Городская мобильность и будущее умного транспорта

Города решают проблему пробок и повышают мобильность с технологиями Интернета вещей для умного города.

Выводы о городской мобильности

  • Рост населения, увеличение количества автомобилей, старение и физические ограничения городской инфраструктуры влияют на продуктивность, общественную безопасность и здоровье людей, создавая проблему для городских властей.

  • Современные городские власти используют технологии умного города для оптимизации транспортных потоков и общественной безопасности на существующих дорогах и сбора аналитических данных для планирования транспорта и улучшения инфраструктуры.

  • Интеллектуальные транспортные системы, открытые инфраструктуры данных и приложения с поддержкой ИИ преобразуют передвижение по городу в доступное по требованию решение MaaS (мобильность как услуга), помогающее снизить уровень пробок и повысить мобильность.

BUILT IN - ARTICLE INTRO SECOND COMPONENT

Технологии умного города и интеллектуальные транспортные системы помогают городам справиться с ростом населения, бороться с пробками и создавать устойчивое будущее.

Что такое городская мобильность?

Городская мобильность — это то, как люди и товары перемещаются по городу. Это может казаться простым, но если мы будем учитывать все факторы, в том числе инфраструктурные, технологические, политические и культурные, мы увидим, что городская навигация — это сложная тема с давней историей и будущим, которое будет построено на основе передовых технологий.

Вызовы городской мобильности

Главные вызовы в области передвижения по городу существуют с тех пор, как люди начали жить в городах. Как обеспечить баланс между пробками, удобством передвижения и загрязнением?

Транспортные инновации, постоянный рост городского населения и способность городских властей решать задачи при ограниченных ресурсах имеют давнюю историю. Однако сегодня города сталкиваются с беспрецедентным давлением.

Рост городского населения будет продолжаться, и нагрузка на системы городской мобильности будет расти:

  • 4,6 млрд жителей крупных городов к 2025 г. 1
  • 41 мегагород к 2030 г.2
  • 67,1 триллиона пассажиро-километров в общественном транспорте к 2050 г.2

Загруженность
Затраты времени в пробках создают стресс для отдельно взятых участников движения и снижают общую продуктивность городов мира. Согласно оценке 2019 Global Traffic Scorecard компании INRIX3, средние затраты времени каждого водителя США в пробках в 2019 году составили 99 часов, и это эквивалентно потере продуктивности, оцениваемой в 88 миллиардов долларов США.

Общественная безопасность
Перегруженные дороги — это не только трата времени. Каждый год в ДТП в мире погибает 1,35 миллиона человек, а еще 20-50 миллионов человек получают травмы. Более половина смертей и травм происходит в ДТП с участием пешеходов, велосипедистов и мотоциклистов с их пассажирами.

Общественное здоровье
При движении в пробках увеличивается объем микроскопических частиц в выхлопных газах4. По данным ВОЗ, частицы выхлопных газов «могут глубоко проникать в легкие и попадать в кровеносную систему, вызывая сердечно-сосудистые, цереброваскулярные и респираторные заболевания»5.

Воздействие на окружающую среду
Власти всех городов обеспокоены вопросом защиты окружающей среды, и транспорт является здесь важным фактором.

Примерно 22 процента выбросов углекислого газа (CO2) в мире связаны с транспортным сектором6, и этот процент будет расти по мере роста городов и приобретения гражданами новых автомобилей на топливе, выделяющем углекислый газ.

Например, ожидается, что без существенных инвестиций в общественный транспорт и технологии умных дорог уровень выбросов CO2 в Индии вырастет с 70 мегатонн в 2015 году до 540 мегатонн к 2050 году7.

Решение задач городской мобильности с технологиями умного города

Города повышают мобильность, экономят энергию и снижают загрязнение за счет технологий Интернета вещей для умного города.

Умные города получают данные из всех доступных источников, включая светофоры, камеры и датчики в общественном транспорте, а затем анализируют эти данные с помощью ИИ и размещают их в открытых пулах. Это позволяет постоянно быть в курсе условий и использовать эту информацию для управления транспортом, планирования маршрутов, общественной безопасности и реагирования на экстренные ситуации.

