NEC光纖傳感技術(shù)實現(xiàn)實時擁堵預(yù)測，誤差直降80%

  ICC訊 NEC公司宣布，已開發(fā)出一種光纖傳感技術(shù)，可實時監(jiān)測道路狀況并精準(zhǔn)預(yù)測突發(fā)性交通擁堵。該技術(shù)通過從既有光纖通信線纜收集數(shù)據(jù)，并以NEC自主研發(fā)的AI模型結(jié)合實時交通流信息進(jìn)行分析，使預(yù)測誤差較傳統(tǒng)方法降低80%。

  借助這一技術(shù)，可實現(xiàn)高效交通控制，包括提前布置繞行路線，進(jìn)而助力解決物流受阻及二氧化碳排放等社會課題。

  交通擁堵是一項重大社會難題，既威脅行車安全，也造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。尤其在作為眾多物流網(wǎng)絡(luò)主干的高速公路，擁堵帶來的經(jīng)濟(jì)沖擊更為顯著。為緩解并主動避免擁堵，必須實時掌握道路狀況，并基于最新數(shù)據(jù)實現(xiàn)高精度的擁堵預(yù)測。

  目前的監(jiān)測手段主要依賴攝像頭、環(huán)形檢測器等點式設(shè)備，以及車載探針數(shù)據(jù)。然而，兩者均存在局限：前者在整片路網(wǎng)中安裝與維護(hù)成本高昂；后者僅在裝有設(shè)備的車輛經(jīng)過特定接收點時才能采集數(shù)據(jù)，難以實現(xiàn)實時、連續(xù)覆蓋。此外，現(xiàn)有擁堵預(yù)測模型嚴(yán)重依賴長期歷史數(shù)據(jù)，難以捕捉突發(fā)且意外出現(xiàn)的擁堵模式及其擴(kuò)散過程。

  為應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，NEC 研發(fā)出新方案：將原本沿道路鋪設(shè)、用于通信的光纖線纜轉(zhuǎn)化為大規(guī)模分布式傳感器，實時、連續(xù)地采集整條線路的交通流數(shù)據(jù)；隨后，由 NEC 獨有的 AI 驅(qū)動模型給出突發(fā)擁堵形成與消散的高精度實時預(yù)測。

  技術(shù)亮點

  NEC 開發(fā)了一種數(shù)據(jù)同化算法，融合先進(jìn)模型參數(shù)優(yōu)化與數(shù)據(jù)適配技術(shù)，利用沿線收集的全域數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對實時交通流的精準(zhǔn)仿真。

  模型參數(shù)優(yōu)化算法

  NEC 設(shè)計了專門算法，對駕駛員行為（如車距調(diào)整）等理論模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使仿真結(jié)果能夠忠實地再現(xiàn)整條路段的實測交通流。

  數(shù)據(jù)適配算法

  該先進(jìn)算法可將“平均車速”、單車“位置/速度”等多樣化交通流數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成仿真所需的格式，從而依據(jù)整條線路采集的全面交通流數(shù)據(jù)設(shè)定仿真初始條件，顯著提升仿真輸出的可靠性。

  通過上述創(chuàng)新，NEC 利用真實數(shù)據(jù)驗證，與依賴攝像頭等點式傳感器截斷面數(shù)據(jù)的既有方法相比，行程時間預(yù)測誤差（衡量擁堵預(yù)測精度的關(guān)鍵指標(biāo)）可減少約 80%。

  NEC 正進(jìn)一步推進(jìn)“動態(tài)道路數(shù)字孿生”落地，實現(xiàn)全路網(wǎng)實時交通監(jiān)測、擁堵演化預(yù)測及應(yīng)對措施優(yōu)化。目前，公司正與道路管理機(jī)構(gòu)密切合作，在真實環(huán)境中開展試驗，目標(biāo)于 2026 財年前實現(xiàn)實用化部署。

  本技術(shù)的開發(fā)使用了日本中部高速公路株式會社（NEXCO CENTRAL）提供的數(shù)據(jù)，并在交通運輸研究委員會第 104 屆年會上發(fā)表。NEC 還將于美國佐治亞州亞特蘭大舉行的第 31 屆 ITS 世界大會上提交相關(guān)論文，聚焦提升高速公路交通流監(jiān)測精度。