印度高科技——小發明解決大問題,中國“斑馬線”用它不香嗎?

時間:2020-05-29


印度高科技——小發明解決大問題,中國“斑馬線”用它不香嗎?

2011年,印度31歲的IBM研究院技術員塔努加·加努研發出了一種科技含量並不低,但又看似非常簡單和小巧的智能設備,這個十分接地氣的智能設備被評為解決物聯網和大數據的印度化解決方案

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nPlug

這個小設備叫做nPlug,只有幾釐米見方,它無需聯網,更無需為印度糟糕的電器進行任何改變,它僅使用了16位處理器,128K內存,4MB硬盤,nPlug簡單實用到直接把它插進插座裡,就能分析電路中的電壓與頻率,並準確預測印度人的用電需求和停電時間。

當地球上的多數人正在享受生活、憧憬未來時,不知道還有少數人連最基本的生活服務還沒有享受到,這在基礎設施非常落後的印度十分常見。

印度糟糕的停電事故

進入二十一世紀之後,我們已很難適應沒有電力的生活,但印度的停電事故非常頻繁。作為世界上排名前五的發電大國,印度的人均用電量卻不及中國的五分之一,遠遠落後於絕大多數國家,在印度的13億人口中,有3億人從來就沒有用過電,即便是有電網覆蓋的地區,也隨時面臨停電的威脅。

作為印度最現代化的首都新德里,每天停電幾次也是家常便飯,在2012年7月,印度更是出現了兩次波及6億人口的停電事故,嚴重程度為人類歷史之最。因頻繁停電造成的經濟損失相當於印度國內生產總值(GDP)的7%。印度信息技術設計師南丹·尼勒卡尼因此自嘲地說:“停電只不過被偶爾的來電打斷了”。

如此嚴重的問題解決起來卻又十分麻煩,因為頻繁停電的背後,有著錯綜複雜的多方面因素,令人奇怪的是根據印度中央電力管理局給出的數據來看,印度的電力供應不僅充足,還有著1%~3%的盈餘,那為什麼還會有停電事故的發生呢?

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私接電線

1,落後硬件設施導致電壓不能穩定在230伏,而在215~250伏之間劇烈波動,導致輸變電損耗高達30%。

2,私接電線的偷電現象十分普遍,地方政府為了選舉獲得選票又會縱容偷電行為,偷電造成的經濟損失已高達印度GDP的1.5%。

3,據印度電視臺統計有40%的用戶不交電費,這使得印度電力公司連年虧損,無法改善陳舊的電力設施。從而陷入資金,政策,規劃,技術等多重因素交織的惡性循環。

面對如此複雜,嚴重的問題,從政府到供電部門一直都沒有很好的解決方案,於是有錢人自備發電機,窮人只能自吞苦果、逆來順受。

nPlug應運而生

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塔努加·加努

塔努加·加努便是在這樣的環境中長大,2010年,她進入位於班加羅爾的IBM印度研究院智慧能源組當實習生,正逢研究院在開發一種插入式用電數據收集儀,試圖找出印度家庭在不同時段使用家用電器的習慣和規律。

作為久負盛名的印度理工學院的研究生,塔努加熟知數據挖掘與機器學習知識,這讓她在項目中嶄露頭角,負責分析收集到的數據。

塔努加想要設計出一種可以控制家用電器避開用電高峰的設備,然而她很快就發現,這是她的一廂情願,這種常規的物聯網、大數據技術需要龐大的數據中心來提供計算和數據存儲。

因此,這種設備需要連接互聯網,然而當時的印度只有11%的家庭可以連網,Wi-Fi更是鳳毛麟角,並且普通家庭也承擔不起昂貴的設備費用。

塔努加意識到,印度是一個與美國,德國,英國等發達國家完全不同的地區,如果要應用這項技術,必須走一條全新的捷徑。

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nPlug

因此,塔努加開發出了一套簡單卻有效的數據挖掘算法,不用連接互聯網,僅靠16位處理器的運算能力,就能準確預測用電需求和停電時間,管理家用電器。

最終nPlug的量產成本不超過15美元,卻做到了可以突破資金,技術,政策的層層障礙,在不依賴任何其它通信和運算等基礎設施的條件下,完成調節用電高峰的作用,緩解了印度的停電困局。

塔努加說:“如果你的解決方案需要大量運算和網絡通信的話,那對於發展中國家是不現實的”。

印度人依靠一個小發明就解決了大難題,中國亦可沿著這種思路來解決我們的“斑馬線”難題,根據行人、非機動車、機動車、紅綠燈時長等數據研發出類似nPlug的數據挖掘算法,那麼我們的“斑馬線”還是個難題嗎?

