共譜新篇——聚焦城市管理，助力交通減排

中國(guó)交通行業(yè)處于高速發(fā)展階段，是未來(lái)幾十年能源消耗和碳排放增加的主要驅(qū)動(dòng)因素，也是中國(guó)最有可能無(wú)法在2030年達(dá)到碳排放峰值的行業(yè)。近年來(lái)，中國(guó)交通行業(yè)在推動(dòng)節(jié)能減排方面作出了諸多努力。但要加速行業(yè)節(jié)能降碳進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)“雙碳”愿景，交通領(lǐng)域還面臨諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

圖 1  道路交通石油消耗量預(yù)測(cè)

因此，我們系統(tǒng)分析了中國(guó)交通行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，基于能源消費(fèi)情況評(píng)估了交通行業(yè)碳排放情況，并就中國(guó)交通行業(yè)的主要?dú)夂蚰繕?biāo)和政策措施進(jìn)行了梳理，識(shí)別出中國(guó)交通領(lǐng)域碳減排面臨的主要問(wèn)題與挑戰(zhàn)，提出了相應(yīng)的解決方案。
為實(shí)現(xiàn)道路交通碳中和的目標(biāo)，緩解交通擁堵，提高用能效率，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是三大關(guān)鍵措施。2021年10月，本團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了項(xiàng)目市場(chǎng)調(diào)研，得到了道路交通節(jié)能減排的“兩高兩難”結(jié)論。團(tuán)隊(duì)成員開(kāi)始聚焦城市管理，致力于開(kāi)發(fā)更綠色、更智慧的新型交通治理解決方案。

圖 2  系統(tǒng)效果圖

通過(guò)查閱文獻(xiàn)，我們得到現(xiàn)有的交通管控治理方案存在成本高、碳排大、能源浪費(fèi)等痛點(diǎn)。因此，我們通過(guò)軟硬件設(shè)計(jì)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的方式，設(shè)計(jì)了一款新型綠色交通管控系統(tǒng)解決十字路口交通擁堵的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)域節(jié)能減排。

圖 3  系統(tǒng)工作原理圖

通過(guò)我們的努力，該機(jī)器人具有以下創(chuàng)新特色。
實(shí)現(xiàn)多種交警手勢(shì)，協(xié)助交警道路指揮。通過(guò)應(yīng)用單片機(jī)舵機(jī)控制技術(shù)，以及上位機(jī)調(diào)試技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人能夠完成完整交通指揮手勢(shì)。解決交警工作強(qiáng)度大的問(wèn)題，優(yōu)化交通警察資源配置，實(shí)現(xiàn)智能化交通指揮。有效規(guī)范了智慧交通管理。
預(yù)測(cè)交通情況，緩解交通擁堵。通過(guò)將機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用于智慧交通管理，利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)智慧城市中產(chǎn)生的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。此外，我們還利用它來(lái)了解交通數(shù)據(jù)的分布規(guī)律和數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，挖掘智慧城市中的交通特征，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)的交通狀況，從而解決智慧城市中的交通擁堵和路徑規(guī)劃問(wèn)題。提高燃料利用率，降低碳排放，助力3060目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
違章檢測(cè)抓拍，規(guī)范城市交通秩序。通過(guò)YOLOv5目標(biāo)檢測(cè)算法、違規(guī)檢測(cè)算法等多種算法的引入，實(shí)現(xiàn)有效捕捉違規(guī)車(chē)輛，該模塊還可用于檢測(cè)車(chē)輛牌照、獲取登記號(hào)并將其存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，從而將處罰報(bào)告和違章圖像立即發(fā)送給相關(guān)人員。有助于有關(guān)部門(mén)更有效率地處理錄像，促進(jìn)了“智慧綠色平安城市”的建設(shè)。
數(shù)據(jù)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)云管理。通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人將抓拍數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至云平臺(tái)，平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋統(tǒng)計(jì)，使得交警可對(duì)平臺(tái)上違規(guī)車(chē)輛及時(shí)進(jìn)行處理，并且在該平臺(tái)上也可查看車(chē)主歷史違規(guī)信息。有效實(shí)現(xiàn)了交通智慧治理，提升了交通路網(wǎng)整體運(yùn)行效率。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的普遍提高以及整個(gè)社會(huì)對(duì)交通領(lǐng)域需求的日益增加,交通領(lǐng)域?qū)��?jīng)濟(jì)發(fā)展的制約作用不同程度地普遍存在于各個(gè)國(guó)家和地區(qū)，通過(guò)增加技術(shù)含量的方法提高現(xiàn)有道路的利用率、降低車(chē)輛油耗，減少碳排放已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)的研究熱點(diǎn),因此，本系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，該系統(tǒng)通過(guò)人、車(chē)、路、云的密切配合提高交通效率，提高路網(wǎng)通過(guò)能力，減少交通事故，降低能源消耗，減輕環(huán)境污染，譜寫(xiě)時(shí)代城市管理新篇章，助力交通領(lǐng)域節(jié)能減排。

圖 4  交通管控圖