Технологии умного города встраиваются в городскую инфраструктуру

  • Умное покрытие может отслеживать состояние погоды, дорожные условия и даже уровень износа дороги и передавать эту информацию водителям и дорожным службам.
  • Умные парковки могут сообщать водителям о наличии свободных мест, помогая сэкономить время поиска места, где можно оставить автомобиль.
  • Умные светофоры могут реагировать на условия движения и автоматически перенастраиваться для снижения уровня пробок.
  • Умные столбы освещения с камерами, микрофонами и датчиками могут приглушать свет, когда вокруг никого нет, а также собирать аналитические данные по дорожному движению, общественной безопасности и качеству воздуха.
  • Умные камеры могут наблюдать за транспортом и общественной безопасностью. При возникновении проблем они автоматически оповещают транспортные системы.
  • Умные перекрестки могут оптимизировать движение автомобилей и пешеходов, выявлять риски и предупреждать о неминуемых происшествиях, что поможет снизить число аварий и травм.
  • Умные системы оплаты могут оценивать размер оплаты свободно движущегося транспорта, поддерживают специальные цены в случае пробок или оплату за расстояние, а также могут списывать оплату в электронной форме.
  • Умный общественный транспорт может подсчитывать пассажиров, отслеживать свое местоположение и автоматически передавать информацию о своем состоянии.
  • Умные автопарки, включая полицейские автомобили, пожарные автомобили, грузовики служб доставки, такси и поезда, могут передавать информацию о своем расположении, наблюдать за водителями и отслеживать двигатели, тормоза и колеса на предмет износа и повреждений.

Умные транспортные системы могут помочь сэкономить до 60 часов в год на каждого человека4.

Этот комплекс интеллектуальных датчиков, микрофонов и камер обеспечивает работу модели, показывающей, что происходит на улицах, магистралях и рельсовых путях города практически в реальном времени. Благодаря ИИ эта информация может помочь перейти с пассивных систем управления транспортом на активные интеллектуальные транспортные системы.

Эти системы могут прогнозировать пробки, автоматически перенаправлять транспорт, перенастраивать светофоры и применять динамическую оплату для контроля движения в городе. Всего три умных перекрестка в столице Таиланда Бангкоке экономят людям более 51000 часов и снижают задержки движения на 24,5 процента8.

Будущее городской мобильности

Сейчас появляются и внедряются новые технологии, которые кардинально изменят движение людей и товаров по городам. Совершенствование интеллектуальных систем автомобилей, автономных систем и коммуникации между автомобилями поможет повысить безопасность, улучшить транспортные потоки и снизить уровень выбросов.

Связь между транспортными средствами и упорядочивание движения транспорта
Коммуникационные технологии превратят существующие «глупые» автомобили в умных активных участников интеллектуальной транспортной системы города.

Связь между отдельными умными автомобилями и между умными автомобилями и центральными системами управления транспортом помогут обеспечить интеллектуальное управление транспортным потоком как единым целым, обеспечивая единую скорость потока и заданное расстояние между транспортными средствами. Это позволит существенно повысить пропускную способность, сократить расход топлива, уменьшить число ДТП и снизить уровень загрязнения.

Немецкие исследователи организовали экспериментальный двухкилометровый участок на автобане, который взаимодействует с транспортными средствами и организует движение. Он использует перекрывающие друг друга датчики радаров для моделирования движения практически в реальном времени. Система передает эту информацию проезжающим автомобилям, сообщая им, когда можно безопасно перестроиться, когда снизить скорость, а когда нужно избегать критических ситуаций8.

Более умные и гибкие системы общественного транспорта
Автобусы и рельсовый транспорт останутся фундаментальными элементами городской мобильности. Поэтапная модернизация технологий с использованием открытых программных платформ на стандартной аппаратной архитектуре x86 может помочь создать умные системы видеонаблюдения, контроля транспортных средств и профилактического техобслуживания на основе ИИ.

Эти платформы также повысят удобство для водителей и пассажиров за счет поддержки Wi-Fi, встроенных развлекательных систем и интерактивных информационных дисплеев.

Мобильность как услуга (MaaS)
Чтобы перемещаться по городу на собственном автомобиле, каршеринге или общественном транспорте требуется планирование и время. Умные города с интеллектуальными транспортными системами и открытыми платформами данных превращают мобильность из работы в услугу.

Пользователи могут использовать множество разных приложений, таких как Moovit, для планирования маршрутов и перемещения с учетом расписания общественного транспорта. По мере развития умных городов и увеличения количества автономных подключенных транспортных средств приложения MaaS смогут встраивать все доступные виды транспорта в единый маршрут. Пользователи смогут экономить время, а система будет оптимизировать транспортные потоки, энергоэффективность и использование транспорта в городе.

Требования к технологии городской мобильности

Для достижения высочайшего уровня интеллектуального транспорта и умной энергоэффективной городской мобильности требуется множество технологий. К счастью, модернизация городов — это не задача типа «все или ничего». Многие технологии уже используются, другим нужна постепенная модернизация. Самые большие вызовы, связанные с конфиденциальностью, безопасностью данных и принадлежностью данных, лежат на стыке сферы технологий и государственной политики.

