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研究人員用人工智能預(yù)測交通事故發(fā)生前的情況

2021-10-18 09:38 cnBeta.COM

導(dǎo)讀:用于創(chuàng)建車禍風(fēng)險地圖的數(shù)據(jù)集涵蓋了洛杉磯、紐約市、芝加哥和波士頓的7500平方公里。在這四個城市中,洛杉磯是最不安全的,因為它的車禍密度最高,其次是紐約市、芝加哥和波士頓。

研究人員在歷史車禍數(shù)據(jù)、道路地圖、衛(wèi)星圖像和GPS上訓(xùn)練了一個深度模型,以實現(xiàn)高分辨率的車禍地圖,這可能帶來更安全的道路環(huán)境。今天的世界是一個大迷宮,由一層層的混凝土和瀝青連接起來,讓我們有機會通過車輛導(dǎo)航。

我們已經(jīng)體驗了許多與道路有關(guān)的技術(shù)進步,但道路安全措施還沒有完全跟上。為了領(lǐng)先于車禍固有的不確定性,來自麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)與人工智能實驗室(CSAIL)和卡塔爾人工智能中心的科學(xué)家們開發(fā)了一套深度學(xué)習(xí)模型,預(yù)測非常高分辨率的車禍風(fēng)險地圖。在歷史車禍數(shù)據(jù)、道路地圖、衛(wèi)星圖像和GPS追蹤的基礎(chǔ)上,風(fēng)險地圖描述了未來一段時間內(nèi)的預(yù)期車禍數(shù)量,以確定高風(fēng)險區(qū)域并預(yù)測未來的車禍。

用于創(chuàng)建車禍風(fēng)險地圖的數(shù)據(jù)集涵蓋了洛杉磯、紐約市、芝加哥和波士頓的7500平方公里。在這四個城市中,洛杉磯是最不安全的,因為它的車禍密度最高,其次是紐約市、芝加哥和波士頓。

通常情況下,這些類型的風(fēng)險地圖是在低得多的分辨率下捕獲的,這些分辨率徘徊在數(shù)百米左右,這意味著掩蓋了關(guān)鍵的細節(jié),因為道路變得模糊不清。然而,新的地圖是基于5×5米的網(wǎng)格單元,更高的分辨率帶來了新的洞察力??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),例如,一條高速路比附近的住宅路有更高的風(fēng)險,而合并和離開高速路的匝道比其他道路的風(fēng)險更高。

麻省理工學(xué)院CSAIL博士生何松濤說:"通過捕捉?jīng)Q定所有地方未來車禍概率的基本風(fēng)險分布,而且沒有任何歷史數(shù)據(jù),我們可以找到更安全的路線,使汽車保險公司能夠根據(jù)客戶的駕駛軌跡提供定制的保險計劃,幫助城市規(guī)劃者設(shè)計更安全的道路,甚至預(yù)測未來的車禍,"他是關(guān)于這項研究的新論文的主要作者。

交通事故耗費了世界GDP的大約3%,并且是兒童和年輕人死亡的主要原因。但總體上看,它的發(fā)生還是比較稀疏的,這種在如此高的分辨率下推斷地圖成為一項棘手的任務(wù)。這種級別的車禍分布很稀疏--在5×5的網(wǎng)格單元中發(fā)生車禍的平均年幾率約為千分之一,最關(guān)鍵的是它們很少在同一地點發(fā)生兩次。之前預(yù)測車禍風(fēng)險的嘗試在很大程度上是基于歷史的,因為只有在附近發(fā)生過車禍的情況下,一個地區(qū)才會被認為是高風(fēng)險的。

為了評估該模型,科學(xué)家們使用了2017年和2018年的車禍和數(shù)據(jù),并測試了其在2019年和2020年預(yù)測車禍的性能。許多地點被確定為高風(fēng)險,即使它們沒有任何車禍記錄,也在后續(xù)幾年中發(fā)生了車禍。

該團隊的方法投下了一張更廣泛的網(wǎng)來捕捉關(guān)鍵數(shù)據(jù)。它利用GPS軌跡模式和描述道路結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星圖像來識別高風(fēng)險地點,前者提供了關(guān)于交通密度、速度和方向的信息,后者則描述了道路結(jié)構(gòu),如車道數(shù)量、是否有路肩或是否有大量的行人。經(jīng)過學(xué)習(xí)后,即使一個高風(fēng)險地區(qū)沒有撞車記錄,僅根據(jù)其交通模式和拓撲結(jié)構(gòu),它仍然可以被確定為高風(fēng)險。

為了評估該模型,科學(xué)家們調(diào)用了2017年和2018年的車禍和數(shù)據(jù),并測試了其預(yù)測2019年和2020年車禍的能力。許多地點被確定為高風(fēng)險,即使它們沒有撞車記錄,也在后續(xù)年份發(fā)生了撞車。

"我們的模型通過結(jié)合來自看似不相關(guān)的數(shù)據(jù)源的多個線索,可以從一個城市概括到另一個城市。這是邁向通用人工智能的一步,因為我們的模型可以預(yù)測未知領(lǐng)域的車禍地圖,"卡塔爾計算研究所(QCRI)的首席科學(xué)家和該論文的作者Amin Sadeghi說。"即使在沒有歷史車禍數(shù)據(jù)的情況下,該模型也可以用來推斷出有用的車禍地圖,這可以轉(zhuǎn)化為通過比較想象中的場景,對城市規(guī)劃和政策制定的積極用途。"

該數(shù)據(jù)集涵蓋了洛杉磯、紐約市、芝加哥和波士頓的7500平方公里。在這四個城市中,洛杉磯是最不安全的,因為它的車禍密度最高,其次是紐約市、芝加哥和波士頓。

"如果人們能夠使用風(fēng)險地圖來識別潛在的高風(fēng)險路段,他們就可以提前采取行動,減少他們出行的風(fēng)險。像Waze和蘋果地圖這樣的應(yīng)用程序都有事故特征工具,但我們正試圖走在車禍的前面--在它們發(fā)生之前,"他說。