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羅克韋爾/Allen Bradley
當(dāng)前，世界正經(jīng)歷著史詩般的人口激增，城市是人口過剩的超大型城市，而大都市區(qū)則經(jīng)歷了人類歷史上大的城市增長熱潮。
當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，世界上有50%的人口居住在城市中。保守的估計(jì)是，到2050年，這一比例將上升至70%。隨著人口過多，越來越多的人涌入城市地區(qū)，目前城市面臨的幾乎所有困難都將加劇。
2050年似乎還有很長的路要走，但是城市人口過剩的影響已經(jīng)對世界許多城市的日常生活產(chǎn)生了相當(dāng)大的影響。例如，瑞典斯德哥爾摩就是一個很好的例子。移徙為瑞典首都帶來了頂尖人才，而人口激增也是該市許多困境的主要原因。
斯德哥爾摩目前的人口為96.7萬，過去10年中有323000居民遷入該市。實(shí)際上，人口增長相當(dāng)于整個馬爾默市(瑞典第三大城市)。
作為歐洲發(fā)展非常快的地區(qū)之一，斯德哥爾摩大都市區(qū)面臨著快速的城市化進(jìn)程，隨之而來的問題也在迅速增加。根據(jù)斯德哥爾摩商會發(fā)布的KTH皇家技術(shù)學(xué)院的報(bào)告，該市面臨的一些大的挑戰(zhàn)包括住房短缺，房地產(chǎn)價(jià)格急劇上漲以及公共交通基礎(chǔ)設(shè)施不堪重負(fù)。該報(bào)告還強(qiáng)調(diào)了從鄰近城市到城市上下班的工人人數(shù)的上升。由于負(fù)擔(dān)不起的住房和公共交通不堪重負(fù)，正是城市的道路開始為此付出代價(jià)。
觀察人口增長時(shí)經(jīng)常被忽略的一個問題是城市道路上的通行費(fèi)。繁忙的城市帶來了更多的交通流量，而增加的交通流量則對該地區(qū)的道路網(wǎng)絡(luò)造成了更大的破壞。道路坑洞發(fā)展得更快，小裂縫迅速發(fā)展成更大的裂縫，每次修補(bǔ)都會加劇城市的擁堵狀況。
盡管斯德哥爾摩是一個相對較小的首都，但它擁有3500多公里的市政道路。估計(jì)表明，道路網(wǎng)絡(luò)每年需要進(jìn)行5000至8000次的維修。目前，市民通過該城市的Tyck應(yīng)用程序或通過熱線電話報(bào)告了道路損壞的部分。當(dāng)報(bào)告損壞時(shí)，每個站點(diǎn)都需要手動檢查。目前，斯德哥爾摩有12名專職的道路檢查員，顯然不足以單獨(dú)調(diào)查每個報(bào)告的問題。
雖然可以在大約30分鐘內(nèi)修復(fù)一個坑洼，但從物理上定位問題可能很耗時(shí)?？佣粗皇菃栴}的一小部分。損壞、遮蓋或過時(shí)的街道標(biāo)牌也是昂貴的費(fèi)用。據(jù)估計(jì)，整個大都市地區(qū)有3到500萬個交通標(biāo)志，但是缺乏數(shù)據(jù)突顯了維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施的困難。
由于人工檢查的局限性和交通標(biāo)志的龐大數(shù)量，可能需要長達(dá)10年的時(shí)間才能發(fā)現(xiàn)損壞的或無法讀取的標(biāo)志。其中包括市民的舉報(bào)，但每年平均有8000個關(guān)于道路標(biāo)牌的公民舉報(bào)，斯德哥爾摩市還不足以清楚地了解其道路標(biāo)牌基礎(chǔ)設(shè)施的狀況。
物理描述經(jīng)常不準(zhǔn)確，GPS標(biāo)簽可能不正確。即使成功找到并修復(fù)了坑洼或路牌，它也只能呈現(xiàn)出城市道路損壞的一小幅快照，因?yàn)橹挥猩贁?shù)相關(guān)的市民在使用該應(yīng)用，而手動檢查3500公里的道路實(shí)在不切實(shí)際。但是一家公司提出了一種新穎的手段來追蹤斯德哥爾摩街道的健康狀況。
