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ドローン群で都市の流動性を空からモニタリング

September, 26, 2022, Lausanne--EPFLの研究者は、ドローン群を使って、前例のない正確さと精度で都市交通を計測した。次にアルゴリズムを使い、渋滞の元を特定し、交通問題を緩和するソリューションを提言する。

利用できる多くの最新技術、道路脇のカメラ、ビッグデータアルゴリズム、BluetoothやRFID接続、人々のポケットのスマートフォンを前提にすると、交通エンジニアは、都市の交通を正確に計測、予測できる。しかし、現在のツールは、その兆候を示す方向に進んではいるものの、組織的に根本原因を見つけることができない、ましてや解決はできない。EPFLの研究者は、ドローンを使って多くの問題を克服するモニタリングツールを利用する。「ドローンは、優れた可視性を提供しており、GPS技術よりも正確であり、人々が見られていることを認識する時に生ずる行動バイアスを除去できる。また、人々のアイデンティティを保護するようにドローンを使う」とEPFL交通システム研究所(LUTS).、ポスドク研究者、Manos Barmpounakisは説明している。

ドローンで収集した膨大な交通データを利用して、LUTS所長、Nikolas Geroliminisと同氏のチームは、混雑の原因を特定するアルゴリズムを使う方法を開発し、複雑な多様交通問題を緩和する勧告を提案している。LUTSは、2018、2019年アテネで一連の画期的な実験でその方法の有効性をテストした。また昨年の夏、Pully港のパーキングエリアをモニタ、評価するためにそれをテストした。

2022年5月半ば、ナイロビで新たな実験(都市環境でこれまでで最大)を行った。ケニアのナイロビは、世界で4番目に交通混雑する都市である。同時に、研究所は、さらなる実験を行い、その技術、CityDronicsをスイスのスタートアップによって市場性のあるソリューションへと進めるためにInnosuisse助成を受けた。これは、ドローンと都市の移動性統合の最初の成功となる見込である。「われわれの目標は、交通をモニタするのではなく、混雑の原因を見つけ、事実に基づいたソリューションを提供することである」とポスドク研究者はコメントしている。

LUTSが開発した方法は3重の技術課題に直面している。まず、ドローンによる実験の設計、つまり必要となる適切な数のドローン規定する、どこを飛ぶべきか、その長さ。二番目に、ビデオ画像をわれわれの目的で利用可能なデータに変換すること。三番目に、データを分析して混雑の源泉を見つけること。ナイロビでは、固有のローカル環境に関連したコンポーネントを追加した。「われわれは、われわれのパートナーNGO、WeRobotics、関連するKenya Flyingと密接に協働した」。
 「加えて、データの機密性問題は、そこでは極めて慎重を期す。しかし、われわれのドローンは、プライバシーを尊重している。これは、最も保守的な当局の許可が得られた理由である」とUrban Transport Systems Laboratory (LUTS)、研究助手、Jasso Espadaler Clapésは、話している。

道路の混雑
「ナイロビの経験はユニークである。規模だけでなく、極めて要求が厳しい環境における飛行と言う点でも類例がない。ナイロビは、世界で最も混雑した都市の1つであり、交通のモデル化、モニタリング難しい」(Barmpounakis)。ケニアの首都に行ったことがある人なら誰でも、交通はマタタス(matatus)に支配されていることを知っている。マタタスは、集合ミニバスである。言葉では言い表せない道路混雑の中で要求に応じて乗客を降ろし、乗せる。マタタスは、自己組織化、自己管理の公共交通手段であり、従来の公共交通機関との類似性は多いが、従来アプローチは、直接に適用できない」。

実際、午前と午後の混み合う時間帯に、10ドローン群が、周囲1.5 km2の都市、中心ビジネス区域につながる2つの通りの上を飛んだ。4日間でチームは、最大限のデータを収集した。それらは現在、正確な交通パタンになるように分析されている。「これは大きな挑戦である。これまで、われわれが取り組んできたモデルは、交通レーンをベースにした、比較的構造化された交通だったからだ。しかし、ナイロビの通りは、自動車、マタタス、自転車、オートバイ、歩行者あるいは家畜などが最初だ。われわれは、交通特性だけでなく、文化的側面も考慮に入れなければならない」。
 数ヶ月で、チームが結果を分析すると、現地の大学やパートナーと協力して、長期モニタリングキャンペーンを実施することになる。

ドローンをスマートシティのためのマルチセンサに変える
交通と混雑の研究を超えて、LUTSチームが開発した方法の強みは、柔軟性である。それは、望ましい目標にしたがい、移動性の問題の特殊面に焦点を当てる。Pullyでは、例えば、焦点は夏期期間中、ウイークエンドとウイークデイのPully港のパーキングエリアの利用だった。ナイロビでは、それに対して、研究チームは、混雑の原因となる挙動を重視していた。「われわれは特別仕立てのアプローチをしている」(Barmpounakis)。最後に、ドローンの利用は、交通以外の他のタイプの計測実行で興味深い視点を開く。ドローンカメラをマルチセンサカメラに変えると、ドローンは、例えばCO2放出、ノイズを評価することができる。「しかし、われわれの方法の強みは、ドローンではない。混雑と闘う学際的アプローチである」と研究者は結論づけている。複数の都市が、すでに興味を示している。
(詳細は、https://actu.epfl.ch)