人工智能概論-智能交通

人工智能概論目錄CONTENT概述智能交通的組成結(jié)構(gòu)及內(nèi)涵智能交通的典型應(yīng)用智能汽車智能交通5.15.25.45.35.5未來發(fā)展趨勢智能交通系統(tǒng)（IntelligentTransportationSystem,ITS），又稱智慧交通系統(tǒng)，它是指在較完善的基礎(chǔ)設(shè)施之上，將人工智能、大數(shù)據(jù)、通信、自動(dòng)控制等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)有效地集成運(yùn)用于交通運(yùn)輸系統(tǒng)，使駕駛者、交通工具、交通基礎(chǔ)設(shè)施及相關(guān)服務(wù)部門有機(jī)地結(jié)合起來，建立一種大范圍、全方位、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸體系。智能交通系統(tǒng)是解決目前交通問題的重要方法，是未來交通系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展的主要方向。5.1概述智能交通智能交通系統(tǒng)這一名稱最初是在1993年春季美國召開的智能車路系統(tǒng)年會(huì)上提出的，它的前身是智能車路系統(tǒng)（IntelligentVehicleHighwaySystem,IVHS）。1994年11月，第一屆智能交通世界大會(huì)在法國Paris召開，自此智能交通系統(tǒng)正式成為國際交通界、產(chǎn)業(yè)界和科技界的一個(gè)專有名詞。智能交通系統(tǒng)也受到了廣泛關(guān)注，不少國家和政府紛紛開始從城市交通信號控制、高速公路監(jiān)控、電子不停車收費(fèi)（ETC）、交通信息服務(wù)等方面入手開始發(fā)展智能交通系統(tǒng)。智能交通美國是最早發(fā)展智能交通的國家之一。1952年美國Colorado州的Denver城利用模擬計(jì)算機(jī)和交通檢測器對交通信號燈進(jìn)行實(shí)時(shí)集中控制，實(shí)現(xiàn)了對道路網(wǎng)中的各個(gè)交通信號協(xié)調(diào)控制。美國交通部出版的《國家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃》，正式確定智能交通系統(tǒng)的七大領(lǐng)域和29個(gè)用戶服務(wù)功能，并確定了具體的七大領(lǐng)域。智能交通圖5-1美國智能交通系統(tǒng)七大領(lǐng)域日本五省廳聯(lián)合制定發(fā)布《智能交通系統(tǒng)的綜合構(gòu)想》，成為日本智能交通系統(tǒng)工作的主體計(jì)劃，包含九個(gè)開發(fā)領(lǐng)域和20項(xiàng)服務(wù)內(nèi)容，隨后發(fā)布的《日本智能交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》又對其進(jìn)行了完善。智能交通圖5-2日本智能交通系統(tǒng)九大開發(fā)領(lǐng)域歐洲各國開始智能交通系統(tǒng)的研究也較早，并且在很多方面成就斐然。推出的研究計(jì)劃T-TAP，相當(dāng)于DRIVEIII的信息處理技術(shù)。智能交通圖5-3歐洲智能交通研究內(nèi)容中國的智能交通系統(tǒng)起步較晚，但目前在快速、穩(wěn)定的發(fā)展。中國在道路交通運(yùn)輸和管理中關(guān)注電子信息技術(shù)應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代。智能交通在發(fā)展初期，主要研究集中在如何緩解交通擁堵、提高交通安全等基本方面，努力追趕國際智能交通發(fā)展的步伐。1999年，中國成立了全國智能交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室、全國智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)專家咨詢委員會(huì)。智能交通21世紀(jì)，中國在交通管理智能化、新型載運(yùn)工具研發(fā)、交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用、交通信息服務(wù)等方面有了一定的技術(shù)突破。國家開始更加重視智能交通，相關(guān)技術(shù)飛速發(fā)展，形成了一套規(guī)范化的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開始逐步走向了世界的前列。2003年，公安部發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公安交通指揮系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范》，為交通指揮中心的建設(shè)提供了體系框架與標(biāo)準(zhǔn)支撐。在2006年6月發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，將智能交通管理技術(shù)研究列為優(yōu)先實(shí)施主題。在“十一五”期間，中國又制定了國家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目“國家綜合智能交通技術(shù)集成應(yīng)用示范”，研究建設(shè)智能交通管理與服務(wù)綜合系統(tǒng)、高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)和服務(wù)系統(tǒng)、綜合智能交通發(fā)展模式、評估評價(jià)體系等。