Geavanceerde AI video analyse technologie helpt files voor het rode licht terug te dringen.
Als je vaker door de stad rijdt, ken je de frustratie van het wachten achter een lange rij auto’s en bestelwagens voor het stoplicht. Tijdens de spits sta je voor de kruising te wachten. Het lijkt een eeuwigheid te duren voordat het rode licht op groen springt en de eerste auto’s en vrachtwagens over het kruispunt rijden. Je sluit in een slakkengang aan, om al snel weer tot stilstand te komen omdat het licht weer op rood springt. Zo herhaalt zich dit verhaal nog een paar keer. Je begint je af te vragen wanneer je er ooit doorheen zult komen. Maar dan is het eindelijk jouw beurt om over te steken. Je komt een paar honderd meter verder voordat het volgende licht rood wordt! Dus ja, verkeersfrustratie bestaat echt, en het lijkt erop dat de frustraties elke dag toenemen.
Dat moet toch beter kunnen! Maar hoe? Technici en verkeersingenieurs hebben jarenlang over die vraag nagedacht en hebben een oplossing gevonden: Intelligente verkeersregelinstallaties (iVRI). iVRI’s detecteren en analyseren het aankomende verkeer en zorgen ervoor dat de timing van de verkeerslichten zo wordt afgestemd dat alles zo soepel mogelijk verloopt. Ze communiceren met andere verkeerslichten op het traject, waardoor opstoppingen kunnen worden beperkt en soms zelfs helemaal worden voorkomen.
Wereldwijd werken veel bedrijven aan nieuwe intelligente verkeerslichtoplossingen. In Eindhoven, door Fortune.com ook wel Europa’s centrum van innovatie genoemd, komen knappe koppen van over de hele wereld samen om met behulp van geavanceerde nieuwe technologie, oplossingen te vinden voor moderne maatschappelijke uitdagingen. Dit is waar ViNotion’s Computer Vision experts begonnen te werken aan realtime verkeersdetectie en tracking in 2017 toen de eerste iVRI’s op de markt kwamen. We spraken met de CEO van ViNotion, Egbert, salesmanager Azem en hun topteam van ontwikkelaars en ingenieurs over de uitdagingen en technologische vooruitgang in intelligente video-interpretatie. We bespraken ook ViNotion’s slimme camera sensors technologie de toekomst van intelligente verkeerslichtregeling.
Verkeersregelaars kunnen hun werk op kruispunten niet goed doen, als ze geen betrouwbaar totaalbeeld hebben van wat er op en rond het kruispunt gebeurt.
Een groep Nederlandse verkeersdeskundigen worstelde met verkeersproblemen. Traditionele verkeerssensoriek, zoals lussen in het wegdek, detecteren gemotoriseerd verkeer goed, maar hebben moeite om het verschil te zien tussen één of meer fietsers of voetgangers. Doordat de detectiesystemen voetgangers en fietsers buiten beschouwing laten, konden de verkeersinstanties zich geen volledig beeld vormen van de werkelijke verkeerssituatie. Het was dus niet eenvoudig om het verkeer op kruispunten in goede banen te leiden. Ze riepen de hulp in van ViNotion om met hun kennis van video AI en slimme cameratechnologie een oplossing te bieden.
Het onderzoeksteam van ViNotion kreeg gezelschap van promovendi van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e). Deze studenten onderzochten hoe kunstmatige intelligentie kan worden toegepast om het menselijke visuele systeem te automatiseren. Samen ontwikkelden ze slimme verkeerssensors met geavanceerde video-analysesoftware voorzien van Artificial Intelligence. Deze sensors kunnen samenwerken met de inductielus detectoren op trottoirs en wegen, of ze zelfs vervangen.
