智能交通發(fā)展至今已有二十多年歷史，越來(lái)越多智能技術(shù)應(yīng)用到交通場(chǎng)景，AI技術(shù)、無(wú)人駕駛、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)......這些日趨成熟的智能技術(shù)持續(xù)不斷的賦能交通場(chǎng)景，構(gòu)建多樣化的智慧解決方案，助力交通科技化進(jìn)入快速賽道，智能化交通管理、智能化服務(wù)、智能化決策支持等等各方面均見(jiàn)證并享受科技帶來(lái)的便捷和高效。


 

　　現(xiàn)代聲學(xué)技術(shù)也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展取得了長(zhǎng)足進(jìn)步和重大突破，聲學(xué)應(yīng)用進(jìn)入了各個(gè)應(yīng)用分支：現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究，還有日常生活中的衣食住行各個(gè)版塊，無(wú)不和聲學(xué)發(fā)生聯(lián)系。

　　在交通領(lǐng)域，現(xiàn)代聲學(xué)技術(shù)通過(guò)源源不絕的創(chuàng)造力和生產(chǎn)力，賦能交通智能化轉(zhuǎn)型和升級(jí)，智能語(yǔ)音警示、應(yīng)急廣播、噪音管控、便民智能化改造等一系列場(chǎng)景應(yīng)用和解決方案，讓越來(lái)越多的消費(fèi)者體驗(yàn)到聲學(xué)新技術(shù)帶來(lái)的極致出行體驗(yàn)和綠色、暢通的交管環(huán)境。

　　專注技術(shù)、深挖場(chǎng)景，現(xiàn)代聲學(xué)技術(shù)如何賦能智慧交管?本文從聲學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和場(chǎng)景應(yīng)用變革兩個(gè)層面，解構(gòu)【聲學(xué)+交通】的融合與革新。
 

　　01

　　聲學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用

　　國(guó)家智能交通產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中國(guó)智能交通協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)關(guān)積珍2020年曾指出，要相信技術(shù)的力量，新一代技術(shù)給智能交通創(chuàng)新發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，新技術(shù)不僅僅是新技術(shù)，更是新的理念和模式。

　　聲學(xué)技術(shù)創(chuàng)新所帶來(lái)的音頻體驗(yàn)創(chuàng)新和應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)新，正在交通領(lǐng)域頻頻上演，持續(xù)賦能交通理念和模式的創(chuàng)新。

　　1：創(chuàng)新音頻技術(shù)---定向聲技術(shù)

　　定向聲技術(shù)是一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的音頻技術(shù)，它打破了人們對(duì)聲音的傳統(tǒng)認(rèn)知，提供了一種全新的聲音傳播方式，可以將聲音高度定向的投射到特定區(qū)域，創(chuàng)造一個(gè)個(gè)精確的、靜謐的、不干擾周邊環(huán)境的、獨(dú)立的音頻空間。

　　定向聲技術(shù)是音頻聲學(xué)技術(shù)的重大創(chuàng)新，在聲音泛濫和噪音污染日趨加重的今天，它促使人們重新審視聲音和人、聲音和環(huán)境的交互關(guān)系，并提供切實(shí)可行的解決方案。

　　定向聲技術(shù)的核心是基于超聲換能器的定向傳播技術(shù)，其基本原理是以超聲波為載波信號(hào)，搭載可聽(tīng)聲，通過(guò)超聲換能器發(fā)射到空氣中，利用空氣的非線性作用，借助特定方法的信號(hào)算法處理，讓可聽(tīng)聲像超聲波一樣，以波束的形式向一個(gè)方向集中傳播，實(shí)現(xiàn)傳說(shuō)中的“定向傳音”。




 

　　定向發(fā)聲技術(shù)在交通的應(yīng)用

　　定向發(fā)聲技術(shù)，最大的特點(diǎn)是改變了聲音的傳播方式，讓原本向四面八方傳播、360°擴(kuò)算的聲音，沿著指定方向傳播。

　　集中定向傳播聲音的好處是：讓聲音只傳播到有需要的地方，實(shí)現(xiàn)信息定制化、個(gè)性化、隱私化，并且有效減少對(duì)整體環(huán)境造成額外的噪聲負(fù)擔(dān)，有效降低城市噪聲污染。

　　定向聲技術(shù)在交通場(chǎng)景，有廣泛應(yīng)用。

　　定向語(yǔ)音播報(bào)