智能交通近幾年來，隨著云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、車路協(xié)同等技術(shù)的成熟，智能交通產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工日趨明確，增值服務(wù)運(yùn)營成為新的發(fā)展目標(biāo)。智能車輛控制方面，最典型的是百度無人駕駛車。項(xiàng)目于2013年起步，到2015年12月首次實(shí)現(xiàn)城市、環(huán)路及高速道路混合路況下的全自動(dòng)駕駛，2018年百度Apollo無人車亮相央視春晚，無人駕駛模式下在港珠澳大橋完成“8”字交叉跑的高難度動(dòng)作。智能交通管理方面，2016年杭州啟動(dòng)全國首個(gè)城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)項(xiàng)目，城市交通管理是其首要環(huán)節(jié)，通過V1.0時(shí)期的試點(diǎn)試驗(yàn)和V2.0時(shí)期的延伸發(fā)展，杭州在交通治堵方面取得了很大的成就。智能交通智能交通信息方面，在手機(jī)等移動(dòng)終端飛速發(fā)展的帶動(dòng)下，各種成果百花齊放，比如高德地圖等電子地圖導(dǎo)航應(yīng)用、滴滴出行等打車應(yīng)用、中儲智運(yùn)等貨運(yùn)應(yīng)用、菜鳥裹裹等物流應(yīng)用……中國智能交通系統(tǒng)將更廣泛應(yīng)用于各行業(yè)和交通環(huán)節(jié)，從而創(chuàng)造相應(yīng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的發(fā)展前景。智能交通5.2.3組成結(jié)構(gòu)5.2.55.2.45.2.25.2.1基礎(chǔ)層功能層傳輸層服務(wù)層5.2智能交通的組成結(jié)構(gòu)及內(nèi)涵智能交通5.2.1智能交通系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)智能交通智能交通子系統(tǒng)及主要功能（表5-1）：智能交通管理系統(tǒng)。給交通管理者使用的，用于檢測、控制和管理公路交通，在道路、車輛和駕駛員之間提供通訊聯(lián)系。智能交通信息服務(wù)系統(tǒng)。建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，為出行者提供準(zhǔn)確的道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、停車場信息以及與出行相關(guān)的其他信息。智能公共交通系統(tǒng)。采用各種智能技術(shù)促進(jìn)公共運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，使公交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全便捷、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)量大。智能交通智能車輛控制系統(tǒng)。利用各種先進(jìn)的車載設(shè)備增強(qiáng)車輛行駛的安全性和高效性，包括視野擴(kuò)展、車輛防撞、駕乘人員保護(hù)、車輛自動(dòng)駕駛等。商用車輛運(yùn)營系統(tǒng)。專為大型貨運(yùn)和遠(yuǎn)程客運(yùn)開發(fā)的服務(wù)系統(tǒng)，對車輛進(jìn)行監(jiān)控管理，提高商業(yè)車輛的運(yùn)營效率和安全性。電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)。是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式，車輛在經(jīng)過路橋收費(fèi)站不需停車就能繳納費(fèi)用。緊急救援系統(tǒng)。利用現(xiàn)代科技手段及時(shí)發(fā)現(xiàn)緊急事件，發(fā)布事故相關(guān)信息，迅速提供車輛故障現(xiàn)場緊急處置、拖車、現(xiàn)場救護(hù)、排除事故車輛等服務(wù)。智能交通智能交通系統(tǒng)的紐帶是各個(gè)子系統(tǒng)之間的信息交換。根據(jù)信息系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以將智能交通系統(tǒng)劃分為四個(gè)層次，即基礎(chǔ)層、功能層、共享層和服務(wù)層。圖5-4智能交通系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖5.2.2智能交通系統(tǒng)基礎(chǔ)層智能交通數(shù)據(jù)采集是關(guān)鍵，是發(fā)展智能交通實(shí)現(xiàn)管理智能化的前提，也是智能交通的基礎(chǔ)層。根據(jù)信息變動(dòng)的頻率，交通信息可劃分為靜態(tài)交通信息和動(dòng)態(tài)交通信息兩種。靜態(tài)交通信息是指交通系統(tǒng)中不隨時(shí)間變化的道路交通信息，主要包括道路網(wǎng)信息、交通管理設(shè)施信息等交通基礎(chǔ)設(shè)施信息，也包括機(jī)動(dòng)車保有量、道路交通量等統(tǒng)計(jì)信息以及交通參與者出行規(guī)律在時(shí)間和空間上相對穩(wěn)定的信息。