بهره وری و بهبود زمان انتظار در تقاطع های اصلی با تشخیص تصویر عابران پیاده و وسایل نقلیه به کمک هوش مصنوعی به صورت خودکار
ماندن پشت چراغ قرمز در خیابانی خالی، سناریویی آشنا برای افرادی است که شب ها رانندگی می کنند. این پدیده هنگامی رخ می دهد که چراغ های راهنمایی برای ساعات اوج ترافیک در روز تنظیم شده باشند تا شلوغی شهر را مدیریت کنند. شمارش معکوس طولانی مدت چراغ های راهنمایی جهت عبور عابران پیاده در زمان کافی می باشند. چنین تمهیداتی در طول روز ضروری است، اما هنگامی که تعداد کمتری از عابران پیاده و وسایل نقلیه از خیابان ها عبور می کنند، زمان چراغ های راهنمایی طولانی است. به دلیل وجود تایمرهای ثابت، زمان چراغ های راهنمایی برای تردد در طول روز تنظیم شده است، رانندگان ممکن است در جاده های اصلی برای مدت طولانی منتظر بمانند.
برای جلوگیری از این پدیده و افزایش کارآیی در عبور و مرور، شهر تایپه در سال 2019 یک سیستم کنترل چراغ راهنمایی هوشمند را به کار برده است. این سیستم که توسط THI Consultants Inc پیاده سازی شده است، دوربین های خیابان را با کامپیوتر های صنعتی لایه دسترسی شبکه مجهز به هوش مصنوعی Advantech’s MIC-720 (ادونتک) و الگوریتم های پیشرفته هوش مصنوعی ادغام می کند. این سیستم تنظیمات چراغ های راهنمایی را بر اساس ترافیک واقعی تعیین می کند تا مشکلات مربوط به کارایی را برطرف نماید.
دوربین های مدار بسته، مجهز به هوش مصنوعی تشخیص تصویر هستند که اطلاعات مربوط به وضعیت خودروها و عابران پیاده را جمع آوری می کنند. این سیستم تصاویر را بدون وقفه در کامپیوتر صنعتی مدل MIC-720 بارگذاری می کند. در مرحله بعد، MIC-720 عملیات تشخیص تصویر با استفاده از هوش مصنوعی را انجام می دهد و موقعیت افراد و اتومبیل ها را محاسبه می کند. در صورت لزوم، این سیستم می تواند زمان چراغ سبز را طولانی کرده و به صورت خودکار و بر اساس عبور و مرور، به صورت آنلاین چراغ های راهنمایی را زمانبندی و فعال کند.
سه دلیل برای تنظیم چراغ راهنما وجود دارد:
- هنگامی که چراغ های جاده سبز رنگ هستند و عابران پیاده یا وسایل نقلیه در تقاطع ها منتظر هستند، تایمر بر روی حداقل مقدار خود تنظیم می شود.
- وقتی چراغ های جاده سبز هستند و تردد در آن وجود دارد، زمان چراغ سبز تمدید می شود.
- هنگامی که تردد در جاده های فرعی وجود ندارد، چراغ سبز آنها غیرفعال می شود تا اثربخشی و کارایی در جاده های اصلی را به حداکثر برسانند.
به منظور اطمینان از دقت الگوریتم های تشخیص تصویر با استفاده از هوش مصنوعی، برچسب های تصاویر و ظرفیت تشخیص آن ها تنظیم شده است. این تنظیم که در مراحل اولیه روند توسعه سیستم انجام شده، الگوریتم های یادگیری و ساخت مدل سازگار با سناریوهای متضاد و تقابل بالا که در شب یا روزهای آفتابی یافت می شوند را به همراه دارد.
درآمد 1.83 میلیون دلارِ تایوان از کنترل سیگنال های چراغ راهنمایی با استفاده از هوش مصنوعی
این سیستم کنترل سیگنال ترافیک هوشمند می تواند چراغ های راهنمایی را با توجه به جریان ترافیک تغییر دهد، به ترافیک در جاده های فرعی زمان کافی برای عبور می دهد و در عین حال زمان چراغ سبز جاده پرتردد را افزایش می دهد. در مجموع این امر باعث افزایش جریان حرکت خودروها در جاده های پرتردد در طول روز می شود، در حالی که زمان انتظار پشت چراغ قرمزها در شب کاهش می یابد.
تجزیه و تحلیل آماری پس از پیاده سازی سیستم کنترل سیگنال ترافیک هوشمند نشان دهنده بهبود چشمگیر زمان انتظار است. متوسط زمان انتظار برای خودرو در بازه های زمانی مختلف 15 الی 78 درصد کاهش یافته است. زمان انتظار در شب با چراغ قرمز در جاده های پرتردد 35 درصد و زمان چراغ سبز در این جاده ها 7 الی 79 درصد افزایش یافته است. در مجموع، عبور و مرور با کارآمدی بالاتر اجرا شده است.
