交通领域的 AI：重新定义地铁系统

地铁系统是城市公共交通的核心，每天承载数百万乘客。像纽约和东京这样的城市，每天地铁乘客量分别超过300万和600万。随着城市发展，提高地铁系统的效率、安全性和乘客出行体验变得至关重要。

这正是人工智能 (AI) 发挥作用的地方，它正在改变从购票到列车维护的方方面面。本文将带你乘坐一趟地铁，了解 AI 如何改善旅程的每个环节，以及哪些隐藏在背后的 AI 技术在确保一切顺畅运行。

公共交通中的 AI 从票款收取开始#

通常，地铁之旅始于排队、购票，然后通过闸机。AI 能够主动简化这一流程，让乘客通行更快速、更便捷。例如，人脸识别技术可以用于地铁票务系统。在繁忙的城市中，乘客无需实体车票或智能卡即可使用相关服务。相反，系统会在入口处扫描乘客面部，从而实现顺畅通行。2019 年，北京引入了人脸识别系统，以应对拥挤问题，并减少高峰时段的排队时间。

图 1。中国深圳地铁的人脸识别系统。

AI 的无缝融入让日常通勤更加轻松，并使数百万乘客每天受益。AI 驱动的票务系统不仅改善了乘客体验，还提升了安全性。通过分析面部数据，系统可以确保只有经过授权的乘客进入车站。AI 能够快速验证身份、阻止未经授权的进入，并发现潜在威胁。它可以加快进站流程、增强安全性，并减少逃票行为。

借助 AI 在地铁线路中导航#

进入地铁后，在车站内找到方向可能会令人困惑，尤其是在高峰时段。基于 AI 的导航系统可以为乘客提供实时指引，让地铁出行更加轻松。这些系统利用 AI 算法分析 GPS、传感器和摄像头等来源的数据，以寻找最佳路线并提供准确、最新的导航信息。乘客可以使用类似 Google 地图的移动应用，在车站内获取分步指引，从而快速找到站台、出口和各类设施。基于 AI 的导航能够节省时间并减轻压力。

除了导航之外，地铁中的摄像头数据和计算机视觉还可用于实时监测人群密度。车站各处的摄像头可以统计特定区域的乘客数量，以发现潜在的瓶颈和拥挤点。这些信息有助于交通管理部门采取主动措施，例如调整列车班次或派遣工作人员管理人群。事实上，迪拜已经在试验中使用 AI，将拥堵减少 40% 至 60%，并在高峰时段和公共活动期间将等待时间缩短至 30 分钟。

图 2。使用目标检测统计地铁中的人数。

乘坐 AI 赋能的地铁#

乘客登上列车后，AI 可以通过多种方式改善他们的出行体验。下面来了解其中一些应用：

• 无障碍支持：计算机视觉技术（例如目标检测）可以识别轮椅使用者，并引导他们前往列车上最便于无障碍通行的区域。车门关闭流程也可以进行调整，为这些乘客提供更多安全登车时间。
• 定制化播报和广告：AI 可以根据列车上的乘客以及时间，对乘客播报和广告进行定制。
• 空车检查：在地铁网络的终点站，计算机视觉可以执行“空车检查”，确保没有乘客滞留在车上。
• 遗留行李管理：如果有行李被遗留，计算机视觉可以检测到它，并在站台屏幕上显示相关物品。乘客随后可以轻松取回自己的物品。

地铁列车本身也可以由 AI 驱动。完全自主运行的列车无需人工乘务人员即可安全运行。这些 AI 驱动的列车使用先进算法进行实时决策，并利用传感器检测障碍物、确保安全运行。AI 驱动的地铁列车可以降低人员配置成本，以更高的服务质量和更大的灵活性运载更多乘客，提供更稳定的准点率，并优化加速和制动以减少能耗。例如，檀香山轨道交通项目是美国首个完全自主运行的系统。该系统预计每天可减少约 40,000 次汽车出行，从而缓解交通拥堵并减少排放。