動(dòng)態(tài)交通信息是指交通系統(tǒng)中隨時(shí)間和空間變化的道路交通流信息、交通控制狀態(tài)信息，以及實(shí)時(shí)交通環(huán)境信息。智能交通交通信息采集的方法有視頻圖像檢測式、感應(yīng)線圈式、磁映像感應(yīng)式、微波感應(yīng)式、超聲波感應(yīng)式、紅外線感應(yīng)式、浮點(diǎn)車采集式等，新型的動(dòng)態(tài)信息采集技術(shù)有移動(dòng)通信、無線射頻技術(shù)、平流層飛艇等。另外，在在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，城市大腦、智慧城市等智能項(xiàng)目的實(shí)施，進(jìn)一步豐富了交通信息的來源和渠道。智能交通表5-2主要的交通信息采集的方法采集方式特點(diǎn)視頻、圖像檢測式車速采集精度高，拍攝區(qū)域廣，能實(shí)時(shí)獲得多車道的機(jī)動(dòng)車信息，管理更為直觀，安裝維護(hù)方便，無須破壞路面。但是，車輛分類精度低，夜晚或能見度低的天氣對采集精度影響較大，計(jì)算數(shù)據(jù)量大，空間覆蓋面有限。感應(yīng)線圈式技術(shù)成熟，檢測及時(shí)準(zhǔn)確，利于測車長和車速。但是，不易安裝，需破壞路面，維護(hù)成本較高，檢測數(shù)據(jù)范圍有限。磁映像感應(yīng)式適合在不便安裝線圈的場合采用，但很難分辨縱向過于靠近的車輛，并且安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本較高。移動(dòng)通信不需要額外添加設(shè)備，適用范圍廣，但數(shù)據(jù)處理量龐大，且涉及隱私等個(gè)人因素。智能交通采集方式特點(diǎn)微波、超聲波、紅外線感應(yīng)式對車型數(shù)據(jù)采集精度較高，安裝維修方便，無須破壞路面，但因單點(diǎn)采集信息技術(shù)的工作原理與計(jì)算方法所限，實(shí)際上并不具備交通流量調(diào)查地點(diǎn)車速采集功能，設(shè)備安裝需要增加道路設(shè)施，采集精度受風(fēng)速、氣溫等自然因素影響較大。浮點(diǎn)車采集式采集范圍廣泛且不受外界條件影響，適應(yīng)性強(qiáng)。但是，信息采集精度變化較大，采集顆粒度較大，而且浮點(diǎn)車數(shù)量及密度對計(jì)算結(jié)果的影響較大。無線射頻技術(shù)非接觸式自動(dòng)識別技術(shù)，無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，并可同時(shí)識別多個(gè)目標(biāo)對象，操作快捷方便。平流層飛艇可以進(jìn)行大范圍區(qū)域交通的連續(xù)觀測，非常態(tài)條件下的交通應(yīng)急指揮與調(diào)度，以及多源大范圍交通數(shù)據(jù)的快速獲取。5.2.3智能交通系統(tǒng)功能層智能交通智能交通功能層主要是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的智能管理，及時(shí)有效地進(jìn)行交通信息處理，提高交通系統(tǒng)運(yùn)行效率。智能交通系統(tǒng)能夠通過對高科技手段的運(yùn)用，構(gòu)建高效的交通監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)、準(zhǔn)確的進(jìn)行信息處理、研判，以及高效的交通控制、交通執(zhí)行功能系統(tǒng)，都能達(dá)到對交通事件進(jìn)行有效響應(yīng)，進(jìn)行交通組織優(yōu)化以及通過調(diào)節(jié)、誘導(dǎo)、分流以達(dá)到保障交通安全與暢通的目的。智能交通目前，智能交通系統(tǒng)功能層主要由控制中心、數(shù)據(jù)傳輸、路口信號機(jī)、信號燈等組成。控制中心能夠?qū)崿F(xiàn)對交通控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)的綜合處理，對采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中分析，運(yùn)用智能控制策略，完成對信號的管理與協(xié)調(diào)。數(shù)據(jù)傳輸是指交通現(xiàn)場設(shè)備與控制中心之間的信號傳輸。路口信號機(jī)則擁有較多的功能，不僅要負(fù)責(zé)本地感應(yīng)控制工作，還要協(xié)調(diào)控制、上傳交通數(shù)據(jù)。路口信號燈主要設(shè)置在各種交通路口，主要可分為路段信號燈和路口信號燈兩種。其中，路段信號燈會(huì)設(shè)置在人行道上，且會(huì)與上下游路口進(jìn)行協(xié)調(diào)與配合，完成相應(yīng)交通管制。智能交通另外，通過類人腦的感知、認(rèn)知、協(xié)調(diào)、學(xué)習(xí)、控制、決策、反饋、創(chuàng)新創(chuàng)造等綜合智能應(yīng)用，對交通信息進(jìn)行深度分析、綜合研判、精準(zhǔn)決策、系統(tǒng)應(yīng)用、循環(huán)優(yōu)化，更好地實(shí)現(xiàn)對交通系統(tǒng)信息的處理和管理。5.2.4智能交通系統(tǒng)傳輸層智能交通智能交通系統(tǒng)傳輸層是智能交通系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)信息傳遞、交換的重要手段，承擔(dān)著為智能交通系統(tǒng)提供可靠信息傳輸通道的重要任務(wù)。