“Anders dan andere intelligente videosystemen die moeite hebben met de detectie van fietsers en voetgangers, of afhankelijk zijn van externe apparaten zoals smartphones, genereert ons systeem data over al het verkeer.”, zegt Christopher, Manager Operations bij ViNotion. “ViSense ziet alle verkeer dat het kruispunt nadert en heeft geen persoonlijke tags of apparaten nodig om de individuele verkeersdeelnemers te volgen.” Hij vervolgt: “We meten onder meer de snelheid, de rijrichting, en rijstrookwisselingen en kunnen zelfs abnormaal gedrag signaleren. Als het van toepassing is, voegen we drempels toe voor alerts. De data die we genereren wordt direct naar een verkeersregelapplicatie gestuurd. In Nederland wordt de verkeersregelapplicatie gehost in de Cloud en de communicatie loopt via een broker met de naam Urban Data Access Platform oftewel UDAP. Via UDAP wordt onze melding doorgestuurd naar de intelligente verkeersregelinstallatie, afgekort iVRI, die een verkeerslichtschema activeert om het verkeer over het kruispunt te leiden. Zo wordt het verkeer dynamisch geregeld op basis van de actuele situatie op de weg! “
“Daarbij”, voegt Azem aan het gesprek toe, “hebben intelligente verkeersregelinstallaties toegang tot data en verkeersplannen van andere verkeerslichten op het traject. Als op een kruispunt een schema wordt uitgevoerd, kan de iVRI de buren verderop vertellen wat voor verkeer eraan komt.”
Naarmate meer auto’s, vrachtwagens en andere voertuigen netwerktechnologie gaan gebruiken om met elkaar en met infrastructuur zoals verkeerslichten te praten, zullen intelligente verkeerslichten nog beter worden. Stel je voor dat alle voertuigen of alle weggebruikers met elkaar verbonden zouden zijn, dat zou de manier waarop we verkeerslichten regelen drastisch kunnen veranderen. Intelligente verkeerslichten zouden niet hoeven te wachten tot bestuurders binnen het bereik van de camera’s komen. Ze zouden vooraf beslissingen kunnen nemen op basis van informatie die ze bijvoorbeeld van automobilisten, wegvervoerders en fietsers ontvangen over hun locatie, rijrichting of zelfs de hele geplande route.
” We denken dat het nog wel even zal duren voordat dit de norm wordt.”, antwoordt Egbert als hem ernaar gevraagd wordt. “Er zijn onder andere nogal wat zorgen over cybersecurity en dataprivacy rond de connected Cloud. ViSense, onze oplossing voor intelligente video analyse is edge based. Het systeem detecteert en analyseert elke weggebruiker in realtime. Het is niet afhankelijk van connected devices zoals smartphones, maar van sensors die eenvoudig en flexibel in de bestaande infrastructuur kunnen worden geplaatst. De sensor op locatie geeft alleen de relevante meta data aan UDAP.”
“ViSense maakt gebruik van één enkele sensor unit die alle weggebruikers die een kruispunt naderen kan waarnemen,” legt hij uit. “Dit apparaat kan automatisch GPS-posities, snelheden en rijrichtingen naar de verkeersmanagementapplicatie sturen, waar dan automatisch de Estimated Time of Arrival (ETA) kan worden berekend. Als we ruim voor een kruispunt een kleine reeks intelligente sensors plaatsen, kunnen we voldoende tijd en afstand creëren voor weggebruikers om hun snelheid en rijstrookpositie aan te passen. Dat is handig als je prioriteit wilt geven aan specifieke verkeersmodaliteiten zoals vrachtwagens of zelfs fietsers.”
“Dus als we het goed begrijpen, delen auto’s en zwaar verkeer de weg met fietsers en voetgangers, en worden ze allemaal gedetecteerd door intelligente verkeersregelinstallaties?” vroegen we. “Herkennen slimme verkeerslichten dan ook voetgangers die oversteekplaatsen naderen? En kunnen ze uitrekenen hoeveel tijd die voetgangers nodig zouden hebben om veilig over te steken?”
“Stel dat je voor dat je te voet richting een kruispunt wandelt. Zodra het systeem je waarneemt dan kan het berekenen hoelang het duurt voordat je de straat oversteekt,” reageert Azem. “Dat vertelt het systeem op voorhand aan het verkeerslicht. Dus als je bij de oversteekplaats in de buurt komt, krijg je meteen groen licht. En kun je er gerust op zijn dat je genoeg tijd hebt om over te steken.”