Ключевые технологии для совершенствования городской мобильности

Встраиваемые устройства и системы для умного города
Города уже собирают большие объемы данных через установленные системы, такие как камеры на дорогах и в общественных местах. Поэтапная модернизация может превратить их в интеллектуальные узлы инфраструктуры умного города.

ИИ повсюду
Для функционирования практически в реальном времени интеллектуальным транспортным системам нужно мгновенно получать аналитические данные. Для этого требуется выполнять задачи ИИ на периферии, на умных устройствах или на близлежащих устройствах ИИ.

Более быстрая и надежная связь
Технология 5G должна ускорить передачу данных в сотовых сетях и повысить стабильность. Программное обеспечение может помочь в координации и управлении периферийными сервисами для достижения еще более высокой производительности.

Открытые интегрированные пулы данных
Данные умных городов и интеллектуального транспорта стоят немногого, если они недоступны гражданам, службам экстренного реагирования и бизнесу. Обработка, очистка, агрегирование и предоставление доступа к этим данным через единый общий пул очень важны для повышения мобильности и снижения уровня пробок и загрязнения.

Аппаратная защита данных
По мере распространения и взаимного соединения интеллектуальных систем перед городскими властями встают задачи по защите тысяч устройств, а также публичных и частных данных, перемещаемых в системе. Аппаратные протоколы безопасности укрепляют системы и помогают защитить данные.

Политики и стандарты городской мобильности

Публичные политики и отраслевые стандарты очень важны для развития технологий умного города для городской мобильности и для развертывания технологий интернета вещей, делающих их возможными. Публичная политика устанавливает цели и определяет правила для государственных учреждений, граждан и компаний, воплощающих идею трансформации города в умное мобильное сообщество.

  • Открытые стандарты позволяют любому смартфону, автомобилю, дорожной камере или умному датчику дорожного покрытия подключаться к системам умного города и взаимодействовать с ними.
  • Открытые платформы обеспечат всем ответственным лицам доступ к данным, которые нужным им для их работы.
  • Открытые процессы с участием всех заинтересованных сторон помогут привлечь людей и стимулировать воплощение технологической концепции умного города.

Эталонные проекты Intel® для городской мобильности

Автомобильные компьютеры, дорожные датчики, ИИ и интеллектуальные камеры — это лишь некоторые из технологий, позволяющих создавать интеллектуальные транспортные системы. Корпорация Intel вместе со своими партнерами разработала множество аппаратных и программных технологий для городской мобильности и умных городов. Мы предлагаем проверенные эталонные проекты и примеры внедрения, которые могут стать фундаментом современного умного города.

Образец дизайна придорожного блока
Наш эталонный проект периферийных вычислений можно использовать на фонарных столбах и других дорожных объектах. Этот придорожный блок идеально подходит для анализа видеоданных в режиме реального времени, а также других задач, выполнение которых требует высокой производительности. Эти блоки можно устанавливать в городах в рамках решений умного освещения, умных светофоров, умной парковки и станций электронной оплаты проезда. Они обеспечивают возможности обработки, необходимые для идентификации номерных знаков, отдельных пешеходов и отслеживания дорожных заторов. Эти периферийные узлы могут даже обеспечивать покрытие общественного Wi-Fi. Вычислительные узлы периферийных вычислений AAEON Atlas edge computing node, поддерживаемые системами машинного зрения Intel® Vision, — это готовое решение на базе данного эталонного проекта.

Эталонная конвергентная периферийная архитектура Intel (CERA)
Эталонная конвергентная периферийная архитектура Intel (CERA) —это единая платформа для конвергенции интернета вещей и сетевых задач. С помощью этой архитектуры наши партнеры могут проектировать решения для придорожного оборудования для обработки модальностей датчиков и их сочетания. Это обеспечивает аналитические возможности на периферии с одновременной поддержкой возможностей сети 5G и микросервисов.

Решения, созданные на базе этой платформы, можно использовать на перекрестках или локально для вычислений на ближней периферии и обработки данных на различных устройствах Интернета вещей. Решения можно оптимизировать с помощью дистрибутива Intel® инструментария OpenVINO™ и инструментария OpenNESS.

Благодаря подключению 5G CERA предоставляет сетевые возможности, которые позволяют устройствам Интернета вещей взаимодействовать друг с другом на периферии или отправлять данные в облако. Она обрабатывает информацию с камер, радаров и широкого спектра других датчиков.