斯德哥爾摩的智能手機(jī)在保持街道健康中的作用
Univrses是一家瑞典3D計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)公司，一直與斯德哥爾摩市合作解決其道路維護(hù)挑戰(zhàn)。它成立于2015年，起初創(chuàng)建用于AR和VR平臺的耳機(jī)跟蹤技術(shù)?，F(xiàn)在，它與沃爾沃擁有的Zenseact等自動駕駛公司以及ABB等移動機(jī)器人技術(shù)緊密合作。Univrses與這些工業(yè)公司合作，開發(fā)了專業(yè)的感知技術(shù)，使車輛能夠了解它們在空間中的位置，車輛周圍世界的3D結(jié)構(gòu)，甚至是該3D結(jié)構(gòu)的確切性質(zhì)。
但是該公司很快意識到其技術(shù)具有比僅在自動駕駛汽車領(lǐng)域更廣泛的用例。Univrses首席執(zhí)行官喬納森·塞爾比(Jonathan Selbie)說，法國跨國運(yùn)輸公司Keolis的一份報(bào)告激起了它的興趣，該報(bào)告發(fā)現(xiàn)交通擁擠和通行不暢的道路使城市損失了巨額資金。他說：“與自動駕駛合作已經(jīng)使我們處于正確的領(lǐng)域，可以了解城市基礎(chǔ)設(shè)施并搜索對更多數(shù)據(jù)的需求大的領(lǐng)域。”
斯德哥爾摩就是這樣一個城市，城市化進(jìn)程迅速，在其數(shù)據(jù)集中留下了空白。Univrses的業(yè)務(wù)分析師Geertje de Lange強(qiáng)調(diào)了一個典型的例子：“隨著城市的發(fā)展，城市規(guī)劃人員對他們的資產(chǎn)有了更多的了解。大多數(shù)城市都不知道他們的交通標(biāo)志或路燈在哪里。”
由于大多數(shù)道路檢查和庫存盤點(diǎn)是手動執(zhí)行的，因此這些耗時(shí)的可視作業(yè)現(xiàn)在可以由智能攝像機(jī)執(zhí)行。由于智能技術(shù)的出現(xiàn)，依靠定制的硬件、軟件或勞動密集型操作的這種操作的成本不再昂貴。
Selbie解釋說：“收集數(shù)據(jù)不是一個新主意，而是我們收集數(shù)據(jù)的方式，這使Univrses與眾不同。”“大多數(shù)城市都有數(shù)據(jù)，但可能僅每年收集一次。他們可以使用掃描車(類似于Google的街景車)或通過航拍來做到這一點(diǎn)。他們可以收集這些數(shù)據(jù)，但獲取起來很昂貴。這也是一次性的工作，并且不是新的，無法發(fā)現(xiàn)新趨勢。我們的方式并不想取代它，它想通過允許城市訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來對其進(jìn)行補(bǔ)充。”
為此，Univrses依靠智能手機(jī)技術(shù)。借助預(yù)裝的應(yīng)用程序和面向前方的支架，他們的3DAI™City程序可以從任何汽車中掃描和繪制城市街道，實(shí)時(shí)傳輸和處理數(shù)據(jù)。該應(yīng)用程序可以識別人眼可以看到的任何內(nèi)容，并立即分析該信息。
鑒于斯德哥爾摩市擁有從垃圾車到維修車的大約700輛車的車隊(duì)，因此它是一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，易于部署并捕獲寶貴的數(shù)據(jù)。
“停車占用率是一項(xiàng)可以通過我們的系統(tǒng)更好地監(jiān)控的指標(biāo)，”de Lange解釋道。停車每小時(shí)都會發(fā)生變化，夜間和白天的使用情況之間存在顯著差異。
目前，該市每年僅使用昂貴的咨詢公司來測量停車位兩次，即使如此，由于資源有限，它們只能覆蓋市區(qū)內(nèi)40%的街道，并且每天只能覆蓋一次。即使進(jìn)行了全面的研究，也可以清楚地看到該城市無法獲得有關(guān)實(shí)際居住情況的準(zhǔn)確信息。”
