在城市交通中運行的公車,呈現動感模糊效果

都會移動與智慧運輸的未來

都會正利用智慧城市物聯網(IoT)技術克服壅塞並提高流動性。

都會移動關鍵重點

  • 人口成長的壓力、車輛數量的增加,以及老化、實體空間有限的運輸基礎設施,正在導致都會交通壅塞,對生產力、公共安全與公眾健康造成影響。

  • 城市正利用智慧城市技術改善現有道路的交通流量與公共安全,並擷取深入解析,為交通工程與基礎設施的改善提供資訊。

  • 智慧運輸系統、開放式資料架構,以及 AI 輔助應用程式正將都會駕駛轉為隨需交通行動服務(MaaS),有助於減少交通壅塞並提高流動性。

都會移動是什麼?

都會移動的本質關乎人們與貨物如何在城市中流動。雖然看似簡單,但若考量基礎設施、技術、政治、文化等所有的因素,我們如何在城市中移動是一個複雜的主題,它有著悠久的歷史和日益精密、技術驅動的未來。

都會移動的挑戰

自從人類開始在都會環境生活以來,在城市中移動的根本挑戰就一直如影隨形。我們要如何在交通壅塞、移動便利與污染之間取得平衡?

運輸創新、持續成長的都會人口,以及民間政府能否跟上有限資源之間的緊張關係亙古通今不變。然而,現今城市面臨的壓力卻是前所未見。

都會人口成長將持續為都會移動帶來壓力:

  • 到 2025 年,城市居民將高達 46 億人次1
  • 到 2030 年,將有 41 座巨型城市2
  • 到 2050 年,公共運輸客運量將達到 67.1 兆公里2

塞車
在堵塞的交通中枯等乾耗,對個人通勤者與全球各個城市的整體生產力而言都是一大負擔。根據交通數據公司 INRIX 2019 年的全球交通記分卡3,2019 年美國每位駕駛因交通堵塞而平均損失 99 小時,造成近 880 億美元的生產力損失。

公共安全
壅塞的道路不僅浪費時間。全球每年有 135 萬人死於交通事故,2000 至 5000 萬人因事故受傷。超過一半的道路交通傷亡涉及行人、自行車手、摩托車騎士及其乘客。

公共衛生
交通壅塞、走走停停,會增加車輛廢氣的微粒排放量。4 世界衞生組織的報告指出,廢氣顆粒「能深入肺部通道並進入血流,對心血管、腦血管和呼吸道造成影響。」5

環境影響
各地城市無不關心環境永續發展,而交通運輸是一大影響因素。

據估計,全球 22% 的二氧化碳(CO2)排放量歸因於運輸業,6隨著城市的發展以及一般民眾採用碳燃燒運輸工具,這項排放量的比例只會有增無減。

舉例來說,如果不在大眾運輸與智慧道路技術進行重大投資,印度的二氧化碳(CO2)排放量預計會從 2015 年的 70 兆噸上升至 2050 年的 540 兆噸。7

利用智慧城市技術因應現今的都會移動挑戰

各個城市正在利用智慧城市物聯網技術,改善流動性、節省能源及減少污染。

智慧城市從每一種可用的輸入來源(交通號誌、攝影機、嵌入式裝置)收集資料,然後利用 AI 分析資料,並透過開放的資料池分享。這樣一來,就能持續瞭解可用於交通管理、路線規劃、公共安全與緊急應變的交通狀況。