從信號傳輸方向分類，智能交通系統(tǒng)傳輸層中信號傳輸主要有上行和下行兩種。上行方向信號傳輸是指從各個(gè)交通現(xiàn)場到交通指揮中心方向，或下級各分交通指揮中心到上級交通指揮中心方向上的信號傳輸。從數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)容分類，智能交通系統(tǒng)傳輸層中信號有交通檢測數(shù)據(jù)、違章檢測數(shù)據(jù)、交通控制信號、交通誘導(dǎo)信號。智能交通從數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)類型分類，智能交通系統(tǒng)傳輸層數(shù)據(jù)信息傳輸主要有無線傳輸和有線傳輸兩種方式。

無線傳輸：無線高保真（WIFI）

全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）碼分多址技術(shù)（CDMA）蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD）。有線傳輸：Internet、

綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）異步傳輸模式（ATM）光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）。智能交通另外，車路協(xié)同系統(tǒng)是近年出現(xiàn)的一種新型交通信息獲取和傳輸形式，主要基于智能傳感和無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施之間以及車車之間的實(shí)現(xiàn)信息感知、傳輸、共享，并達(dá)到智能協(xié)同與配合，從而保障在復(fù)雜交通環(huán)境下車輛行駛安全、實(shí)現(xiàn)道路交通主動(dòng)控制、提高路網(wǎng)運(yùn)行效率。智能交通除了物理層面因素，對于智能交通系統(tǒng)傳輸層還應(yīng)從行政角度考慮，保障多職能部門之間要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的智能交通規(guī)劃和管理，共享交通信息資源，有效進(jìn)行交通信息合作，保障交通信息傳輸?shù)耐〞承?、提高信息管理透明性、確保交通信息發(fā)布的權(quán)威性。此外，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也是智能交通系統(tǒng)傳輸層、共享平臺的重要組成部分和重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容，智能交通信息的采集、整理、加工、應(yīng)用都離不開標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的約束。5.2.5智能交通系統(tǒng)服務(wù)層智能交通智能交通信息服務(wù)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)5A，即任何出行者（Anyone），在任何時(shí)間（Anytime）、任何地點(diǎn)（Anywhere），通過任何接收設(shè)備（Anydevice），均可實(shí)時(shí)獲取所關(guān)注的任何交通信息（AnyTrafficInformation），5A目標(biāo)通過交通信息的發(fā)布來實(shí)現(xiàn)。交通信息發(fā)布系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中直接面向用戶的系統(tǒng)，是智能交通系統(tǒng)與用戶之間交互的媒介，主要作用是將交通疏導(dǎo)信息發(fā)布給終端。主要信息發(fā)布方式特點(diǎn)及功能（表5-3）：智能交通車載終端。主要包括車內(nèi)移動(dòng)數(shù)字電視、LED信息顯示屏等發(fā)布終端，它們除了具有普通車載終端的功能外，還具有接收無線數(shù)字電視信號、播放數(shù)字電視節(jié)目等功能。電子站牌。主要向用戶提供車輛實(shí)時(shí)運(yùn)行位置及下班車預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等，為用戶合理選擇乘車線路、安排候車時(shí)間提供方便，提高交通服務(wù)水平。查詢終端。一般在快速交通、地鐵、輕軌的車站和智能交通站臺上安裝，用戶可以通過交互的方式查詢出行所需的交通信息。交通廣播。通過交通廣播電臺，交通信息服務(wù)部門可以把交通運(yùn)營信息、路況、鐵路、民航信息和其他服務(wù)信息提供給用戶，使出行者盡早確定行駛路線。智能交通交通電子屏。也稱城市交通疏導(dǎo)信息電子屏，通過接入信息交換平臺與交通指揮調(diào)度中心、交通信息處理中心或其它信息服務(wù)中心連接，主要是向城市道路上運(yùn)行的車輛提供運(yùn)行狀況、天氣、道路施工等信息。短信服務(wù)平臺。由出行者的移動(dòng)通信終端、交通信息處理中心和后臺數(shù)據(jù)庫組成。用戶通過網(wǎng)站或手機(jī)短信定制自己的需求信息，后臺將信息以短信形式發(fā)送到用戶短信終端。Web網(wǎng)站。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在網(wǎng)站上發(fā)布交通信息，用戶能從任意一臺連接互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上瀏覽到相關(guān)交通信息。