步。政府就可以根據(jù)這份資料,在街道設(shè)立幾張長椅,給民眾一個休息的機會;或是干脆多種幾棵樹,給行人一個更舒適的步行環(huán)境。
就這樣,政府可以隨時調(diào)整該區(qū)域的機能結(jié)構(gòu),形成所謂的回饋循環(huán)(feedback loop)。如果調(diào)整移動帶來正面效應(yīng),將有效提升該區(qū)域的生活機能;反之,若移動結(jié)果不盡理想,也可以立刻修正,不至于替市民帶來麻煩。
利用紅外線攝影機調(diào)適交通號志的示意圖。
既然紅外線感應(yīng)系統(tǒng)這么厲害,是否有機會取代傳統(tǒng)的紅綠燈呢?答案目前還不甚明朗,但是的確有人朝這方向努力。英國紐卡索大學(xué)就在紐卡索的市中心進(jìn)行實驗,在汽車擋風(fēng)玻璃上安裝感應(yīng)設(shè)備,根據(jù)路況動態(tài)調(diào)整號志,若前面有交通事故,還可以回報給駕駛。如果行駛在路上的是救護(hù)車,號志會自動變成綠燈以利救護(hù)車通行。
“舉例來說,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)道路上的車輛速度偏慢,就會將這條路之后的 4 個號志變成綠燈。”紐卡索大學(xué)的教授,菲爾布萊絲(Phil Blythe)指出,“在交通打結(jié)或是車流量偏高的路段,其中的車輛有機會獲得較高的優(yōu)先權(quán),讓整體交通流量維持在標(biāo)準(zhǔn)以上。”
紅外線攝影機會偵測等紅燈的人數(shù),動態(tài)調(diào)整下一個綠燈的持續(xù)時間。
紅外線感應(yīng)系統(tǒng)只是眾多類似構(gòu)想的其中一個,短期目標(biāo)是改善自行車環(huán)境,長期目標(biāo)則是改善整體的交通環(huán)境,進(jìn)而讓傳統(tǒng)都會蛻變?yōu)橹悄芏紩H绻t外線感應(yīng)系統(tǒng),或是任何概念類似的系統(tǒng),能夠替單車族帶來更多的安全與便利,我們對此自然是樂觀其成。希望臺灣也能早日導(dǎo)入這類系統(tǒng),對單車族甚至是行人都是一大福音。