(一) 構建5G智慧交通數位神經中樞-功能擴充與精進
1. 計畫概述
交通部依據「數位國家 • 創新經濟發展方案」、「臺灣5G行動計畫」等重要施政重點,責成本所、公路局與鐵道局共同擬具「推動5G提升智慧交通服務效能與安全計畫」(行政院109年9月3日院臺科會字第1090098342號函核定),計畫期程自110年至114年8月。其中由本所負責執行構建5G智慧交通數位神經中樞規劃與實作等系列計畫。本計畫係承續110年至111年完成之相關研究規劃與階段性推動執行成果,辦理112-113年智慧交通數位神經中樞系統之功能擴充與精進作業,持續擴充示範城市實證場域範圍與所需偵測設備、擴大與提升緊急救援車輛智慧優先號控功能實作範圍及成效、發展人工智慧交通管理/公共運輸之相關決策支援模式庫與知識庫,並結合臺中市試驗場域交通即時資訊的蒐集,運用數位雙生技術完成智慧交通數位中樞系統功能擴充與精進,有助交通管理單位執行最佳交管決策,以提升車流運作效率及交通安全。
2. 研究成果
(1) 整合所研發的相關關鍵技術,應用數位雙生(Digital Twins)模型,完成智慧交通數位神經中樞系統功能擴充與精進。透過數位雙生模型以視覺化呈現各項交通監控與預測成果,所發展之交通管理相關模式庫已可預測車流即將壅塞,並於30分鐘前提出示警,以利交通管理單位即時採行應變作為。(2) 完成因應5G車聯網與人工智慧需求之都市交通控制通訊協定3.0版檢討作業,並擬訂都市交通控制通訊協定3.5版(草案)。
(3) 優化緊急救援車輛智慧優先號控功能(使車輛順利通過路口機率提升約40%),落實交通安全並提升運輸服務水準。
3. 成果推廣與效益
(1) 於113年10月29日舉辦「構建5G智慧交通數位神經中樞-功能擴充與精進」成果交流座談會,邀請中央及地方交通管理與實務應用單位參加,以案例情境方式說明智慧交通數位神經中樞系統功能擴充成果,以推廣本計畫重要研究成果與應用經驗。(2) 計畫成果已摘錄論文於「運輸學刊」、「運輸計劃季刊」、「2024年杜拜第30屆智慧運輸世界大會ITS World Congress2024」以及「第42屆測量及空間資訊研討會」發表相關研究成果共計4篇,以提供各界瞭解及研討與應用。
(二) 運用科技精進連續假期疏運計畫先期規劃研究
1. 計畫概述
依據交通部113年2月15日第1904次部務會報、113年3月15日「運用科技精進連續假期疏運成效構想」研商會議、以及113年4月30日「運用科技精進連續假期疏運成效計畫構想」研商會議結論,為探討如何運用科技提升連續假期之疏運成效,於交通部交通科技及資訊司與公共運輸及監理司之督導下,本計畫(113年9月至114年3月)以中部地區區域路網為示範路網範圍(含國道、快速公路及市區道路),整合範圍內各級道路之路側設施/設備運輸及氣象資訊/資料,研析國道及市區道路連動之車流現象,盤點既有設備狀況及分析資料品質;應用人工智慧與物聯網(AIoT)科技,研析示範路網疏運管理所需之模式庫/知識庫;另亦蒐集示範路網範圍各交通管理機關過去連續假期疏運相關執行經驗,舉辦跨單位共識營/座談會確認規劃內容符合需求及凝聚跨單位合作共識,研提精進疏運執行之分年推動策略方案及各相關單位之分工,期能提升整體車流運作效率,縮短用路人旅行時間。2. 研究成果
(1) 完成示範路網範圍現有設施/設備與資料盤點分析,提出後續設施/設備增建或其他可提升資料品質之精進建議方案。(2) 蒐整示範路網範圍疏運管理過去執行成果與經驗,歸納既有疏運執行之痛點與挑戰,據以研提所需發展之知識庫/模式庫及其功能模組架構,並建置視覺化雛型平台,以強化科技輔助決策的效能。
(3) 邀集產官學各界先進,舉辦跨單位共識營/座談會凝聚跨單位合作共識,研提精進疏運執行之分年推動策略方案及各相關單位之分工,俾利後續相關單位之參考與應用。
3. 成果推廣與效益