具有使用方便、管理運(yùn)營成本低、信息共享、擴(kuò)充空間大等特點(diǎn)。移動(dòng)App。依托不同的App，進(jìn)行定制化開發(fā)，能夠針對特定用戶，提升服務(wù)效率。智能交通不同的信息服務(wù)方式一般也會(huì)要求不同的技術(shù)支撐，涉及到網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)軟硬件、專用設(shè)備、支撐平臺、場地的建設(shè)和安裝等。智能交通系統(tǒng)的服務(wù)涉及到多類用戶，集成度不斷增強(qiáng)，但是用戶的能力和水平參差不齊，因此，系統(tǒng)不但要具備多元化服務(wù)的能力，還得具有易用性，在用戶界面上盡量友好，操作簡單，力爭能夠服務(wù)到參與交通的每一個(gè)用戶。另外，在系統(tǒng)平臺的打造上，還要保障系統(tǒng)公用信息的開放性、數(shù)據(jù)的可靠性、系統(tǒng)的安全性、個(gè)人信息的隱私性和保密性。智能汽車是指依靠人工智能技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)的信息采集系統(tǒng)、多傳感器信息融合系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)的互聯(lián)互通，輔助駕駛員，或在駕駛員輔助下，甚至無駕駛員的情況下，使汽車完成啟動(dòng)、導(dǎo)航、行駛、?？俊⒈茏尩刃袨橹幸粋€(gè)或多個(gè)操作。5.3智能汽車智能交通智能交通智能汽車根據(jù)智能等級的不同，可以劃分為Level-0、Level-1、Level-2、Level-3、Level-4、Level-5共六個(gè)級別，簡稱為L0、L1、L2、L3、L4、L5。其中，L0為最低級別，L5為最高智能級別。這是汽車工程師學(xué)會(huì)（SocietyofAutomotiveEngineers，SAE）在其發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)J3016文件中提出的，也是被汽車行業(yè)普遍采用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，對于航空、航海等智能駕駛工具的等級分類也有一定的借鑒價(jià)值。L0：無智能駕駛，即交通工具仍由駕駛員執(zhí)行全部的動(dòng)態(tài)駕駛操作任務(wù)。當(dāng)然，在行駛過程中駕駛者可以得到相關(guān)系統(tǒng)的警告和保護(hù)系統(tǒng)的輔助，交通工具可以包含一些主動(dòng)安全裝置。智能交通L1：駕駛輔助，是指在適用的設(shè)計(jì)范圍下，駕駛系統(tǒng)只可持續(xù)執(zhí)行橫向或縱向的車輛運(yùn)動(dòng)控制的某一子任務(wù)，由駕駛員執(zhí)行其它的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)。就是可以通過駕駛環(huán)境信息對方向盤或加減速中的一項(xiàng)操作提供駕駛輔助，其它的駕駛操作仍由人類駕駛者來完成。L2：部分自動(dòng)駕駛，是指在適用的設(shè)計(jì)范圍下，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可持續(xù)執(zhí)行橫向或縱向的車輛運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)，駕駛者負(fù)責(zé)執(zhí)行物體和事件的探測及響應(yīng)任務(wù)并監(jiān)督自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。這個(gè)級別的系統(tǒng)可以處理少數(shù)高頻通用駕駛場景，其余由人類完成，駕駛者需要實(shí)時(shí)監(jiān)控并做好接管車輛的準(zhǔn)備。L2和L1之間的區(qū)別是系統(tǒng)能否“同時(shí)”在車輛橫向和縱向上進(jìn)行控制。目前，汽車市場中車道保持、定速巡航和自適應(yīng)巡航等輔助駕駛技術(shù)就是屬于這個(gè)級別的。智能交通L3：有條件自動(dòng)駕駛，是指在適用的設(shè)計(jì)范圍下，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可以持續(xù)執(zhí)行完整的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，駕駛者需要在系統(tǒng)失效時(shí)接受系統(tǒng)的干預(yù)請求，并及時(shí)做出響應(yīng)。其中，有條件自動(dòng)駕駛是指在高速公路等某些特定場景下進(jìn)行自動(dòng)駕駛，人類駕駛者還是需要監(jiān)控駕駛活動(dòng)。L3級是“智能輔助駕駛”與“自動(dòng)駕駛”的區(qū)分界線，也是智能駕駛技術(shù)的一個(gè)分水嶺。實(shí)現(xiàn)了在低速場景下，人工智能可以完全代替駕駛者自動(dòng)操控駕駛車輛，解放駕駛者雙手。目前，吉利汽車研發(fā)的搭載G-Pilot系列車型，就屬于L3這個(gè)級別，相關(guān)技術(shù)應(yīng)該是近3到5年的研發(fā)重點(diǎn)。