智慧城市技術可以嵌入整個城市的基礎設施

  • 智慧路面可以監測天氣、路況,甚至道路磨損,並與駕駛和交通管制員分享資訊。
  • 智慧停車系統以提醒駕駛有可用的車位,進而減少繞圈和尋找停車位所耗費的時間。
  • 智慧交通號誌可以因應交通狀況,並自行重新調整時間,以緩解壅塞。
  • 智慧路燈配備攝影機、麥克風與感應器,可以在沒人的時候自行調暗,並收集交通、公共安全和空氣品質的情報。
  • 智慧攝影機可以監控交通與公共安全。一旦出現問題,即會自動提醒運輸系統。
  • 智慧十字路口可以最佳化車輛與行人交通、偵測風險,並在即將發生事故時發出警告,減少車禍與受傷的情況。
  • 智慧收費可以對暢通無阻的交通收費、支援特定道路壅塞定價或按每英哩收費,並以電子方式收取費用。
  • 智慧大眾運輸可以計算乘客人數、追蹤車輛位置,並自動分享狀態。
  • 智慧車隊(包括公共警車、消防車,以及私人送貨卡車、計程車和火車)會分享其位置、監控駕駛,並監聽引擎、剎車與車輪的磨損跡象。

智慧交通系統每年可為通勤者節省高達 60 小時。4

這些智慧感應器、麥克風與攝影機共同為城市街道、公路與鐵路線上正在發生的情形,近乎即時地建構模型。在 AI 的幫助下,這種認知可以將被動的交通管理轉為主動的智慧運輸系統。

這些系統可以預測壅塞、自動重新規劃交通路線、重新調整號誌燈的時間,並運用動態收費來協助城市移動。泰國曼谷市僅透過三個智慧十字路口,每年就能節省超過 51,000 小時的通勤時間,將交通延誤率減少高達 24.5%。8

都會移動的未來

多種技術的出現將徹底改變人們與貨物在城市中的流動方式。提高車輛智慧、自主系統與車輛通訊將改善安全、交通流量與排放情況。

車輛通訊與協調交通
車輛通訊技術將不可預測的「笨」車狀狀態,轉變為智慧城市中智慧運輸系統的智慧、積極參與者。

各個智慧車輛之間,以及從智慧車輛到中央交通管理系統的車輛通訊,將協助交通流量成為智慧型的統一整體,維持一致的速度並設定車輛距離。隨著事故減少與污染減輕,輸送量與燃油效率將大幅提高。

德國的研究人員在高速公路上建立了一個兩公里長的試驗場,用來與車輛通訊並協調交通。它利用重疊的雷達感應器,以近乎即時的方式模擬交通。系統與與迎面駛來的汽車分享這些資訊,告知何時可以安全地變換車道、何時該減速,以及何時要避免危急情況。8

更智慧、更靈活的公共運輸
公車與鐵路將會依舊是都會移動的基本要素。利用整合至標準 x86 硬體上的開放式平台進行漸進式的技術升級,可支援智慧安全視訊、監控車輛系統,並提供 AI 驅動的預測性維護。

這些平台也可以透過提供 Wi-Fi、車載娛樂與互動式資訊顯示,支援更優質的乘客體驗。

交通行動服務(Maas)
無論是駕駛自己的汽車、與人共乘,或是乘坐大眾運輸工具,在現今的城市移動都需要規劃和努力。具備智慧運輸系統和開放式資料平台的智慧城市,正將移動性從煩擾的瑣事轉變為服務。

現今的通勤者可以從 Moovit 等多款 app 中挑選,規劃大眾運輸的路線與時間表。隨著城市日益智慧化,以及聯網自動駕駛車的數量增加,交通行動服務(Maas)應用程式將能將每種可用的運輸選項串連為順暢無縫的多模式旅行。該系統將全市的交通流量、能源效率與車輛使用情況最佳化,進而為通勤者節省時間。

都會移動技術要求

若要達到最高水準的智慧運輸與智慧、節能的都會移動,勢必需要許多技術的支援。所幸升級城市並非全盤接受或推翻的舉措。許多技術已經到位,而其他技術只需逐步升級即可。包括隱私、資料安全、資料所有權等最艱鉅的挑戰,在於技術與公共政策的交界點。