(1) 於114年2月21日舉辦「運用科技精進連續假期疏運計畫先期規劃研究」成果交流座談會,展示本計畫多項關鍵研究成果,邀請產、官、學各界先進共同與會討論及交流,整合各界專業意見,並凝聚跨單位合作共識。(2) 將本計畫關鍵研究成果-檢索生成式AI應用之儀控率決策模式彙整投稿至ITS World Congress 2025,投稿題目為「AI – Driven Retrieval – Generation Predictive Ramp Metering System (AI – RGPRMS): A Case Study on Taiwan’s Freeway System」。
(三) 我國人工智慧車聯網之號誌控制(2/2)-匝道儀控與平面道路號誌協控實作
1. 計畫概述
近年來人工智慧在軟硬體技術的突飛猛進與各領域應用的迅速發展,可預期未來運用人工智慧(AI)、影像辨識、資通訊(ICT)、車聯網(V2X)與5G等技術,特別有助於紓緩因交通號誌控制不夠智慧,導致民眾行的痛點。本計畫延續111年「我國人工智慧車聯網之號誌控制模式探討」之研究計畫,以及112年第一期計畫所完成與縣市政府合作之現場實驗測試,以及實作測試過程中持續精進AI強化學習(RL)號誌控制模式之成果,除持續精進112年在都會區AI RL模型與進行實測外,特別著重高速公路交流道區域之人工智慧號誌協控、優先構建交流道區域號誌協控車流模擬環境、以及進行分散式AI號誌協控模型(多代理人機制)初步發展設計,以期逐步構建我國在人工智慧號誌控制實力,期能支援我國都市智慧號誌控制在人工智慧導入後之車流運作效率提升。2. 研究成果
(1) 與臺北市政府、臺南市政府合作分別於臺北市「中山北路-德行東路」多路口幹道、臺南市「台86-19甲」單一路口等2個實驗場域完成多目標強化學習都會區號誌控制模型精進與訓練、強化學習號誌控制核心運作模組開發、實測與量化績效評估。(2) 完成交流道區域之高速公路與市區道路號誌協控文獻回顧與實驗場域評估,遴選國道1號桃園市中壢交流道之匝道儀控與鄰近平面道路路口,完成號誌協控模擬模式建構、AI RL號誌控制模型發展與訓練,以及與高速公路局、縣市政府合作進行實測與量化績效分析。
(3) 實測績效顯示:(1)桃園市中壢交流道周邊道路8個路口的整體路口停等延滯平均降低15%,均優於現況定時號誌控制;(2)臺南市「台86-19甲」路口的整體路口延滯多優於現況動態號誌控制約2.5%;(3)臺北市「中山北路-德行東路」周邊3個路口,平日離峰與假日昏峰時段的路口平均停等延滯相較現況定時號誌控制平均改善15%。
3. 成果推廣與效益
(1) 113年11月29日辦理「我國人工智慧車聯網之號誌控制(2/2)-匝道儀控與平面道路號誌協控實作成果分享會」邀請各縣市政府、學術界與產業界參與。(2) 於113年12月26日辦理教育訓練。透過中華民國運輸學會2024年學術論文國際研討會,進行參展與「應用多任務深度學習模型整合多時段於都會區號誌控制策略」論文發表與各界分享計畫成果。
(3) 本研究所發展的人工智慧強化學習在都會區號誌控制與交流道號誌協控的模型設計與訓練演算法,可提供高速公路局、公路局、各縣市政府做為後續導入之參考應用。
(四) 應用人工智慧分析技術探勘高風險路段(4/4)-空間特性分析
1. 計畫概述
近年由於先進駕駛輔助系統發展日趨成熟且應用漸趨普遍,ADAS已被國內汽車運輸業者廣為使用,藉以偵測行車過程中本車與其他用路人、環境的行為互動,並對可能造成事故之潛在風險提出即時警示。然而就長期預防角度,往往受限於準確率不佳、無法區分駕駛人當下行為是否得當等因素,導致資料難以發揮管理功效。本計畫自110年起,與國道客運業者合作,蒐集其ADAS警示、駕駛行為、行車影像、道路環境等資料,導入影像辨識技術,從大量ADAS警示當中找出真正會影響道路交通安全的行車異常事件,從空間角度出發探討好發情境與相關空間特性,並陸續發展各項管理工具。113年著重空間特性分析,針對前3年度研究成果,綜整探討在不同空間特性下,國道客運駕駛人可能產生的行車異常事件,做為業者定期檢視及行前提示的參考,另將各項影像辨識技術、安全風險分析、影像辨識輕量化及空間特性分析等成果,整合開發以影像辨識為核心之風險分析與安全管理平台,降低業者在人力、成本及技術門檻,深具移轉業者實際應用之潛能。