　　利用定向發(fā)聲技術(shù)打造定向語(yǔ)音預(yù)警系統(tǒng)，支持感知和突發(fā)狀況下的及時(shí)預(yù)警，將語(yǔ)音信息、廣播等內(nèi)容定向、精準(zhǔn)的傳遞給目前區(qū)域和目標(biāo)人群，保障道路通行效率和行車安全。

　　結(jié)合廣播系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)不同事件類型下智能播報(bào)。

　　如用于高速場(chǎng)景的主動(dòng)語(yǔ)音定向警示系統(tǒng)，能形成從獲取信息，處理信息到發(fā)布信息，語(yǔ)音預(yù)警等一套自動(dòng)化 、一體化的管理模式 ，節(jié)約人員配置 ， 提高工作效率 ，實(shí)現(xiàn)智能、精準(zhǔn)、及時(shí)的主動(dòng)措施，助力交通智能化和科技化。

　　聲音誘導(dǎo)系統(tǒng)

　　在突發(fā)緊急事件或面對(duì)惡劣天氣時(shí)，誘導(dǎo)屏、爆閃燈等視覺(jué)警示設(shè)備的功能會(huì)有所弱化，在此情況下，利用定向發(fā)聲技術(shù)將安全信息、路況指引等朝指定路段、指定車輛精準(zhǔn)播報(bào)，打造智能聽(tīng)覺(jué)誘導(dǎo)系統(tǒng)，及時(shí)進(jìn)行交通疏導(dǎo)和指引，保證道路通行順暢和人員安全。在事故發(fā)生前解決問(wèn)題，做到提前警示和預(yù)警，減少安全事故的發(fā)生，完善高速公路安全監(jiān)控和應(yīng)急處理水平，提高交通管理的預(yù)防性、及時(shí)性、高效性。

　　日常運(yùn)營(yíng)中，也可利用此系統(tǒng)靈活地發(fā)布道路動(dòng)態(tài)、車站服務(wù)、養(yǎng)護(hù)施工情況、交通路況、天氣預(yù)報(bào)等信息。

　　智能語(yǔ)音分流系統(tǒng)

　　在高速公路分流路段，朝指定方向播放分流提示語(yǔ)音，提前告知司機(jī)前方道路目的地，幫助司機(jī)預(yù)先做好路線規(guī)劃，避免走錯(cuò)或錯(cuò)過(guò)分流路口、避免因猶豫不決而造成道路擁堵等問(wèn)題，保持道路通行順暢。節(jié)假日交通高峰時(shí)節(jié)，還可作為交警交通管制的宣傳窗口。

　　2：創(chuàng)新音頻技術(shù)---聲源定位和聲音成像技術(shù)

　　聲源定位技術(shù)是基于波束成形的麥克風(fēng)陳列處理，將一組麥克風(fēng)傳感器按特定方式放置在不同的空間位置上，在空間上接收聲音信號(hào)。

　　當(dāng)聲源發(fā)聲時(shí)，每一個(gè)麥克風(fēng)陣列都將接收到一個(gè)聲音信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理，我們可以提取接收到的每個(gè)聲音信號(hào)的特征信息，如幅度、頻率、方向等，然后通過(guò)特定計(jì)算，我們就能夠得知聲源所在的方向和位置，以及聲音的大小幅度，這就是聲源定位技術(shù)。

　　聲成像技術(shù)是聲源定位技術(shù)融合了聲學(xué)、信號(hào)檢測(cè)、數(shù)字信號(hào)處理、電子學(xué)、軟件算法等，通過(guò)處理在多個(gè)位置測(cè)量的聲信號(hào)來(lái)確定環(huán)境中的一個(gè)或多個(gè)聲源的位置，確定聲源的幾何位置，還能夠估計(jì)聲源類型和強(qiáng)度，通過(guò)圖像顯示的顏色和亮度直觀反映聲音的強(qiáng)弱以及分布，實(shí)時(shí)生成空間聲場(chǎng)分布云圖，這就是聲音成像技術(shù)。






 

　　聲源定位和聲音成像技術(shù)在交通的應(yīng)用

　　交通噪音與交通安全，是當(dāng)今社會(huì)刻不容緩需要解決的兩大交通問(wèn)題。

　　交通噪聲污染是城市噪聲的重要來(lái)源，違法鳴笛、改裝車炸街轟鳴、噪音超標(biāo)的大卡車等不僅帶來(lái)噪聲污染問(wèn)題，更存在嚴(yán)重的安全隱患。

