利用人工智慧和機器學習優化公共交通網路
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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
摘要
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確定鐵路擁堵發生的時間和地點，對運輸營運業者，和使用其服務的乘客都很有用。透過將大數據分析，應用於物聯網資料和向交通營運業者提供的常規基礎設施系統資訊，日立希望透過在從單個車站，到全市交通網路的規模上，視覺化人員流動，來幫助改善交通服務。 日立公司將透過融合現有系統，和人流技術的融合，而建立 synergy，例如，人流技術可將人流技術與目的，在確保車站建築安全的乘客制導援助，或目的在消除人潮擁擠的時間表最佳化，日立將繼續提供前所未有的新值，在社會創新中發揮作用。
目錄
- 介紹
- 人流技術概述
- 人流系統和實施示例
- 運輸網路人員流分析系統
- 車站建築的人員流動分析系統
- 用於攝影機成像的人流分析系統
- 人流系統的未來展望
- 結論
介紹
在高峰時段和線路上發生事故時，火車和車站的人潮擁擠，是乘客使用鐵路不可避免的挑戰。如果火車太擁擠而無法上車，有時如果乘客等待下一班火車，他們會發現它不那麼擁擠。大雪等導致線路延誤或服務暫停等事件，可能會導致車站高度擁擠，甚至無法到達月台。鐵路營運業者採取了各種措施來應對人潮擁擠，但這不是一個容易解決的問題。需要限制進入車站和各種其他措施，來確保乘客安全，特別是當人潮擁擠影響火車的定期服務，或車站過度擁擠時。
為了應對這些挑戰，日立仔細研究了造成擁擠的人員流動，尋找實現舒適乘客流動，和安全鐵路營運的方法。過去對乘客流量的研究，依賴於經驗法則或從視覺資料或類似資料中，對人類運動的實地研究。但熟練使用最近開發的物聯網（IoT）技術、大數據分析和其他先進技術，現在有可能以定量的方式，直觀地表示以前看不見的人類流動。
日立集團提供了各種公共基礎設施系統，用於城市發展和鐵路系統，其記錄包括運輸管理系統和 IC 卡管理系統。與此同時，日立也非常熟悉用於控制這些系統的操作技術（OT）和 OT 資料。
此外，提供 Lumada 等資訊科技（IT），也為日立提供了與大數據和物聯網技術一起使用的資訊系統的經驗。
人流技術目的在為鐵路營運業者和城市發展做出貢獻，是日立的社會創新之一，透過彙集其在 IT，和鐵路相關 OT 方面的專業知識領域，提供新的價值。
人流技術概述
日立的人流技術應用分析、預測和模擬技術，來訓練管理系統資訊、自動檢票口資訊、監控攝影機影像，和現有鐵路基礎設施的其他大數據。透過從各種角度分析這些資料，這些技術可以直觀地表示從火車的擁擠程度，到在車站大樓中行走的人的流動，為運輸業和整個社會做出貢獻（見圖。 1)。
圖。 1—人員流動技術的結構。
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| 人流技術由層結構、從鐵路基礎設施收集資訊的層、從不同角度分析和視覺化資訊的層，以及向終端使用者提供視覺表示的層組成。 |
人流技術直觀地表示和提供的資訊的視角和範圍，因收集的資料和資訊的終端使用者而異（見圖。 2)。
圖。 2—人流技術覆蓋的範圍。
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| 在空間軸上，範圍根據要視覺表示的區域的規模進行分類。它的範圍從車站大樓指定區域的人員流，到整個車站大樓的人員流，再到全市的交通網路。在時間軸上，範圍涵蓋過去、現在和未來，並可以包括虛擬模擬。 |
涵蓋的範圍，根據要分析和視覺表示的區域的大小進行分類。在空間軸上，範圍從監控攝影機捕捉到的特定區域的人員流動，到整個車站建築的人員流動，甚至全市交通網路的人員流動。在時間軸上，使用單獨的技術來直觀地表示過去、現在和未來的人類流動狀態，而基於施加各種假設「如果」場景的虛擬設定，可以建立模擬。
人流系統和實施示例
本段描述了使用人流技術的系統，並提出了三個實施示犯案例。
運輸網路人員流分析系統
這些系統透過彙總和分析乘客流動資料，以及火車和車站的現場資料，來幫助提高運輸服務的品質。
示範案例1：視覺表示常規線路擁擠的系統 [與東日本鐵路公司（以下簡稱 JR 東日本）的聯合研究]
該系統聚合和結合了，大東京地區常規線路的列車位置資訊，和乘客號碼資訊，並在地圖上直觀地表示結果。
透過向控制火車服務的排程員，提供顯示這些地圖的螢幕，該系統幫助他們辨識服務中斷期間的條件，調整火車的進展，並做出其他調節鐵路服務的決定（見圖。 3)。
圖。 3—在常規線路上視覺化表示擁擠系統（與 JR East 的聯合研究）。
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| 圖。 3 — 在常規線路上視覺化表示擁堵系統（與 JR East 的聯合研究）。 |
示範案例2：SCORE 系統（與 JR Eas t聯合研究）
該系統目的在定量評估交通故障天，方法是制訂「SCORE」的索引，以顯示乘客所損失的總時間。
使用乘客移動資料，系統計算了運輸問題發生後的乘客移動時間，與正常乘客移動時間之間的差異。該結果用於直觀地表示，乘客隨著時間的推移損失的時間變化。
SCORE 分析結果不僅對辨識運輸問題的規模有效，而且對提供對穿梭服務等服務監管措施的影響提供回饋（見圖。 4).