2. 研究成果
(1) 透過國道客運行車異常事件空間特性分析,發現車流量大、服務區、平假日、方向等因素,可能造成行車異常事件發生的頻率,以此為基礎,本計畫進一步建立風險分數系統以量化各趟次之空間、路段風險,可做為業者於出車前行車安全教育與提醒之用。(2) 本計畫整合4年期成果,完成影像辨識為核心之風險分析與安全管理平台之開發,同時增加輕量化技術,降低影像辨識所需時間,相關成果可大幅降低業者應用先進技術進行安全管理的技術、成本及人力門檻。
3. 成果推廣與效益
(1) 於113年7月11日、8月27日辦理2場次座談會,分別針對運輸業者、安全管理平台業者說明計畫成果,蒐集未來精進方向及實務運作之經驗,並呈現風險分析與安全管理平台實際運作方式。(2) 本期計畫從概念驗證角度,已成功發展行車異常事件影像辨識技術,並就未來進一步朝向服務驗證階段預做準備,完成相關管理工具與平台之開發,有助於後續擴大應用範圍。
(3) 結合運輸業者安全管理系統或其他管理機制,本計畫開發之行車異常事件影像辨識技術與相關工具、平台,將可有效提升其自主安全管理能量,保障駕駛人、乘客及所有用路人安全。
(五) 無人機空拍應用於路段交通衝突分析(1/2)-車道交通衝突
1. 計畫概述
近年來許多創新技術,改變了傳統交通資料偵測與分析技術,例如以遙控無人機(以下簡稱「無人機」)空拍道路交通人車流動,並透過AI深度學習技術持續偵測與追蹤瞬息萬變的個別人車位置,以建立人車流動的動態軌跡資料,提供了車種、位置、時間、速度等重要交通特性資訊。若有系統地導入這些新形式的資料於交通衝突分析及應用,可協助道路管理機關儘早瞭解交通衝突熱區並加以改善,防範事故於未然。本計畫承繼前期研究計畫所完成的交通衝突分析方法與軟體,將分析對象由路口擴大至路段,運用精確車流軌跡檔及分析軟體,量化車道及路側之交通衝突程度,來診斷路段交通安全問題,進而研提改善措施。此外,與縣市政府合作進行交通衝突分析,以優化分析軟體的應用能力。
2. 研究成果
(1) 完成擬定2年期先導測試計畫優先順序,113年已探討路段的車道交通衝突議題,除發展更完整的道路交通衝突分析工具,並與臺北市、新北市合作「汽機車混流衝突」、「左轉車道配置與行車動線」兩項先導測試計畫共9處路段。(2) 持續優化AI影像辨識追蹤技術、交通衝突分析軟體功能,及新北市及公路局轄管共2處易肇事地點分析。
3. 成果推廣與效益
(1) 透過與公路局及縣市政府合作辦理先導測試計畫及易肇事地點分析,以及於113年10月30日邀請中央與地方之道路及交通管理機關、顧問公司、區域運輸發展研究中心及公協學會等單位辦理成果發表會及教育訓練,以推廣交通衝突分析之應用。(2) 完成車道交通衝突先導測試計畫及2處易肇事地點分析,將分析結果提供合作機關做為改善道路交通安全之參據。
(六) 無人機偏鄉物流運送服務驗證計畫(2/2)-服務模式實作與系統驗證
1. 計畫概述
為有效導入無人機於我國交通運輸領域的創新應用以及促進相關產業的發展,本所奉交通部指示,於「2021交通科技產業政策白皮書」中提出我國無人機科技產業發展策略及路徑圖(Roadmap)2.0版,並提出「2025我國無人機在交通領域發展之里程碑」,針對橋梁巡檢以及偏鄉物流兩項重點領域積極推動研發與應用。在物流運送方面,本所113年於花蓮縣及澎湖縣,擇定適當場域,以偏鄉及離島地區「災害緊急運補」、「日常物資配送」為情境,實作無人機偏鄉物流運送服務模式,並完成服務驗證(PoS),同時提供國內產業界做為自主開發無人機之技術驗證平台。2. 研究成果