　　(外表炫酷、轟鳴聲震耳，私自改裝的車輛往往伴隨飆車、超速、噪聲擾民等行為，俗稱“炸街車”。)

　　依托聲源定位和聲音成像技術(shù)，在復(fù)雜的道路環(huán)境中精準(zhǔn)定位噪音超標(biāo)車輛，給治理亂鳴笛、改裝車等提供科學(xué)依據(jù)，助力城市噪聲管控和交通整治。

　　通過(guò)監(jiān)測(cè)、識(shí)別、抓拍、警示，聲源定位和成像技術(shù)推動(dòng)交通噪聲整治全鏈條管控。

　　違法鳴笛抓拍系統(tǒng)

　　基于聲源定位與聲音成像技術(shù)，能在復(fù)雜的道路環(huán)境中精準(zhǔn)定位鳴笛車輛，通過(guò)多維算法處理，將聲音的空間聲場(chǎng)分布以彩色等高線圖像的方式呈現(xiàn)，形成聲像圖，實(shí)現(xiàn)聲音可視化、具象化。車輛一旦鳴笛，系統(tǒng)立刻捕捉定位并抓拍取證，給治理違法鳴笛提供科學(xué)權(quán)威的依據(jù)。

　　違法鳴笛抓拍系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)定位噪聲、噪聲源可視化、抓拍追蹤一體化的全流程管控，一改過(guò)去依賴人工、執(zhí)法形式單一的困境，解決了禁鳴執(zhí)法“取證難、執(zhí)法難”的問(wèn)題，將大量人力物力資源解放出來(lái)，降低執(zhí)法成本，節(jié)約公共資源，助力交通執(zhí)法管理邁入新紀(jì)元。

　　炸街車抓拍系統(tǒng)

　　炸街車存在嚴(yán)重的安全隱患和噪音超標(biāo)現(xiàn)象，威脅廣大群眾的生命健康和交通安全，各地交管部門多次進(jìn)行各項(xiàng)“炸街車”專項(xiàng)整治，對(duì)炸街車上路行為進(jìn)行管控和治理。

　　與鳴笛抓拍系統(tǒng)類似，炸街車抓拍通過(guò)聲源定位技術(shù)與聲音成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)炸街車轟鳴聲音的有效快速拾取，精準(zhǔn)識(shí)別炸街車輛，并實(shí)時(shí)生成含有車輛車牌與轟鳴聲像圖的視頻、音頻及圖片等信息，建立炸街行為證據(jù)鏈，為炸街管控提供科學(xué)權(quán)威的依據(jù)，配合交管部門全面部署炸街行為及道路交通噪音專項(xiàng)整治，為交通執(zhí)法提供即時(shí)有效的科學(xué)證據(jù)，使炸街車無(wú)處遁形。

　　炸街車抓拍系統(tǒng)建立炸街車音頻數(shù)據(jù)庫(kù)，集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)技術(shù)持續(xù)學(xué)習(xí)分析不同炸街車的聲音特點(diǎn)，持續(xù)進(jìn)行聲學(xué)算法升級(jí)，提高系統(tǒng)抓拍準(zhǔn)確率。




 

　　02

　　聲學(xué)+交通，前瞻技術(shù)，智能應(yīng)用

　　科技改變生活，如何讓城市交通更安全、暢通、高效、智能，是科技行業(yè)從業(yè)者矢志不渝的追求。

　　面對(duì)日益復(fù)雜的交通環(huán)境，科學(xué)治理將大大降低交通管理的工作成本，并大幅提高工作效率。“聲學(xué)+”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“人工智能+”等高新技術(shù)的不斷演進(jìn)轉(zhuǎn)化，云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的加持，將為交通智慧化管理與治理提供更加多元的解決方案，并構(gòu)建智慧交通生態(tài)圈，讓交通管理更加科學(xué)化、數(shù)據(jù)化，體系化，實(shí)現(xiàn)以更低的勞動(dòng)成本帶動(dòng)更高的工作動(dòng)能與效益。未來(lái)，我們將在路上領(lǐng)略到更多的高科技成果給我們的出行帶來(lái)監(jiān)督與服務(wù)。

　　作者簡(jiǎn)介 | 栗振，蘇州清聽(tīng)聲學(xué)科技有限公司 總經(jīng)理