中國“斑馬線”難題

近年來,行人過街難現象在我國大多數城市普遍存在,甚至嚴重到影響了正常的交通秩序以及行人與機動車爭搶路權的程度,同時也給交通安全管理工作帶來很大難題。

中國“斑馬線”的設置可謂並不合理,機動車、行人和非機動車三者路權不清晰是共性問題,與此同時,也普遍存在車輛通行效率低、行人過街安全隱患大、非機動車行駛混亂等現象。

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特別是在沒有紅綠燈的地方,“斑馬線”形同虛設。雖然《道路交通安全法》第四十七條規定:“機動車行經人行橫道時,應當減速行駛~遇行人正在通過人行橫道,應當停車讓行”,但在多數沒有紅綠燈的“斑馬線”,機動車並不能完全做到禮讓行人。即便使用手動紅綠燈,效果仍不佳。

據同濟大學交通運輸工程學院課題組的調查,各地普遍存在“斑馬線”秩序不良的現象。儘管有些城市開展了“行人闖紅燈自動抓拍”及“機動車禮讓行人”的執法行動,取得了一定效果,但由於行人基於“紅燈停、綠燈行”的基本理解,在沒有紅綠燈的路口交通秩序依然混亂、通行效率降低,甚至還造成人車搶行的安全隱患


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GW綠燈;RW紅燈;LW閃燈;柱狀圖表示人數的百分比

一項關於行人在不同信號階段過街的安全感受調查統計:讓行人給不同信號下過街安全感受打分,一分表示不安全,十分表示很安全。這裡可以看到一個很有趣的現象,在對六分到八分的評價欄中,有幾乎等量的行人對綠燈過街與紅燈過街的安全感受是一樣的,甚至在有些部分,行人認為紅燈過街更安全。這就說明行人並未普遍感到綠燈過街是安全的。

看看國外一些人行橫道的設計是如何保障行人安全的。

外國人行道信號燈是這樣設計的

德國有一項關於在不同顏色信號燈下行人闖紅燈的過街比例調查統計。當行人信號僅用紅綠兩色時,增加綠閃會提高闖紅燈的比例;假如採用黃燈清空,則闖黃燈的比例會進一步增加;在用綠閃作為清空信號的狀態下,則會有8.8%的行人不遵守綠閃的規定過街。可見,採取綠閃作為行人清空信號對行人過街秩序來說是最不合適的。

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德國的行人過街信號只有紅色和綠色兩種。紅色代表禁止通行,清空時間也用紅色代表。

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澳洲對於行人過街採用紅燈禁止,綠燈通行,紅閃清空的信號控制。採用紅閃信號告訴行人,此時已不可再走上人行橫道,但已經走上人行橫道的,可以繼續通行。這種設計讓行人能夠很好的理解及接受,並能規範過街行為,在執法層面也很明確,提升了執法可操作性。

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美國華盛頓唐人街一個路口的過街情況,行人通行信號使用白色,相當於我國行人綠燈,禁止通行信號為橙紅色,使用橙紅色閃爍信號為清空信號

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新加坡的行人過街信號先是綠色代表可以通行,再採用綠閃清空,然後為紅燈禁止通行,與我國現狀相同。但是即使新加坡以紀律嚴明著稱,在圖片中也可以看到很多人並不遵守綠閃清空的信號

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瑞士的行人信號控制用黃色表示清空,用紅表示禁止通行,用綠表示通行。用黃色表示清空有其合理之處,但用三個燈頭的不足之處是成本較高。

禮讓斑馬線在國外很早就實行了,在許多國家,人的路權是大於汽車的,在日本,如果人走在前面,汽車跟在後面,汽車不能鳴笛催促行人,因為這是失禮行為,當然行人也會主動禮讓汽車,畢竟互相尊重才不會導致交通堵塞,日本對於不禮讓行人的處罰也是十分高的,一般會處於5萬日元的罰款,嚴重的會處於3個月的監禁。

在歐美國家,禮讓行人和斑馬線也是必須的。美國有些地方,在人流量高峰期甚至會禁止汽車通行,如果不禮讓行人,面臨的罰款會非常高。而英國在人行道會設有專門留給行人過馬路的時間,這段時間機動車不會和行人搶道,而在有行人過馬路的時候,汽車是不能拐彎的,英國在紅綠燈處還設計了行人緊急按鈕,如果行人有急事,只需要按下按鈕,會有十幾秒的過紅綠燈的時間,當然汽車不禮讓行人的罰金依然十分高。

結語

過“斑馬線”的信號控制在設計過程中要權衡機動車、非機動車、行人三者的關係,根據主要矛盾的不同,在算法上可以有不同的設計。因此,要因地制宜,視具體情況來設計行人過街空間與信號的數據模式。

為了使紅綠燈更“聰明”,要科學選擇紅綠燈配時的主要參數,避免目標參數的單一性,交通信號燈標準應儘量統一。

中國對於行人過街信號的設置也應該進行廣泛深入的討論,用簡明的方式設計出能夠被行人理解、方便執法、科學可行的方案,並在法規上作出相應的規定,在工程規範上做出相應的研發指導,讓中國的“過街難”不再是個難題。


參考文獻:搜狐-交通言究社,麻省理工科技評論。

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