(1) 113年因應0403地震災情,以無人機災害緊急物資運補及偏鄉日常物資運送為情境,擇定花蓮太魯閣地區大禮部落及中橫公路,以及澎湖縣馬公市及西嶼鄉為驗證場域,與中華郵政合作,並導入國內2家業者4型無人機,於前述場域進行長時間飛行測試,完成服務驗證(PoS)。(2) 0403地震在花蓮太魯閣地區造成嚴重的災情,因此,本所及合作團隊訪談太魯閣當地大同大禮部落居民,以及公路局太魯閣工務段、太魯閣國家公園管理處,了解當地需求,規劃作業服務模式,並實際於大禮部落及中橫公路進行無人機緊急物資運補服務驗證。
(3) 本年度導入兼具多旋翼機及定翼機優點之垂直起降固定翼型無人機(Vertical Take– off and Landing),以及可酬載50公斤之大型物流無人機,未來可依據應用情境擇定適合之機型。並導入國內自主開發空拍機,先行勘查災害情形,再由物流無人機進行運補,驗證緊急物資運補作業程序,提升災害救援與運補作業之效率。
3. 成果推廣與效益
(1) 114年1月21日於花蓮縣太魯閣大禮部落及中橫公路辦理無人機物流運送服務驗證飛行展示,邀請在地居民、原住民族委員會、衛生福利部、交通部公路局、太魯閣國家公園管理處共同見證本年度驗證成果,並舉辦交流座談會,共同探討無人機偏鄉物流之應用潛力與方向。(2) 本計畫完成無人機偏鄉物流運送服務驗證,研究成果可供國內公民營單位推動無人機偏鄉物流運送服務落地應用。以及主管機關調適相關法規之參據,並協助國內業者累積物流運送實作經驗。
(七) 無人機產業創新與推廣計畫(2/2)-深化無人機科技於交通領域之應用與國際交流
1. 計畫概述
本所依據「2021交通科技產業政策白皮書」中提出我國無人機科技產業發展策略及路徑圖(Roadmap)2.0版,持續推動創新應用與人才培育。在創新應用方面,邀請國際城市空中交通產業專家來台交流我國發展策略,並持續拓展無人機之交通應用場域,試辦導入無人機於港區橋式起重機檢驗。在人才培育方面,持續辦理領航盃-無人機於交通領域創意應用競賽,並結合工作坊、專題演講等活動,使國內大專院校學生了解國際間無人機產業最新發展趨勢,鼓勵基層人才投入無人機領域。2. 研究成果
(1) 113年3月20日辦理「2024城市空中交通國際論壇」,邀請來自日本SkyDrive、德國Volocopter及美國AECOM公司之代表,共同探討城市空中交通之國際發展趨勢,並見證我國業者新樂飛無人機股份有限公司與日本SkyDrive公司簽署合作備忘錄;經彙整國際推動經驗及策略,提出我國發展城市空中交通發展策略及路徑圖。(2) 推動無人機於交通領域之創新應用,於基隆港試辦無人機結合人工智慧影像辨識應用於橋式起重機檢測工作。本期計畫以無人機蒐集橋式起重機之構件影像,應用影像辨識技術進行分析檢測,初步驗證無人機結合應用影像辨識技術應用於橋式起重機檢測之可行性。
(3) 辦理「領航盃-無人機於交通領域創意應用競賽」,舉辦先進空中交通與無人機相關工作坊與專題演講,並辦理創意應用競賽,共計36隊參賽,評選出8隊優勝隊伍。使國內大專院校學生掌握國際無人機產業最新發展趨勢,並鼓勵人才投入無人機領域。
3. 成果推廣與效益
(1) 113年3月20日辦理「領航未來-2024城市空中交通國際論壇」,邀集國內外先進空中交通領導廠商及專家學者,分享國際趨勢並交流我國之發展策略。(2) 113年8月9日至10日辦理「領航盃-無人機於交通領域創意應用競賽」。
(3) 113年12月27日辦理「無人機於交通領域之應用發展專家學者諮詢會議」,邀集國內無人機產官學研單位專家學者,共同研議無人機於交通領域應用及先進空中交通等議題之未來發展方向。