智能交通L4：高度自動(dòng)駕駛，是指在適用的設(shè)計(jì)范圍下，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可以自動(dòng)執(zhí)行完整的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)和動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)支援，用戶無需對系統(tǒng)請求做出回應(yīng)。L4級別的智能駕駛準(zhǔn)確性和精確性需要達(dá)到，甚至超過人類的認(rèn)知水平，因此要求智能系統(tǒng)具有更高的魯棒性。L5：完全自動(dòng)駕駛，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能在所有道路環(huán)境下執(zhí)行完整的動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)和動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)支援，無需人類駕駛者的介入，也即完全無人駕駛狀態(tài)。L5是SAEJ3016標(biāo)準(zhǔn)中智能駕駛等級最高的級別。智能交通目前，智能汽車中比較成熟的智能輔助駕駛系統(tǒng)主要有前防撞預(yù)警系統(tǒng)、自動(dòng)泊車系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、行人保護(hù)預(yù)警系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、疲勞駕駛檢測系統(tǒng)、智能燈光控制系統(tǒng)、交通標(biāo)志識別系統(tǒng)、駕駛模式智能切換系統(tǒng)等。智能交通前防撞預(yù)警系統(tǒng)主要用來預(yù)警車輛前方存在碰撞障礙物的可能性，而且預(yù)警的方向特指車體的前方。由于采用了雷達(dá)、激光、紅外線、圖像等傳感器，可對車輛前方一定距離內(nèi)的障礙物進(jìn)行精準(zhǔn)探測，并實(shí)時(shí)將探測結(jié)果傳遞給中央處理器，再根據(jù)危險(xiǎn)級別實(shí)時(shí)向預(yù)警系統(tǒng)及制動(dòng)系統(tǒng)下達(dá)報(bào)警指令和制動(dòng)指令。當(dāng)車體與前方障礙物距離小于安全距離時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)危險(xiǎn)等級進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警提醒，并對車輛進(jìn)行自動(dòng)減速、自動(dòng)剎車，避免或減少對人、財(cái)、物的傷害程度。另外，前防撞預(yù)警系統(tǒng)可全天候、長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，大大地提高了汽車駕駛的安全性。智能交通智能泊車系統(tǒng)是一種可以實(shí)現(xiàn)車位自動(dòng)識別，并自動(dòng)完成停車入位動(dòng)作的智能汽車輔助駕駛系統(tǒng)，主要由環(huán)境數(shù)據(jù)采集、智能策略優(yōu)化和車輛策略控制等系統(tǒng)組成。其中，環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)和車載距離探測系統(tǒng)，可采集圖像數(shù)據(jù)及周圍物體距車身的距離數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)線傳輸給處理器。智能策略優(yōu)化可分析處理采集到的數(shù)據(jù)，得出汽車的當(dāng)前位置、目標(biāo)位置以及周圍的環(huán)境參數(shù)，并做出自動(dòng)泊車策略。車輛策略控制系統(tǒng)接收電信號后，依據(jù)指令做出汽車的行駛操控，如角度、方向及動(dòng)力支援等。車輛周圍的雷達(dá)探頭不斷測量自身與周圍物體之間的距離和角度，然后通過處理器動(dòng)態(tài)規(guī)劃制定出實(shí)時(shí)操作流程，并配合車速調(diào)整車輛的行駛，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車功能。智能交通車道偏離預(yù)警系統(tǒng)主要由圖像攝像機(jī)、智能感知器、智能處理器、控制器、報(bào)警器等組成，可通過聲、光、電、圖像等方式進(jìn)行預(yù)警，并可控制車輛或輔助駕駛員進(jìn)行駕駛，使汽車保持正常行車路線，避免壓線、跨線等危險(xiǎn)駕駛情況。車道偏離系統(tǒng)的圖像攝像機(jī)會(huì)實(shí)時(shí)采集行駛車道的標(biāo)識線，獲得汽車在當(dāng)前車道中的位置參數(shù)。當(dāng)汽車偏離車道時(shí)，圖像攝像機(jī)和智能感知器會(huì)立即采集到車道和車輛位置信息，經(jīng)處理器處理分析后，車道偏離預(yù)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警示信號，高級系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)接管車輛，甚至操控車輛調(diào)整回正常車道。如果駕駛者打開轉(zhuǎn)向燈，正常進(jìn)行變線行駛，那么車道偏離預(yù)警系統(tǒng)不會(huì)做出任何響應(yīng)。另外，許多汽車生產(chǎn)商研制了紅外線感知器，通過紅外線收集信號來分析車道狀況，即使在雨雪天氣或能見度不高的情況下，也能正常預(yù)警車道偏離情況。