کاهش زمان انتظار در پشت چراغ قرمز با کاهش زمان توقف خودرو در پشت چراغ و مصرف سوخت خودرو مطابقت دارد. این سیستم هنگامی که با نگاه به داده های صرفه جویی در انرژی و کاهش کربن دیده شود، انتشار دی اکسید کربن را سالانه حدود 23 تن کاهش می دهد و سالانه 1.83 میلیون دلار تایوان سود اقتصادی به همراه دارد.
سیستم هوش مصنوعی لایه دسترسی شبکه ادونتک (Advantech) نقش کلیدی را ایفا می کند
به دلیل تأخیر در انتقال داده ها، سیستم های کنترل سیگنال هوشمند از یک ساختار محاسباتی پردازش در لایه دسترسی شبکه استفاده می کنند که سخت افزار در آن نقش مهمی دارد. این سخت افزار باید دارای سه معیار باشد: اول اینکه باید عملکرد بالایی را برای رمزگشایی از تصاویر ویدئویی و پردازش تصویر ارائه دهد. دوم، از آنجا که موفقیت تشخیص تصویر به راحتی تحت تأثیر تغییرات محیطی قرار می گیرد، این سخت افزار باید از قدرت پردازش کافی برای تسهیل یادگیری عمیق و آنالیز برخوردار باشد. در نهایت، سخت افزار دستگاه استفاده شده باید بتواند شرایط محیطی سخت خیابان ها مانند درجه حرارت بالا، بارندگی و رطوبت را تحمل کند.
کامپیوتر صنعتی مدل MIC-720AI شرکت ادونتک مجهز به پردازنده گرافیکی NVIDIA® Jetson ™ Tegra X2 است. این راهکار از طراحی زیبا و بدون فن، دارای ماژول های تشخیص تصویر داخلی است و از مدل ها و فرآیندهای یادگیری دقیق، پشتیبانی می کند. طیف وسیع دمای کارکرد، آن را برای کاربردهای فضای باز که به محاسبه هوش مصنوعی و پردازش تصویر در لایه دسترسی شبکه نیاز دارند ایده آل می کند. با یکپارچه سازی سیستم کنترل سیگنال معرفی شده، کامپیوتر صنعتی MIC-720AI را می توان به یک راهکار هوش مصنوعی ارتقا داد.
ادونتک راهکارهای خاص و خدمات پس از فروش عالی را ارائه می دهد. منابع الکتریکی در فضای باز و شرایط محیطی از پایداری کمتری نسبت به مواردی که در مراکز سرپوشیده یافت می شود، برخوردار است و باعث قطع مکرر برق می شود. در صورت قطعی برق، سیستم های کنترل سیگنال هوشمند از کار می افتند و از مهندسان آن خواسته می شود بار دیگر در محل به فعالسازی سیستم کنترل سیگنال بپردازند. برای مقابله با این مشکل، ادونتک از بردهای مداری مخصوص استفاده می کند که پس از بازگشت برق به طور خودکار دستگاه ها را دوباره فعال می کند و در وقت مهندسین صرفه جویی می شود.
معاون مدیر کل شرکت THI پیش بینی می کند که ادونتک، به عنوان یک تولید کننده بزرگ کامپیوتر صنعتی، به شرکت آنها در توسعه بازارهای جهانی آینده کمک می کند. در سال های اخیر Advantech منابع قابل توجهی را برای توسعه تجهیزات محاسبات پیشرفته در لایه دسترسی شبکه سرمایه گذاری کرده است. تجربه شرکت THI در ادغام سیستم های ترافیک هوشمند، آن را به یک شریک ایده آل در ایجاد راهکارهای کاربردی محاسبات در لایه دسترسی شبکه تبدیل می کند.
ویژگی های کلیدی
- کاهش متوسط زمان انتظار 15 الی 78 درصدی ترافیک با میانگین کارآیی بالاتر
- کاهش زمان توقف و مصرف سوخت خودرو با سود اقتصادی سالانه در حدود 1.83 میلیون دلار تایوان
- کامپیوتر صنعتی MIC-720AI ادونتک، علاوه بر عملکرد قدرتمند، مقاوم جهت کارکرد در شرایط سخت محیطی مانند درجه حرارت بالا، بارندگی و رطوبت در خیابان ها می باشد.
- راهکار شرکت ادونتک نیاز های خاص مشتریان را برآورده می کند و خدمات پس از فروش عالی را برای صرفه جویی در وقت آنها ارائه می دهد.