“Verkeerslichten zijn van oudsher gericht op gemotoriseerde voertuigen, maar we zijn in onze steden toegegroeid naar meer vervoersmogelijkheden, zoals lopen, fietsen, openbaar vervoer en treinen,” zegt hij. “ViSense Video AI oplossingen voor iVRI kunnen alle weggebruikers detecteren, categoriseren en analyseren om een rustiger en veiliger verkeerslandschap te realiseren en tegelijkertijd de uitstoot van vervuilende stoffen te verminderen.”
Op de eerste plaats is ViSense® bedoeld om de verkeersdoorstroming en -veiligheid te verbeteren, maar misschien maken de andere voordelen nog wel een groter verschil.
Van inductielus naar Artificial Intelligence.
Met het toenemende aantal voertuigen op de weg is congestie een groot probleem geworden. Gewoonlijk worden verkeerslichten gebruikt om de verkeersdoorstroming op kruispunten te regelen. Veel verkeerslichtsystemen maken nog steeds gebruik van vaste aanlooptijden en afteltimers om de verkeersdoorstroming te regelen. Als gevolg van deze vaste tijden kunnen traditionele verkeersregelsystemen niet goed omgaan met onverwachte veranderingen in de verkeersstromen, wat leidt tot opstoppingen en onnodige vertragingen. We hebben behoefte aan adaptieve verkeerslichtregelingen die het verkeer in real time kunnen volgen en de timing van de lichten kunnen aanpassen aan de drukte op de weg. Inductielussen zijn een veel gebruikt instrument om kruispunten te managen, maar ze zijn niet zonder gebreken. Ze detecteren namelijk alleen de aanwezigheid van voertuigen in de onmiddellijke nabijheid. Als je voertuigen op meer dan één rijstrook wilt detecteren, heb je meerdere inductielussen nodig. Daar komt bij dat het onderhoud van de detectielussen gepaard gaat met kostbare wegreparaties en hinderlijke rijstrookafsluitingen.
ViNotion heeft een remote sensing oplossing ontwikkeld die geen grote infrastructurele veranderingen of onderhoudswerkzaamheden vereist die het verkeer verstoren. De AI sensors van ViNotion volgen niet alleen waar en hoe voertuigen zich verplaatsen; met geavanceerde classificatiealgoritmes zien ze ook het verschil tussen verschillende soorten verkeer. Intelligente verkeersregelsystemen kunnen zo automatisch voorrang verlenen aan nooddiensten, openbaar vervoer of kwetsbare weggebruikers. Aangezien verkeer en vervoer voortdurend in ontwikkeling zijn, zal onze infrastructuur dat ook moeten zijn. Als we beter begrijpen hoe voertuigen, voetgangers en fietsen over drukke kruispunten bewegen, zullen weg- en verkeersbeheerders gevaarlijke situaties kunnen signaleren. Realtime inzichten helpen hen om effectief in te grijpen en knelpunten op te heffen. Het systeem met de naam ViSense® levert ook interessante informatie voor ruimte- en infrastructuurplanners, die de historische gegevens gebruiken om onze kruispunten en wegen te verbeteren.
Smart camera sensors and artificial intelligent analysis of content are paving the way for intelligent control of traffic lights in the future.
Initial advantages of the ViSense® system include comprehensive situational awareness of all traffic at an intersection and real-time connectivity. It allows us to know exactly how many vehicles, trucks, cyclists, pedestrians, or buses are passing through an intersection and how those road users are behaving. This enables our road and traffic authorities to optimize traffic flow in real time. When combined with smart sensors, ViNotion’s intelligent video analysis technology not only helps to cut down on travel and waiting times at traffic lights, but it also helps to improve safety. It also has a lot of historical information that can be used to plan road infrastructure and improve space and infrastructure to make our roads safer.
