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红外感应系统应用交通安全

   日期:2015-12-16    
核心提示:而现代都会空间狭小又闭塞,自行车得在马路或人行道上行驶,险象环生的情况令人捏把冷汗。国外有团体提出利用红外线感应的概念,建构一套智能交通管制系统,这个构想是否值得实现呢?

自行车是现代人的休闲新宠,每逢假日就能看见许多自行车趴趴走。然而现代都会空间狭小又闭塞,自行车得在马路或人行道上行驶,险象环生的情况令人捏把冷汗。国外有团体提出利用红外线感应的概念,建构一套智能交通管制系统,这个构想是否值得实现呢?

世界各国的自行车数目有越来越多的趋势,提升单车族的行车安全慢慢成为目前的当务之急。美国纽约称得上是数一数二的大都会,不过还是有机会看见自行车在街上行驶。这些自行车虽然有秩序地骑在马路边缘,但是旁边尽是高速行驶的车辆,稍有闪失就可能酿成意外。

既然现代科技这么发达,是否能够利用科技来改善单车族的行车安全?如果能够在街道上设立某种智能系统,全天候监控车辆与行人的流量,结合移动设备即时回报附近的路况,一定有助于改善单车族的行车安全,行人与车辆也能因而受益。

听起来好像挺赞的,但是要付诸实行却有实务上的困难。目前的道路监视器主要是用来监控马路上的车辆,若要额外监控行人或单车族,势必得扩大监视器的监控范围,并导入人脸辨识系统之类的机制,还需要更精确的演算法。这么做铁定得花上不少功夫,又有侵害隐私的争议,要实现这个构想并非易事。

换个角度思考,如果改为采用较单纯的红外线影像,是否能够降低成本与争议呢?目前的红外线感应技术相当成熟,也没有无线射频辨识(RFID)那种泄漏个资的疑虑,似乎是一条值得尝试的途径。

 

交通管制智能化 红外线感应系统让行车更安全

▲ 单车得跟汽车争道,险象环生。

丹麦奥尔堡大学的莉凯·盖德(Rikke Gade)就开发出一套概念性质的红外线感应系统,效果十分理想。“红外线影像的捕捉并不会受到光线影响,入夜也可以正常捕捉红外线影像,就算全天候捕捉也不成问题。”盖德说。

盖德将红外线摄影机架设在繁忙的十字路口上方,为了增加感应范围,红外线摄影机架设在大楼的制高点。摄影机将持续捕捉红外线影像,同时利用电脑的演算法对影像加以分析。

“由于摄影机的影像分辨率偏低,有时甚至只有几个像素的大小,要分辨出正确的红外线影像并非易事。”盖德说,“我们的研究团队在这方面力有未逮,为了要分辨出该物体是行人、车辆、自行车,还是一只狗,就足以搞得人仰马翻。”

 

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▲ 利用红外线摄影机捕捉到的物件移动路径图。

红外线摄影机所捕捉的影像十分杂乱,必须根据地形几何空间加以校正,让影像里的每个像素都能对应到现实的座标位置,这部份得归功于哥本哈根大学的索伦·尼尔森(Søren Nielsen)的帮忙。“当你找出每个像素所对应的现实座标位置,就可以建立一个影像与座标位置的资料矩阵。”尼尔森说。

这些资料让研究人员得以看见行人或单车走进该区域,并追踪对方的移动轨迹。自行车应该趁现在穿越十字路口,还是等车流量降低再移动?眼前那群行人到底是单纯的徘徊,还是打算加紧脚步穿越马路?这些疑问都可以利用搜集到的资料加以回答。

 

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▲ 从影像中找出自行车,并记录其移动路径。

 

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▲ 红外线感应系统能够纾解繁忙的交通乱象吗?

“这套系统试着掌握十字路口的路况,尤其是车辆与自行车靠太近的情况。”盖德表示,“举例来说,汽车转弯转得太过突然,就可能迫近正好通过的自行车,一场车祸就有可能发生。我们的目标是找出车流与自行车流的动向,并在必要的时候发出警讯。”

上面这些内容不仅是理论,还是已经付诸实行的实务概念。许多先进国家也在进行类似的实验,比方说在室内体育场架设摄影机,用来监控球迷的动线,以免发生人踩人的意外;新西兰则是使用摄影机监控路口的车流量,并在必要的时候对交通进行控管,将车流疏导至流量较低的路线。

 

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▲ 辨识车辆并不困难,至于辨识行人与自行车就颇有难度。

假如红外线感应系统能够发挥预期的效果,就有机会改善都会的交通乱象,替单车族带来更多的安全。“电脑可利用演算法处理大量且复杂的即时交通资料,计算这个区域有多少行人与车辆,进而估算他们离去的可能路径。这套系统除了有助于改善交通环境,还可以顺便评估区域的经济结构,甚至是生活机能的完备程度。”盖德说。

盖德的说法听起来有点抽象,下面就用实例来说明:政府根据某个红外线摄影机的追踪资料,发现这个区域内的行人总是快步通过,很少在商店与公园停下脚步。政府就可以根据这份资料,在街道设立几张长椅,给民众一个休息的机会;或是干脆多种几棵树,给行人一个更舒适的步行环境。

就这样,政府可以随时调整该区域的机能结构,形成所谓的回馈循环(feedback loop)。如果调整移动带来正面效应,将有效提升该区域的生活机能;反之,若移动结果不尽理想,也可以立刻修正,不至于替市民带来麻烦。

 

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▲ 利用红外线摄影机调适交通号志的示意图。

既然红外线感应系统这么厉害,是否有机会取代传统的红绿灯呢?答案目前还不甚明朗,但是的确有人朝这方向努力。英国纽卡索大学就在纽卡索的市中心进行实验,在汽车挡风玻璃上安装感应设备,根据路况动态调整号志,若前面有交通事故,还可以回报给驾驶。如果行驶在路上的是救护车,号志会自动变成绿灯以利救护车通行。

“举例来说,当系统发现道路上的车辆速度偏慢,就会将这条路之后的 4 个号志变成绿灯。”纽卡索大学的教授,菲尔布莱丝(Phil Blythe)指出,“在交通打结或是车流量偏高的路段,其中的车辆有机会获得较高的优先权,让整体交通流量维持在标准以上。”

 

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▲ 红外线摄影机会侦测等红灯的人数,动态调整下一个绿灯的持续时间。

红外线感应系统只是众多类似构想的其中一个,短期目标是改善自行车环境,长期目标则是改善整体的交通环境,进而让传统都会蜕变为智能都会。如果红外线感应系统,或是任何概念类似的系统,能够替单车族带来更多的安全与便利,我们对此自然是乐观其成。希望台湾也能早日导入这类系统,对单车族甚至是行人都是一大福音。

 
  
  
  
  
 
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