“车看灯”变成“灯看车”人工智能红绿灯系统助力破解城市交通拥堵

红绿灯能否由“车看灯、人看灯”变成“灯看车、灯看人”？

日前，这一设想已在国家级车联网先导区——湖北省襄阳市实现。而背后的助力者，是一群来自浙江大学、麻省理工学院、哈佛大学等国内外知名高校的人工智能技术专家。

据公安部统计，2023年，我国机动车保有量达4.35亿辆，较5年前增加超过1亿辆。汽车保有量超过100万辆的城市，已达94个。

机动车数量飙升，对交通管理提出了更高要求。如何解决拥堵这一“城市病”，成为摆在管理者面前的共同问题。

人工智能，能否破解交通拥堵？又如何破解？

苏丽娟博士陪同交警介绍人工智能红绿灯。被访者供图

“车看灯”如何变成“灯看车”？

“哪边车多放哪边，有多少车放多长时间。”谈及人工智能红绿灯系统，襄阳市公安局交警支队支队长宋克敬日前在新闻发布会上说。

他介绍，在充分利旧的基础上，通过高清摄像机等传感器捕获实时交通状态，再采用实时感知和实时调度边缘人工智能计算，就可精准控制信号灯的放行顺序和时长。“将红绿灯由固定配时模式，也就是‘车看灯’，升级成‘灯看车’的随机应变模式。”

襄阳市政府新闻办的数据显示，截至2023年12月，襄阳市区已有456处信号控制机接入统一信控平台，并已完成239处路口智能信号灯升级。预计今年一季度将完成主城区路口的智能化升级。

“信控”如何实现“智能”？

2023年，人工智能红绿灯系统助力襄阳入围世界智慧城市大奖。而这一荣誉背后，离不开一群来自浙江大学、麻省理工学院、哈佛大学等国内外知名高校的数学、物理、计算机博士。

“一个城市是否畅通，关键在于信控是否智能化，也就是道路供给能否动态适应出行需求。”面对交通拥堵这一世界性难题，深圳市喜悦智慧数据有限公司联合创始人兼总经理、哈佛大学和浙江大学计算机博士苏丽娟说。

据介绍，2022年，喜悦集团首次提出“车联网+智慧交管”深度融合应用架构，并相继完成襄阳市主城区路口红绿灯的人工智能化改造。

在苏丽娟眼中，除了人工智能红绿灯这一技术创新，团队还提出了一套系统性解决方案——人工智能治堵降碳减事故四位一体解决方案。

“人工智能红绿灯，是在已建设备充分利旧的基础上，通过加装边缘人工智能芯片和秒级全智慧调度算法，在每个路口打造一个‘能掐会算’的机器人。它能24小时在路口眼观四路、耳听八方，根据实时车流、人流，精准指挥红绿灯放行顺序和时间。将红绿灯由‘车看灯、人看灯’固定配时方案下发模式，升级为‘灯看车、灯看人’的实时精准智能调度模式。”

苏丽娟认为，该系统的应用避免了无车空放、有车不放、行人空等这些不合理路权分配造成的资源浪费。此外，还可解决单车智能在混行的交叉口感知盲区、安全左转、标线标牌识别等问题，赋能智能网联和辅助驾驶产业。

“治标”如何走向“治本治根”？

除了襄阳，目前，喜悦人工智能红绿灯系统还在广州、深圳、天津、成都、武汉、石家庄、沧州、三亚、孝感等数十个城市大规模落地。

来自公安部的数据显示，2023年我国机动车保有量达4.35亿辆。此外，有关数据表示，交通拥堵带来的经济损失约占城市人均可支配收入的20%。虽然人工智能红绿灯的效果已显现，但苏丽娟认为还只是“人工智能治标”阶段。

谈及“人工智能治本”，她提及喜悦集团的第二项创新——生成式弹性公交。即通过“减量”最大化公交分担率，针对公交上下站点步行距离长、中间换乘次数多、时间成本高等痛点，提供“密站点、不换乘、快速响应、一人一座、一车一线路”的服务，提高公交分担率，减少私家车出行量，降低交通拥堵和碳排放。

而关于“人工智能治根”，她提到第三个核心创新——公民绿色碳积分。她说，“通过建立公民绿色碳积分和个人碳账户体系，以碳积分激励市民选择绿色出行和绿色消费行为。不同于互联网平台虚拟经济模式，其核心是物联网同城实体经济模式，以数字孪生技术和碳积分模式双创新，促进城市出行方式和消费模式转变。”

治堵、降碳、减事故能否一体解决？

记者注意到，今年全国两会期间，“人工智能+”被写入政府工作报告。部分代表委员认为，人工智能与各行业深度融合，有望重塑产业发展格局。其中，推动“人工智能+交通”的应用，将促进交通系统现代化升级。

据不完全统计，截至2023年底，我国各大城市交通路口约有120万个，其中红绿灯路口约40万个。第三方测评报告显示，人工智能红绿灯系统可将路口整体通行效率提高30%以上。其中，延误时间和停车次数可降低30%以上，绿灯空放率可降低85%以上，高峰期拥堵时间和拥堵程度可降低20%-25%。

“在拥堵缓行、怠速等灯、频繁启停时，还增加了燃油和电能消耗。”苏丽娟认为，人工智能红绿灯系统可减少汽车能源消耗、尾气污染碳排放。

苏丽娟还表示，行人和非机动车常因“红灯时间太长且该时段无车通过”而闯红灯，或因“绿灯时间太短”只能走一半。人工智能红绿灯系统，因充分兼顾路口机动车、非机动车和行人的实时需求和状态放行，可大幅降低路口行人和非机动车的交通事故发生率。

人工智能将红绿灯由“车看灯”升级为“灯看车”。被访者供图

交通拥堵如何不再成为世界难题？

“随着城市化进程加速，不少城市出现交通拥堵和环境污染。这种‘城市病’，不仅影响城市综合治理和居民生活质量，还制约了地区高质量发展。”苏丽娟坦言，交通拥堵其实是世界性问题。

据统计，全球各大城市交通路口超过1200万个，其中红绿灯路口超400万个。公开信息显示，截至2023年10月，科技巨头谷歌研发的人工智能红绿灯已在海法、里约热内卢、班加罗尔等12个城市的70个十字路口进行测试。

“科技改变世界，也是我们团队的梦想。”在苏丽娟眼中，想在路口真正实现人工智能级信控，需要实现机动车、非机动车和行人轨迹精准感知、毫秒级最优调度指令生成、实时边缘协议对接、相位相序时长自适应调度、点线面多路口协同调度、机非人安全效率协同调度、公交和特种车辆优先协同调度等核心功能。

据介绍，具备上述人工智能信控功能的红绿灯路口，喜悦集团已落地800余个，而海外不超过200个。目前，喜悦人工智能红绿灯系统在国内市场占有率已超过85%，在全球市场占有率超过80%。

谈及未来，苏丽娟希望团队在治堵、降碳、减少事故的基础上，朝着“出行领域全球技术和服务引领者”的目标努力，让更多老百姓享受喜悦出行和喜悦生活。