Intelligent traffic light control systems are gaining acceptance and use in the EU, but widespread implementation has not yet occurred. Expense may be a contributing factor. Depending on location and any necessary intersection improvements, ITLC system costs can vary significantly. The small ViSense® sensor units from ViNotion are easy to use for both new (ITLC) and existing TLCs.
Traffic experts think that driverless, self-driving cars will become more common in the next few decades. This is likely to make intelligent traffic control even more important, whether with traffic lights or other communication signals. We are moving toward greater connectivity in all areas, and that includes our traffic and transportation modes. If we are ever going to deploy autonomous vehicles on a larger scale, we will need to develop infrastructure that is able to deal with the governance of individual road users to safeguard the general interest and local policies.
Slimme camera sensors en intelligente video analyse maken de weg vrij voor de intelligente verkeersregelinstallatie van de toekomst.
ViSense® biedt realtime connectiviteit en een zeer compleet situatiebeeld van al het verkeer op een kruispunt. Zo weet je precies hoeveel voertuigen, vrachtwagens, fietsers, voetgangers of bussen een kruispunt passeren en hoe die weggebruikers zich gedragen. Hierdoor kunnen wegbeheerders, verkeersinstanties of intelligente verkeersregelinstallaties (iVRI) de doorstroming van het verkeer in realtime optimaliseren. ViSense® helpt niet alleen de reistijden voor verkeer en wachttijden voor verkeerslichten te verkorten, maar verbetert ook de veiligheid. Historische gegevens en analyses vanuit het systeem helpen om een effectieve wegeninfrastructuur te plannen en de ruimte en infrastructuur te verbeteren om onze wegen veiliger te maken.
Intelligente verkeersregelinstallaties winnen aan populariteit en worden steeds vaker ingezet in de EU. Toepassing op grote schaal heeft echter nog niet plaatsgevonden. De kosten kunnen hierbij een rol spelen. Afhankelijk van de locatie en eventuele noodzakelijke aanpassingen aan kruispunten, kunnen de kosten van iVRI systemen aanzienlijk variëren. De compacte ViSense® analyse units van ViNotion zijn gemakkelijk in iVRI’s en de bestaande infrastructuur in the passen.
Verkeersdeskundigen verwachten dat bestuurderloze, zelfrijdende auto’s de komende decennia steeds populairder zullen worden. Dit zal intelligente verkeersregeling nog belangrijker maken, of het nu gaat om verkeerslichten of andere intelligente verkeerssignalering. We zijn steeds meer verbonden op alle gebieden, dat geld ook voor ons vervoer en onze mobiliteit. Als we ooit op grotere schaal autonome voertuigen willen invoeren, zullen we infrastructuur moeten ontwikkelen die individuele weggebruikers kan managen in het algemeen belang en met inachtneming van lokale verkeersmaatregelen.
Sta je weer eens vast voor het stoplicht? Er is groen licht aan de horizon.
Dus, de volgende keer dat je vaststaat voor het rode licht — misschien later vanavond als je het kantoor verlaat — zet dan het volume van je favoriete podcast of afspeellijst hoger en laat je meedrijven met het verkeer, in de wetenschap dat er betere tijden gloren aan de horizon. Slimme sensors en Machine Learning algoritmes kunnen nu al de verkeersdoorstroming verbeteren, wachttijden voor het verkeerslicht verkorten en kruispunten efficiënter, veiliger en prettiger maken voor elke weggebruiker. ViNotion is een van de bedrijven die het pad effenen voor de grootschalige toepassing van Kunstmatige Intelligentie om verkeersregelinstallaties te verbeteren.
Fun-Fact
Intelligente verkeerslichten kunnen een belangrijke rol spelen in de strijd tegen klimaatverandering door tijdverlies door vastgelopen verkeer tegen te gaan. Volgens een studie van Juniper Research uit 2022 zouden slimme verkeersbeheersystemen de wereldwijde uitstoot tegen 2027 met 226 miljoen ton kunnen verminderen.
Meer informatie over ViNotion of ViSense®? Bekijk de website van ViNotion.
