使用人工智慧對交通燈系統進行智慧控制

Smart Control of Traffic Light System using Artificial Intelligence

根據歐洲環保署的數據，汽車、貨車、卡車和公共汽車產生了超過 70% 的交通運輸溫室氣體排放總量。智慧交通號誌燈是減少我們城市空氣污染的關鍵嗎？

紅色、琥珀色、綠色 —— 調節全球車輛和行人共存的通用組合。世界各地的公司和研究人員，都將 人工智慧驅動的交通號誌燈 視為確保交通暢通和避免擁堵的關鍵。但是這三種顏色的什麼順序不僅可以優化流動性，還可以 減少城市的空氣污染？

2020年，英國啟動了一項透過調節交通號誌燈，來減少城市空氣污染的試驗。該系統由 Now Wireless 公司開發，收集即時交通和城市數據，例如污染程度測峰值將在何時何地發生。

交通號誌燈網路隨後，會採取相應的行動：駛向污染熱點的汽車最多會被阻止 20 秒，而 駛出這些區域的司機，可以在更長的綠燈下更順暢地行駛。進行試點測試的城市伍爾弗漢普頓的交通經理明確指出，這是減少市中心空氣污染的一種方式，從而避免了其他歐洲城市採取的涉及限制車輛通行的其他措施，市中心或徵收每日入場費以阻止它。

一些紅綠燈收集即時交通和城市數據，以提前檢測將發生污染高峰的位置。信用：不飛濺。

真正的解決方案還是短期措施？

然而，這些計劃是否真的能有效減少交通造成的排放，或者它們是否更像是一種噱頭，透過將排放分散到更廣泛的區域，以履行法定的空氣品質義務，以避免特定地點的污染激增？

汽車協會主席告訴《泰晤士報》：「雖然本意是好的，但 這項技術很容易 因阻塞交通、延長怠速，並將問題轉移到其他地方而適得其反。」根據歐洲環境署的數據，汽車、貨車、卡車和公共汽車產生了超過 70% 的交通運輸溫室氣體排放總量。

在匹茲堡（美國），交通信號燈調節技術解決方案已實施多年。該計劃是由卡內基梅隆大學的一個團隊與市議會合作開發的。該程序名為 SURTRAC，使用 攝影機和雷達即時分析交通，並預測其運動。

每個交叉口都自主做出決策，並與交通信號網路的其餘部分進行通信，以 提高移動車輛的流動效率。在這種情況下，目的是減少車輛在紅綠燈交叉口的等待時間，並優化交通流量。2016 年，它在市中心 50 個最繁忙的十字路口營運，如今，它管理著該市三分之一的十字路口。

據該項目的開發商稱，交通堵塞給美國經濟造成了 1210 億美元的損失，主要是由於司機在車輛上花費的時間造成的生產力損失。更重要的是，這種擁堵產生了 250 億公斤，潛在可避免的二氧化碳排放量，相當於 450 萬戶家庭每年的 CO 2 排放量。

因此，目標是創建一個能夠鼓勵車輛在道路上，花費盡可能少的時間，並在此過程中減少堵塞和空轉的系統。在匹茲堡進行的試點測試，提供了一個具有啟發性的結果：城市中的智慧交通管理系統可以 將出行時間減少多達 25%，並將污染排放量減少多達 21%。

一個名為 SURTRAC 的程序，使用攝影機和雷達即時分析交通並預測其運動。學分：卡內基梅隆大學。

受自然啟發的算法

由 Enrique Alba 領導的馬拉加大學西班牙研究小組，也在致力於開發智慧模型，以規範城市的交通信號燈網路，以提高流動性並減少排放。在這種情況下，他們使用 仿生算法。換句話說，它們受到自然界元素以進化方式適應環境的方式的啟發。正如阿爾巴解釋的那樣：「他們透過受物種進化啟發的操作來做到這一點，例如選擇最佳載體集、它們的雜交和突變，以便適者生存，即那些產生更短時間和更少燃料消耗的和污染。」

為了提高機動性並減少排放，阿爾巴認為有必要「始終對城市 進行整體觀察，並對其進行微觀分析，盡可能多地考慮每輛汽車、摩托車、行人、公共汽車……」。透過這種方式，可以創建城市及其信號的準確地圖。理論上，這支西班牙團隊開發的算法，可以 減少15%以上的出行時間。

此外，通過獲取城市的歷史數據和未來可能發生的變化，該 程序能夠 根據最適合城市交通的信號來修改信號。Alba 是明確的：它是一種「全面、實施成本低廉 —— 不涉及額外或不必要的硬體 —— 並且基於具有圖形介面的現代人工智慧」的解決方案。

所有這些項目都表明， 智慧交通信號燈可以在改善交通流量方面發揮關鍵作用 ，從而 減少污染氣體的排放。但要讓這樣的系統發揮作用，空氣品質不應該是唯一需要考慮的變量。這些技術還必須適應未來出行問題帶來的挑戰 —— 從不斷成長的電動汽車車隊到自動駕駛。

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