日前,2017年中國(guó)“云上貴州”智慧交通大數(shù)據(jù)創(chuàng)新大賽在貴陽(yáng)收關(guān),535個(gè)項(xiàng)目經(jīng)過(guò)激烈角逐,16個(gè)項(xiàng)目最終站上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。從交通領(lǐng)域看,這些項(xiàng)目涉及公交線路優(yōu)化、“綠通車”、出行行為預(yù)測(cè)、交通工程大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域;從大數(shù)據(jù)角度著眼,物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)等大數(shù)據(jù)力量在交通全領(lǐng)域、全維度進(jìn)行著滲透應(yīng)用。
“通過(guò)大賽可以看出,目前交通行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始利用海量數(shù)據(jù)創(chuàng)造價(jià)值,這意味著交通行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入4.0時(shí)代。”上海交通大學(xué)智能交通與無(wú)人機(jī)應(yīng)用研究中心教授、長(zhǎng)江學(xué)者彭仲仁告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者。
挖掘歷史,大數(shù)據(jù)讓高速公路更易管理
2016年6月,云南警方利用基于高速公路收費(fèi)大數(shù)據(jù)的營(yíng)運(yùn)稽查系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)穿線,破獲了一起篡改通行卡入口信息偷逃費(fèi)大案,打掉制卡團(tuán)伙4個(gè),涉案車輛1652輛,涉案金額2250萬(wàn)元。
“早在2015年,云南省出入口日車流量就已經(jīng)超過(guò)160萬(wàn),傳統(tǒng)稽查早已力不從心。”參賽選手孫秀珍表示,“于是我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)新的基于大數(shù)據(jù)的高速運(yùn)營(yíng)稽查系統(tǒng)。”該系統(tǒng)通過(guò)流處理、Hadoop分布式并行數(shù)據(jù)處理、內(nèi)存計(jì)算等先進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù),整合了高速的全維度數(shù)據(jù),利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),對(duì)偷逃費(fèi)車輛精準(zhǔn)畫像,訓(xùn)練優(yōu)化出30余種偷逃費(fèi)模型。
除了能穿越破大案,大賽的項(xiàng)目還解決了“綠通車”逃費(fèi)問(wèn)題。“綠色通道”是國(guó)家采取的一項(xiàng)免收農(nóng)副產(chǎn)品運(yùn)輸車輛過(guò)路費(fèi)的政策。但是有一部分人卻在農(nóng)副產(chǎn)品中混裝其它貨物逃避過(guò)路費(fèi)。“稽查‘綠通車’不僅耗費(fèi)大量的人力物力,還會(huì)造成收費(fèi)站通行能力降低等,如果不稽查又面臨海量的高速收費(fèi)流失。”貴州省高速公路集團(tuán)楊瑩告訴記者。本次大賽參賽項(xiàng)目高速公路綠色通道“空中查驗(yàn)”誠(chéng)信管理平臺(tái)用歷史回溯的方式讓收費(fèi)站工作人員全維度了解“綠通車”運(yùn)行歷史,試圖解決該問(wèn)題。
綠通車司機(jī)需要下載一個(gè)具有防偽拍照技術(shù)專用的APP,按要求記錄車輛的裝載貨物的場(chǎng)景,APP將自動(dòng)記錄和識(shí)別裝貨時(shí)間、行駛路徑、貨品類別等多維數(shù)據(jù);在車輛到達(dá)收費(fèi)站時(shí),收費(fèi)站工作人員將結(jié)合該車輛歷史畫像利用大數(shù)據(jù)技術(shù)空中查驗(yàn)“綠通車”,精準(zhǔn)感知車輛類型,快速放行真正的“綠通車輛”。
把握現(xiàn)在,大數(shù)據(jù)讓事故監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確
在2014年3月,兩輛甲醇運(yùn)輸車輛在晉濟(jì)高速山西晉城巖后隧道追尾,并引發(fā)連環(huán)事故,造成40人死亡、12人受傷。