升級都會移動的關鍵技術

嵌入式智慧城市裝置與系統
城市已透過交通與公共安全攝影機等現有系統收集大量資料。漸進式升級可將其轉為智慧城市網中的智慧節點。

無所不在的 AI
若要近乎即時地運作,智慧運輸系統需要立即的深入解析與分析。這需要在邊緣、智慧裝置本身,或在附近的 AI設備處理 AI 工作負載。

更快、更可靠的連線能力
5G 有望加速行動數據的傳輸速率並改善穩定性。軟體可協助協調及管理邊緣網路服務,實現更優異的效能。

開放的整合式資料池
如果市民、急救人員與企業無法存取智慧城市與智慧運輸資料,那麼這些資料就沒有多大價值。透過單一共享池收集、清理、彙總及分享資料,對於改善移動性並減少壅塞與污染至關重要。

硬體型資料安全
隨著智慧技術的普及與互連,城市必須保護上千上萬個嵌入式裝置的安全,並在公共和私人資料通過系統時防護這些資料。硬體型安全通訊協定強化系統並協助保護資料。

都會移動政策與標準

對於開發都會移動的智慧城市技術,以及部署實現目標的物聯網技術來說,公共政策與產業標準至關重要。公共政策為公共機構、市民個人與企業制定目標並定義基本規則,讓城市成為智慧、高度移動化社群的願景得以落實。

  • 採用開放式標準,讓每部智慧型手機、汽車、交通攝影機與智慧路面監視器都能與任何智慧城市技術隨插即用。
  • 開放式資料平台可讓每位參與者存取他們工作所需的資料。
  • 所有利害關係人都能參與其中的開放式流程,可讓民眾接受並協助推動城市的技術願景。

適用於都會移動的 Intel® 參考設計

車載電腦、道路感應器、AI 與智慧攝影機是實現智慧運輸系統的部分技術。Intel 與合作夥伴為都會移動與智慧城市開發多種技術、硬體與軟體。我們提供經過預先驗證的參考設計與參考實施,可作為現代智慧城市的基礎。

路邊裝置參考設計
我們的路邊邊緣運算參考設計可連接路燈與其他固定裝置。這項路邊裝置適合即時視訊分析與其他對效能要求較高的工作。城市可以部署這些裝置,作為智慧路燈、智慧紅綠燈、智慧停車場或電子收費站解決方案的一環。它們提供偵測車牌、發現行人以及監測交通壅塞所需的處理功能。這些邊緣節點甚至可以提供公用 Wi-Fi 覆蓋範圍。研揚科技 Atlas 邊緣運算節點由具有整合式安全功能的 Intel® Vision Products 支援,是採用這項設計參考且可立即部署的解決方案。

Intel 的融合邊緣參考架構(CERA)
融合邊緣參考架構(CERA)是物聯網與網路工作負載融合的平台方法。透過這款架構,我們的合作夥伴可以為路邊設備設計解決方案,以便處理感應器模式並執行感應器融合。這樣一來,就能在託管 5G網路功能與微服務時將智慧引進邊緣。

在這個平台上建構的解決方案可以在十字路口或內部部署,以便多個物聯網裝置進行近邊緣運算與資料處理。可以利用 Intel® 發行版 OpenVINO™ 工具組與 OpenNESS 工具組最佳化解決方案。

CERA 利用 5G 連線能力提供網路功能,讓物聯網裝置在邊緣相互通訊,或是將資料傳送至雲端。它處理攝影機、雷達與其他各種感應器的資訊。

參考實作
Intel 的參考實施為完整的樣本應用程式提供預先設定的軟體。

我們的智慧交通管理參考實施透過 IP攝影機監控十字路口,並最佳化交通流量。它託管在 OpenNESS 邊緣節點,其中包含託管 5G RAN的所有必要軟體堆疊。

我們的駕駛管理參考實施利用電腦視覺追蹤駕駛員行為與疲勞狀況。它可以即時提醒駕駛以協助避免事故,並為設備管理員提供長期的指標與分析。