智能交通行人保護(hù)預(yù)警系統(tǒng)是一種能夠通過圖像傳感器或雷達(dá)等探測器感知前方區(qū)域，對路面上的行人進(jìn)行探測識別，避免碰撞行人，及時(shí)為駕駛員預(yù)警，甚至可以自主制動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)檢測到行人時(shí)，會(huì)通過視覺和聲音向駕駛員發(fā)出預(yù)警，如果在一定探測距離內(nèi)駕駛員沒有及時(shí)回應(yīng)，智能系統(tǒng)也會(huì)自主制動(dòng)。作為一種安全輔助駕駛系統(tǒng)，行人保護(hù)預(yù)警系統(tǒng)可以有效輔助駕駛，減少交通事故的發(fā)生。目前，一些汽車生產(chǎn)商為新款車型配備了行人保護(hù)預(yù)警系統(tǒng)，能夠檢測車輛前方120米處，水平方向檢測角為35°范圍內(nèi)的行人存在狀況。智能交通盲點(diǎn)監(jiān)測系統(tǒng)又稱為并線輔助系統(tǒng)，可以通過圖像、微波雷達(dá)等感知器探測車輛兩側(cè)盲區(qū)車輛，對車輛及駕駛員發(fā)出可以并線，或禁止并線的預(yù)警，避免在行駛或變道過程中，由于觀后鏡、后視鏡存在盲區(qū)而發(fā)生的交通事故。盲點(diǎn)監(jiān)測系統(tǒng)作為一種安全駕駛智能輔助系統(tǒng)，在低速狀態(tài)時(shí)能夠覆蓋車身周圍360°路況，有效減少并線安全隱患和判斷的不確定性。尤其在大雨、大霧、夜間等天氣環(huán)境下，可以有效提高行駛的安全性。智能交通自適應(yīng)巡航系統(tǒng)主要由雷達(dá)測速傳感器、圖像傳感器、處理器和智能控制模塊組成，利用障礙物反射毫米波雷達(dá)電磁波確定距離、時(shí)間差、頻率偏移及相對速度，自動(dòng)調(diào)節(jié)當(dāng)前行車速度，保持與前車的安全行駛距離。智能化的自適應(yīng)巡航系統(tǒng)，可以在特定環(huán)境下代替駕駛員控制車速，設(shè)置一定的巡航速度，避免了長時(shí)間對油門的操作和控制，使駕駛?cè)藛T完全可以將腳從踏板上移開，只要關(guān)注于車輛方向即可，能大幅降低長途、高速駕駛所帶來的疲勞，提供了一種更輕松的駕駛方式。智能交通疲勞和危險(xiǎn)駕駛預(yù)警系統(tǒng)是一種基于駕駛員生理反應(yīng)特征的駕駛?cè)似诤臀ｋU(xiǎn)駕駛行為監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，主要由圖像傳感器、智能處理器、預(yù)警和智能控制模塊組成。系統(tǒng)通過識別駕駛員的面部特征、眼部信號、頭部運(yùn)動(dòng)、肢體運(yùn)動(dòng)等特征來判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)和駕駛行為，并進(jìn)行報(bào)警提示和采取相應(yīng)措施。目前，許多駕駛預(yù)警系統(tǒng)可準(zhǔn)確識別打哈欠、閉眼、瞇眼睛等疲勞相關(guān)動(dòng)作，以及打電話、抽煙、喝水、左顧右盼、未系安全帶等危險(xiǎn)駕駛行為。預(yù)警系統(tǒng)將會(huì)對此類行為進(jìn)行及時(shí)的分析，并以語音、燈光形式警示駕駛員，調(diào)整駕駛狀態(tài)或糾正駕駛行為。有些疲勞和危險(xiǎn)駕駛預(yù)警系統(tǒng)會(huì)通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳送至終端保存，甚至告知緊急聯(lián)系人，或相關(guān)監(jiān)管部門進(jìn)行相關(guān)提醒或處罰。智能交通除過傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)商，像Google、Apple、百度、騰訊、華為、阿里巴巴等國際互聯(lián)網(wǎng)和通信企業(yè)也都成立了獨(dú)立的智能汽車業(yè)務(wù)部門，專門進(jìn)行智能駕駛等業(yè)務(wù)的拓展，可見智能駕駛發(fā)展前景的誘人。相信隨著人工智能、網(wǎng)絡(luò)、芯片技術(shù)的快速發(fā)展，智能駕駛功能會(huì)不斷集成、提高和健全，在不久將來會(huì)給人們帶來更多、更好、更安全的智能體驗(yàn)。圖5-5百度智能汽車圖5-6Google的智能汽車5.4智能交通的典型應(yīng)用智能交通電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)杭州市智能交通系統(tǒng)5.4.1電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)智能交通電子不停車收費(fèi)（ElectronicTollCollection,ETC）系統(tǒng)是目前最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽與在收費(fèi)站ETC車道上的微波天線進(jìn)行無線通訊，利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺結(jié)算，從而達(dá)到車輛通過路橋收費(fèi)站無需減速或停車就能完成繳費(fèi)的目的。圖5-7高速公路的ETC車道智能交通ETC系統(tǒng)由前端系統(tǒng)和后臺系統(tǒng)組成，主要利用車輛自動(dòng)識別技術(shù)，通過路測單元與車載單元進(jìn)行相互通信和信息交換，以達(dá)到對車輛自動(dòng)識別，并自動(dòng)從該用戶的專用賬戶中扣除通行費(fèi)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi)。