“從事故發(fā)生到事故發(fā)現(xiàn)我們整整花費(fèi)了20分鐘,如果我們能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)事故、準(zhǔn)確掌握隧道中的人車情況就可能制定出合理的解決方案,2014年的悲劇就不會(huì)那么慘痛。”參賽選手呂超說(shuō),“我們參賽項(xiàng)目‘慧眼識(shí)交通’就是在這次事故后研發(fā)的。”呂超與團(tuán)隊(duì)一起,研發(fā)了一套深度學(xué)習(xí)算法及多任務(wù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,系統(tǒng)只需4個(gè)月的訓(xùn)練,就可以秒級(jí)報(bào)警隧道交通事故、交通違法、擁堵等異常事件,確認(rèn)異常事件地點(diǎn)、車型、隧道行人等情況,識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)99.6%。
“有了‘慧眼識(shí)交通’,高速檢測(cè)員將秒級(jí)監(jiān)控隧道狀況,實(shí)時(shí)反應(yīng),第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并定位事故。”呂超說(shuō)。另一個(gè)參賽項(xiàng)目“慧眼達(dá)”與“慧眼識(shí)交通”同是利用視頻數(shù)據(jù)的高速公路異常事件監(jiān)測(cè)平臺(tái),但是“慧眼達(dá)”更擅長(zhǎng)全路網(wǎng)、全場(chǎng)景的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
據(jù)介紹,“慧眼達(dá)”利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)和熵值突變模型對(duì)各路網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)、對(duì)異常事件進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別和實(shí)時(shí)報(bào)警。哪怕在極端環(huán)境下、公路攝像頭盲區(qū),也可以通過(guò)自適應(yīng)場(chǎng)景切換的目標(biāo)識(shí)別技術(shù)和路網(wǎng)運(yùn)行間接預(yù)測(cè)模型實(shí)現(xiàn)路運(yùn)行態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
預(yù)測(cè)未來(lái),大數(shù)據(jù)讓城軌輕松調(diào)度
廣州地鐵的城軌調(diào)度員可能是天下最幸福的調(diào)度員,因?yàn)樗麄兛梢?ldquo;看到”未來(lái)。城軌調(diào)度員利用‘城軌客流多維智能預(yù)測(cè)平臺(tái)’的可視化屏幕可以輕松看到未來(lái)5分鐘、10分鐘、1小時(shí)乃至1周、1個(gè)月的每個(gè)地鐵口的進(jìn)出站量、站間客流分布、客流和換乘量,哪怕遇見(jiàn)節(jié)假日、極端天氣等,新地鐵線運(yùn)行也絲毫不影響準(zhǔn)確度。
“能做到跑得比時(shí)間快,是因?yàn)槲覀內(nèi)诤戏治隽撕A繗v史數(shù)據(jù)。”參賽選手、“城軌客流多維智能預(yù)測(cè)平臺(tái)”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人郇寧表示,“我們將城軌刷卡數(shù)據(jù)、城軌運(yùn)行數(shù)據(jù)、出行行為數(shù)據(jù),POI數(shù)據(jù)、換乘數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)集合起來(lái),建立了9種預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)了對(duì)城軌客流多粒度、多場(chǎng)景、多指標(biāo)的精確預(yù)測(cè)。”
除了預(yù)測(cè)平臺(tái),新的預(yù)測(cè)算法也頻繁出現(xiàn)在本次大賽中。非常態(tài)路網(wǎng)流預(yù)測(cè)算法研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種新的流量預(yù)測(cè)算法,這種算法基于相同屬性下非常態(tài)交通流量變化呈現(xiàn)趨勢(shì)高度重復(fù)的特性,將路網(wǎng)流量分解為反映數(shù)據(jù)趨勢(shì)的基準(zhǔn)和反映數(shù)據(jù)相對(duì)于基準(zhǔn)序列的偏離兩部分,基于相似模式分別預(yù)測(cè),之后疊加。 經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,它與傳統(tǒng)算法相比準(zhǔn)確率提高了3%-5%。
“本次大賽是中國(guó)智慧交通發(fā)展的一面鏡子,在這面鏡子里,有中國(guó)交通的未來(lái)。”貴州師范大學(xué)副校長(zhǎng)謝曉堯表示。