借助Univrses的3DAITM感應(yīng)功能，城市可以使用現(xiàn)有資源來幫助更詳細(xì)地描繪城市的街道狀況，從而測量從道路損壞到交通擁堵、路燈的位置到路標(biāo)狀態(tài)的所有內(nèi)容。
稱贊成功
車隊(duì)車輛是數(shù)據(jù)收集的理想之選，道路擁擠，路面平整的好處超出了市政廳的范圍。斯德哥爾摩出租車公司是一家已注冊使用Univrses技術(shù)來幫助簡化其運(yùn)營、提高收入和減少碳足跡的公司。斯德哥爾摩的出租車每天有多達(dá)1600輛汽車在運(yùn)營，每天可進(jìn)行22000次旅行，是理想的數(shù)據(jù)收集資產(chǎn)。
3DAI™City平臺可以掃描道路工程和擁堵狀況，以幫助出租車司機(jī)為客戶提供快速、高效的服務(wù)。該技術(shù)還可以掃描自發(fā)的人群，并將空的出租車引導(dǎo)至較佳地點(diǎn)以收取車費(fèi)。結(jié)果是實(shí)用而高效的出行服務(wù)，使斯德哥爾摩始終處于前進(jìn)狀態(tài)。可持續(xù)發(fā)展也是斯德哥爾摩出租車的商業(yè)模式的核心，該公司致力于減少排放并減少化石燃料的使用。通過使用3DAI™City，可以減少旅行時(shí)間，從而減少過程中的排放。
“出租車Taxi Stockholm希望利用先進(jìn)技術(shù)的力量為我們的客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，同時(shí)滿足城市的需求，”Taxi Stockholm CSO Andrej Smailagic解釋說。“3DAI™City為我們提供了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)所需的見識?；谠缙诘挠∠?，我們相信3DAI™City可以幫助我們成為歐洲及其他地區(qū)高效的出租車公司。”
3DAI™City的使用范圍也已超出斯德哥爾摩的城市范圍。新技術(shù)的另一個早期采用者是瑞典的運(yùn)輸協(xié)會，稱為Trafikverket。它負(fù)責(zé)整個國家的所有運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施，努力在某些很具挑戰(zhàn)性的條件下運(yùn)營和維護(hù)瑞典的道路。
Trafikverket專注于可持續(xù)基礎(chǔ)設(shè)施，與Univrses合作部署3DAI™City技術(shù)，以降低運(yùn)營成本，防止交通中斷并降低其總體環(huán)境影響。計(jì)算機(jī)視覺軟件使用復(fù)雜的算法捕獲數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行處理，這些算法可以評估道路質(zhì)量或損壞，突出顯示臨時(shí)道路的位置或指出不再可讀的交通標(biāo)志。
有意義的數(shù)據(jù)被提取，處理并提供給運(yùn)輸管理部門。有了對國家道路狀況的清晰了解，決策者就有可能快速部署資源并簡化維護(hù)程序，從而將對道路使用者的干擾降低。這在該國遙遠(yuǎn)的北部特別重要，因?yàn)榈缆肥侵匾膭用}路線，如果由于道路損壞，惡劣天氣或其他原因而關(guān)閉，則幾乎沒有其他選擇。
將來，Trafikverket正在探索如何擴(kuò)展3DAI™City的使用。這包括使用系統(tǒng)的交通密度和路邊行人計(jì)數(shù)功能，以更深入地了解國家道路基礎(chǔ)設(shè)施可能面臨的當(dāng)前和未來問題。
優(yōu)先考慮隱私
盡管斯德哥爾摩和全國各地都積極采用了該技術(shù)，但任何形式的大規(guī)模監(jiān)視都會引發(fā)隱私問題。當(dāng)然，Univrses的所有技術(shù)都符合GDPR，雖然聽起來公司在不斷拍攝城市街道，但事實(shí)并非如此。