图 3。意大利米兰的无人驾驶地铁。

使用 AI 监测乘客离开地铁站的情况#

监测不同车站的出站人数，对于高效管理地铁客流同样至关重要。像 Ultralytics YOLOv8 这样的 AI 模型在这一过程中发挥着关键作用。YOLOv8 还支持目标跟踪，可用于实时识别和跟踪多个目标，非常适合繁忙的地铁系统。通过分析车站各处摄像头采集的视频流，YOLOv8 可以统计出站乘客、跟踪他们的移动情况，并发现拥堵模式。

在地铁出口闸机之外，AI 还可以集成到最后一公里接驳解决方案中。AI 赋能的共享单车站点、网约车服务和接驳车服务可以让乘客更轻松地离开车站。通过分析实时数据，AI 可以预测需求以及这些服务的可用时间。这项技术还可以根据当前交通状况和个人偏好，推荐最佳路线和交通方式。因此，乘客出站后可以快速获得最合适的交通选项，减少等待时间，让旅程更加便捷。

AI 幕后应用：维护地铁轨道#

作为乘客，我们常常忽视地铁旅程背后正在进行的复杂流程。AI 在幕后发挥着关键作用，尤其是在轨道检查和维护方面。Duos Technologies 轨道车辆检查门户 (RIP)等系统展现了这种 AI 驱动的方法。RIP 使用 AI 算法在几秒内采集并分析每节列车车厢的 360 度图像，即使列车速度超过 125 英里/小时也能完成。这些基于边缘设备的 AI 系统可以检测问题，并在 60 秒内向铁路工作人员发出维护问题警报。持续监测使潜在问题能够被迅速发现和处理。

能源管理和优化是地铁中鲜为人知的其他 AI 应用。例如，马德里地铁使用基于 AI 的系统，将通风能耗成本降低 25%，并将每年的 CO2 排放量减少 1,800 吨。该系统运营 891 台通风风机，每年消耗的能源最高达 80 吉瓦时，并使用受蜂群觅食行为启发的优化算法。该算法分析海量数据，并考虑空气温度、车站建筑结构、列车班次、乘客负载和电价等因素。它同时使用历史数据和模拟数据，为每个车站预测并实现最佳平衡，并通过机器学习不断改进。

图 4。马德里地铁基于 AI 的通风系统。

AI 在公共交通中的优缺点#

AI 融入地铁系统带来了诸多益处。例如，它可以帮助地铁系统遵守时刻表、减少延误并优化运营，从而提升效率、提供更加顺畅的服务。通过持续监测，安全性也得到提升；预测性维护则有助于防止事故和故障。

然而，在地铁系统中实施 AI 也面临一些挑战，例如：

• 数据隐私问题：收集和使用乘客数据会引发重大的隐私问题，必须谨慎管理，以保护个人隐私权。
• 与现有基础设施集成：将 AI 系统集成到现有地铁基础设施中可能较为复杂，并且需要进行改造。
• 实施成本高：实施 AI 技术的初始成本可能很高，这对一些地铁系统而言可能构成障碍。
• 需要专业人才：成功实施和维护 AI 系统需要高技能专业人员，这可能带来资源方面的挑战。

尽管存在这些挑战，但这些益处使 AI 成为地铁等现代城市交通系统中的变革力量。提高效率、增强安全性和改善乘客体验的潜力，正是 AI 社区积极努力克服这些障碍、充分实现 AI 优势的原因。因此，下次乘坐地铁时，不妨留意那些融入你旅程中的 AI 创新。

交通领域 AI 的未来#

从进入车站，到在地铁中导航、乘车和出站，AI 正在改变整个旅程。它能够优化运营、增强安全性，并带来无缝的乘客体验。通过改善轨道维护和能源管理，AI 确保地铁系统高效且经济高效。尽管实施成本和数据隐私问题等挑战依然存在，但 AI 在地铁等城市交通系统中的益处不容否认。随着城市不断发展，AI 将在让地铁出行更加智能、安全和高效方面发挥越来越重要的作用。

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