Примеры внедрения
Примеры внедрения Intel предлагают предварительно настроенное программное обеспечение для всего типового приложения.

Наш пример внедрения системы управления транспортом позволяет наблюдать за перекрестками через IP-камеры и оптимизировать транспортные потоки. Он размещается на периферийном узле OpenNESS, который содержит все необходимые программные комплексы для размещения 5G RAN.

Наш пример внедрения системы контроля водителей использует компьютерное зрение для отслеживания поведения и усталости водителей. Он помогает избежать ДТП, направляя водителям оповещения в реальном времени, а также позволяет управляющим автопарками получать полезные аналитические данные.

Технологии Intel® для городской мобильности

Периферийные вычисления
Интернет вещей и процессоры Intel® для встраиваемых систем Процессоры Intel® относятся к разным диапазонам производительности и энергопотребления и используются в интеллектуальных камерах, датчиках и встраиваемых компьютерах систем общественной безопасности.
Масштабируемые процессоры Intel® Xeon® Масштабируемые процессоры Intel® Xeon® обеспечивают высокую производительность для периферийных серверов и идеально подходят для аналитики в режиме реального времени и искусственного интеллекта для данных умных дорожных датчиков.
Искусственный интеллект и компьютерное зрение
Визуальные процессоры Intel® Movidius™ Визуальные процессоры Intel® Movidius™ обеспечивают компьютерное зрение для конкретных примеров использования, таких как поиск и «распознавание» номерных знаков и автомобилей на умных перекрестках.
Сети
Сети 5G при поддержке Intel Сети 5G с поддержкой Intel помогут оптимизировать данные о дорожном движении в режиме реального времени на периферии и одновременно улучшат возможности подключения и передачу в беспроводные сети и обратно.
Автономные автомобили
Mobileye Технологии Mobileye® обеспечивают работу систем помощи водителю (ADAS) в более чем 60 миллионах автомобилей более 300 моделей. Построенные на основе камер системы автономного вождения Mobileye (ADAS) и технологии карт высокого разрешения открывают дорогу к созданию полностью автономных автомобилей. Mobileye — компания, принадлежащая корпорации Intel.
Мобильность как услуга (Maas)
Moovit Moovit — ведущий поставщик решений MaaS и разработчик приложения №1 для городской мобильности Moovit — компания, принадлежащая корпорации Intel.
Ресурсы для разработчиков
Intel® Edge Software Hub Найдите программное обеспечение для ускорения разработки решений умной дорожной инфраструктуры, включая примеры внедрения интеллектуального управления дорожным движением.
Дистрибутив Intel® инструментария OpenVINO™ 4 Инструментарий Intel® Distribution of OpenVINO™ оптимизирует разработку приложений для компьютерного зрения на платформах Intel®, включая визуальные процессоры и центральные процессоры. Этот ассортимент позволяет с помощью компьютерного зрения обнаруживать пешеходов, машины и дорожные знаки.
OpenNESS Программное обеспечение с открытым исходным кодом OpenNESS упрощает сложные процессы оркестровки и управления периферийными службами на различных сетевых платформах с использованием различных технологий доступа.
Intel® DevCloud для Edge Сократите время и расходы на подбор подходящего аппаратного обеспечения для достижения оптимальной производительности приложений ИИ. Intel® DevCloud для периферии обеспечивает мгновенную обратную связь по производительности с помощью виртуального инструмента создания прототипов искусственного интеллекта.
Open Visual Cloud Эти комплексы и конвейеры с открытым исходным кодом содержат оптимизированные компоненты для кодирования, декодирования, логической обработки и рендеринга. Эта многоразовая среда упрощает тестирование, оценку и развертывание решений видео по запросу (VOD), включая прямые трансляции с SVT-AV1.

Правовая информация и отказ от ответственности

Для работы технологий Intel® может потребоваться соответствующее оборудование, программное обеспечение или активация сервисов.

Ни один продукт или компонент не может обеспечить абсолютную защиту.

Ваши расходы и результаты могут отличаться.

Информация о продукте и производительности

1

Компания Frost & Sullivan. Смысл в большом городе. «Применение технологий интернета вещей для более разумного города». 30 июля 2014.

2

Департамент по экономическим и социальным вопросам ООН. Факты о населении, «Мир городов». Август 2014.

4

Компания Juniper Research. Умные города — в чем их польза? Ноябрь 2018 г.

5

Всемирная организация здравоохранения. Загрязнение окружающей среды: влияние на здоровье.

6

Родриг, Жан-Поль (Rodrigue, Jean-Paul). «География транспортных систем». В 2017 году.

8

Intel. «Прокладывая путь вперед». Май 2020 г.