圖5-8ETC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖智能交通ETC允許車輛以高于100km/h的速度通過，提高了公路的通行能力，從而可以相應(yīng)縮小收費(fèi)站的規(guī)模，節(jié)約基建費(fèi)用和管理費(fèi)用。另外，ETC可以全天候無人監(jiān)管不間斷工作，車道過車和銀行托收都由系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。公路收費(fèi)走向電子化，可降低收費(fèi)管理的成本，有利于提高車輛的運(yùn)營效益。同時(shí)，也可以降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放。2019年5月，國務(wù)院印發(fā)《深化收費(fèi)公路制度改革取消高速公路省界收費(fèi)站實(shí)施方案》，按照“遠(yuǎn)近結(jié)合、統(tǒng)籌謀劃，科學(xué)設(shè)計(jì)、有序推進(jìn)，安全穩(wěn)定、提效降費(fèi)”的原則，計(jì)劃兩年內(nèi)基本取消全國高速公路省界收費(fèi)站，提高智能交通水平，提升人民群眾的獲得感、幸福感和安全感。截止2019年12月4日，中國ETC客戶累積達(dá)到了18101.24萬。5.4.2杭州市智能交通系統(tǒng)智能交通2016年12月，杭州市正式啟動(dòng)城市大腦項(xiàng)目，該項(xiàng)目的首要工作就是建立智能交通系統(tǒng)，解決城市擁堵問題。城市大腦打通政府部門和企業(yè)之間的信息關(guān)卡，利用豐富的城市數(shù)據(jù)資源，對城市進(jìn)行全局即時(shí)分析，有效調(diào)配公共資源，不斷完善社會(huì)治理，最終改善人民的交通出行。城市大腦由超大規(guī)模計(jì)算平臺和城市大腦智能內(nèi)核組成。城市大腦涉及的數(shù)據(jù)量巨大，數(shù)據(jù)計(jì)算平臺采用飛天超大規(guī)模通用計(jì)算操作系統(tǒng)，可以將百萬級的服務(wù)器連成一臺超級計(jì)算機(jī)，提供源源不斷的計(jì)算能力。智能交通圖5-9城市大腦人工智能內(nèi)核智能交通2017年7月杭州城市大腦交通1.0平臺上線運(yùn)行，在10月云棲大會(huì)上正式對外發(fā)布。城市大腦1.0階段在杭州市選取了兩個(gè)試點(diǎn)。第一個(gè)試點(diǎn)為曾經(jīng)被高德地圖評為全國最擁堵、高峰時(shí)間時(shí)速最低的快速路——中河-上塘高架和莫干山路；第二個(gè)試點(diǎn)為蕭山區(qū)5平方公里區(qū)域。經(jīng)過城市大腦半年的實(shí)踐，中河-上塘高速平均延誤降低15.3%，出行時(shí)間節(jié)省了4.6分鐘；莫干山路平均延誤降低8.5%，出行時(shí)間節(jié)省了1分鐘；蕭山區(qū)5平方公里的試點(diǎn)范圍內(nèi)平均通行速度提升超過15%，平均節(jié)省出行時(shí)間3分鐘。消防車、急救車等應(yīng)急車輛可以實(shí)現(xiàn)一路護(hù)航，通行速度最高提升超過50%、救援到達(dá)時(shí)間平均減少了7分鐘。智能交通2018年9月19日，備受關(guān)注的城市大腦又有新的突破。在2018杭州云棲大會(huì)上，杭州城市大腦2.0正式發(fā)布。杭州城市大腦管轄范圍擴(kuò)大了28倍。杭州主城限行區(qū)域全部接入大腦，此外還有余杭區(qū)臨平、未來科技城兩個(gè)試點(diǎn)區(qū)域及蕭山城區(qū)，總計(jì)420平方公里。杭州市59個(gè)高架匝道交通信號燈已由人工智能算法技術(shù)接管，通過2分鐘、4分鐘、6分鐘不斷學(xué)習(xí)、反饋和評價(jià)，不斷優(yōu)化配時(shí)方案，實(shí)現(xiàn)信號控制效果的“螺旋式”上升，有效提高了通行效率。3400路監(jiān)控器參與智能巡檢，每2分鐘便對城市道路交通狀況進(jìn)行一次掃描，還實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)報(bào)警、主動(dòng)處置的完整閉環(huán)。智能交通能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)套牌改裝、亂停亂放等110種警情，并進(jìn)行規(guī)律性分析，找出堵點(diǎn)、亂點(diǎn)、事故隱患點(diǎn)，日均自動(dòng)發(fā)現(xiàn)警情3萬余起，準(zhǔn)確率高達(dá)95%以上。通過手持的移動(dòng)終端，可以直接指揮杭州市的200多名交警，派交警機(jī)動(dòng)隊(duì)去現(xiàn)場處置交通事故。支持杭州市各區(qū)、縣的分域應(yīng)用，在改善交通、服務(wù)民生方面，實(shí)現(xiàn)了包括掌握全局交通態(tài)勢、警情閉環(huán)處置、實(shí)施人工智能配時(shí)、拓展民生服務(wù)渠道在內(nèi)的四項(xiàng)新突破。通過多元數(shù)據(jù)智能融合，城市大腦2.0版提取了擁堵指數(shù)、延誤指數(shù)等七項(xiàng)能夠反映城市交通運(yùn)行是否健康的核心數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)量化形式精準(zhǔn)刻畫出實(shí)時(shí)、全局的城市交通態(tài)勢，為公安交警部門指