圖。 4——SCORE 系統（與 JR 東日本聯合研究）。
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| 該系統從數量上表達了運輸問題對乘客的影響。 |
車站建築的人員流動分析系統
透過在顯示整個車站鳥瞰圖的螢幕上，直觀地表示擁擠的條件，該系統協助管理車站乘客安全的車站工作人員，應對當前的擁擠，並調查減少未來擁擠的方法（見圖。 5）。
圖。 5-站樓人員流分析系統。
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| 該系統使用火車到達等資訊的連結來模擬檢票口周圍的擁堵程度。 |
該系統透過模擬，從鐵路系統資訊和感測器等來源，獲得的透過火車門和檢票口的乘客數量的乘客移動路線，對整個車站大樓的乘客移動進行了概述。根據這些資訊，在規劃新車站或翻新現有車站時，可以建立乘客指導計劃。這些資訊也可以幾乎實時地呈現給車站工作人員，以幫助他們決定在車站大樓擁擠時，是否實施出入限制或類似措施，並協助在車站大樓設施控制和車站工作人員分配等領域做出決定。當與預測技術一起使用時，它可以提前幾十分鐘預測擁擠，以便在危險情況發展之前，進行人員分配和適當響應。
用於攝影機成像的人流分析系統
圖。 6—Eki-Shi-Vision，Tokyu Dentetsu 基於行動應用 app 的資訊服務。
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| 該服務在影象中顯示人物位置重疊的圖示，以提供直觀的車站擁堵資訊，同時尊重隱私。 |
可以使用各種感測器來檢測人員流量，但如果可以使用作為現有基礎設施安裝的監控攝影機，那麼它們對鐵路營運業者來說是一個有吸引力的選擇，因為他們的初始投資較少。然而，由於監控攝影機影像中的資訊，有時可以辨識個人，因此在將攝影機用作人員流動檢測的感測器之前，必須解決個人資訊保護和隱私問題。
日立成功地開發了一個攝影機成像人員流動分析系統，該系統僅從監控攝影機影像中，提取對人員流動分析有用的擁擠資訊，確保尊重個人隱私的服務。
示範案例3：Eki-Shi-Vision*[交付給東急公司（以下簡稱東急電鐵）]
* Eki-Shi-Vision 是東急公司的註冊商標。
向東急電電行動應用 app 的使用者，提供站擁擠資訊的顯示功能，於 2016 年 10 月正式亮相。東京電鐵計劃將該功能的覆蓋範圍，擴大到除幾條線路以外的所有車站。
Eki-Shi-Vision 沒有顯示原始攝影機影像，而是檢測影像中人們的位置和移動方向，重疊方向圖示，並將其複合到背景影像上，以直觀地顯示擁擠程度。該技術提供的資訊，排除了所顯示人員的所有隱私相關元素，如特徵和辨識標記（見圖。 6）。
Eki-Shi-Vision 讓使用者從家裡的智慧手機上，瞭解當地車站的擁擠程度，因此在下雪或其他問題擾亂火車服務的日子，或者車站擁擠嚴重導致造訪限制的日子裡很有幫助。該應用 app 幫助使用者決定，如何最好地應對不利條件，例如改變旅行路線或在家等待。它還有助於鐵路營運業者減少車站擁擠。
人流系統的未來展望
圖。 7—協調現有交通系統和人流系統的可能性。
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| 人員流動系統將與各種現有系統協調和整合，以創造協同效應並提供新的客戶價值。 |
人流技術仍在開發中，未來需要提高分析精度，以及其他升級和改進。日立的目標，是將技術與各種現有系統協調起來，透過協同增效來提高附加值，並創造新的客戶價值。
透過開發視覺化代表交通網路、車站建築和攝影機影像中人員流動的技術，日立迄今為止在開發人員流動技術方面積累了經驗，以滿足各種需求和覆蓋範圍。未來，日立計劃進一步整合這些單獨的技術，為使用者提供可自定義的人員流動視覺表示，其規模和範圍都很靈活。
日立還希望利用日立集團的優勢，重新檢查可以從日立目前交付的運輸系統中，收集的資料屬性，可以從這些資料的組合中，計算的新評估指數，以及從這些指數中建立的新客戶價值。
日立向運輸營運業者提供了廣泛的系統，涵蓋維護、裝置管理、座位預訂、鐵路交通控制、電梯營運、自動扶梯營運和電力管理等領域。透過利用日立在這些控制技術方面的背景，它計劃進一步完善其人員流技術（見圖。 7）。
結論
雖然人流技術一詞尚未廣為人知，但日立設想這些技術將成為交通營運業者使用的各種系統，以及城市規劃和公共交通基礎設施等領域的重要平台，日立計劃在未來幾年繼續開發這些技術。
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