“我們不是在拍攝建筑環(huán)境，而是使用相機(jī)檢測預(yù)定物體。我們的算法“在邊緣”智能手機(jī)上運(yùn)行，并且經(jīng)過訓(xùn)練可以查找特定的事物，而不是所有事物。”de Lange解釋說。“作為服務(wù)的一部分，我們確實(shí)會捕獲圖像，但是一旦捕獲到數(shù)據(jù)并將其上傳到云中，就必須首先通過匿名化管道來自動模糊面部和車牌。沒有人可以訪問這些數(shù)據(jù)-在我們甚至對其進(jìn)行分析之前，都會對其進(jìn)行匿名處理。”
與可以連續(xù)監(jiān)視一個地點(diǎn)的靜態(tài)攝像機(jī)不同，Univrses的攝像機(jī)可以持續(xù)移動，并且操作員還可以通過觸摸按鈕來打開和關(guān)閉它。在這方面，從法律的角度來看，3DAI™City與侵入式靜態(tài)攝像機(jī)不同，被歸類為行車記錄儀，并且通過多次隱私評估對任何隱私問題進(jìn)行了探討。
“ 3DAI™City已得到許多不同組織的認(rèn)可。其中包括Vinnova(公共實(shí)體，也稱為瑞典創(chuàng)新局)、斯德哥爾摩市、瑞典交通管理局和赫爾辛堡市。我們目前也正與斯德哥爾摩市進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)隱私影響評估。”Selbie補(bǔ)充說。
“我們的3DAI™城市服務(wù)僅收集有關(guān)特定對象的數(shù)據(jù)，而不收集個人數(shù)據(jù)。這就是為什么我們熱衷于與城市和政府部門合作，并使我們的目標(biāo)與政府目標(biāo)保持一致的原因。我們不在乎正在發(fā)生的事情，我們正在使用計(jì)算機(jī)視覺、深度學(xué)習(xí)和已經(jīng)存在的車輛，通過減少擁堵，提高機(jī)動性和節(jié)省成本的方式來感知這座城市。”
釋放計(jì)算機(jī)視覺的潛力
盡管道路基礎(chǔ)設(shè)施可能不是智慧城市發(fā)展中十分性感的方面之一，但研究表明，維護(hù)不僅是在斯德哥爾摩，而且是一項(xiàng)非常昂貴的工作。例如，2016年，美國汽車協(xié)會表示，坑洼每年給美國司機(jī)造成30億美元的損失。在荷蘭，道路工程每年造成超過200萬小時(shí)的交通延誤，而每輛車每堵車每小時(shí)，便要向政府和納稅人支付10.58歐元。倫敦是世界上十分擁擠的城市之一，倫敦也有類似的故事。英國首都的道路工程導(dǎo)致交通擁堵，每年給經(jīng)濟(jì)造成的損失高達(dá)40億英鎊。
控制城市街道是一項(xiàng)值得努力的工作，但是技術(shù)的本質(zhì)意味著3DAI™City的計(jì)算機(jī)視覺除計(jì)數(shù)坑洞之外，還有其他實(shí)際應(yīng)用。將來，該公司計(jì)劃集成更多功能，以更好地為市政府和市民服務(wù)，例如提供有關(guān)人群數(shù)量，停車位以及甚至更多不尋常途徑的詳細(xì)數(shù)據(jù)，例如出于保險(xiǎn)或安全目的計(jì)算窗戶數(shù)量。
Univrses的最終目標(biāo)是提高效率：更有效地利用資源、更好地利用納稅人的錢以及使城市成為更舒適、便捷的居住地。斯德哥爾摩所面臨的挑戰(zhàn)并不是斯德哥爾摩所特有的，但是在使用瑞典首都作為測試平臺之后，Univrses很快就會在世界上其他擁擠的城市擴(kuò)展并實(shí)施他們的智能解決方案。
“我們不是道路監(jiān)控公司。我們的工作是找出對數(shù)據(jù)有明確需求的地方，以及如何以經(jīng)濟(jì)高效且可擴(kuò)展的方式來生產(chǎn)數(shù)據(jù)。”Selbie說。
(原標(biāo)題：案例|智能科技如何讓城市運(yùn)行更順暢)
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