破解行人地獄 — AI如何改善行人之交通安全

學校:高雄市立文府國民中學
作者:鄭詠心張芸溱謝沂璇王柔雯
指導老師:郭懿尹

摘要

近年來臺灣獲得了「行人地獄」的封號,為擺脫此惡名,我們思考如何將AI技術應用於交通安全領域,並從三個面向探討其對行人的影響:AI自動駕駛、AI科技執法與AI道路規劃。
在AI自動駕駛方面,我們發現,自動緊急煞車系統(AEB)能有效減少車輛與行人碰撞的事故。在AI科技執法方面,透過多功能科技執法系統監控路口,有助於降低交通事故的發生率。至於AI道路規劃,則可透過影像辨識技術收集人流與車流資料,進而即時調整號誌秒數,搭配智慧交通系統,有效提升行人通行安全。
為改善臺灣當前的交通環境,我們提出幾項運用AI技術的具體建議,以改善行人用路的安全與品質。

壹、臺灣「行人地獄」如何解?

  近年來臺灣行人與汽機車的交通事故頻傳,因此臺灣獲得了「行人地獄」的封號。政府為了保障行人的用路安全,進行相關道路交通安全規則條例的修改,並加入AI技術進行科技執法。AI技術近年來於各大領域中發光發熱,我們將研究AI技術在交通安全的應用,並討論其對行人安全之影響,透過探究之結果,提出AI技術可改善行人交通安全之方法。

貳、探究架構

  為了擺脫「行人地獄」惡名,應該要好好利用科技島的優勢,運用新興的科技技術解決此問題。目前AI技術快速發展,已廣泛運用於交通運輸上,但AI的樣態多樣,我們將針對車上的AI、路上的AI以及AI如何規劃道路進行探究,探究主題包含:AI自動駕駛對行人之影響、AI科技執法對行人之影響及AI道路規劃對行人之影響。
一、探究子題
(一)臺灣「行人地獄」封號怎麼來?
(二)車上有AI,行人安全大提升?!
(三)路上有AI,行人過馬路好安全?!
(四)AI來規劃,交通安全一級棒?!

榮譽

「113年度柯華葳線上數位閱讀專題探究競賽」國小B組特優

類別

113年度/國中

標籤

交通/AI/行人

轉載分享

二、探究架構圖

參、主要發現

一、臺灣「行人地獄」封號怎麼來?
(一) 臺灣路口行人事故現況
  1. 國外媒體曾以「行人地獄」形容臺灣道路交通狀況,近10年來行人道路交通事故死亡與受傷之人數整體呈現遞增,2023的行人事故之死亡與受傷人數,發生於路口之比率,皆創下近年來新高。
  2. 2023年行人事故件數逾40萬件、增幅6.7%,行人死於交通事故較2022減少14人,但發生在路口的死傷人數增加4人及294人,增幅3.3%,路口死傷比率都創近年新高。
(二)路口行人事故現況比較
  1. 近年臺灣交通事故率在全球「名列前茅」,臺灣的交通事故率是韓國近2倍、日本5倍、新加坡近6倍,而大部分歐洲國家的交通事故率都遠低於臺灣。
  2. 臺灣與OECD及亞洲國家相比,交通死亡率偏高。2021年臺灣有 2,962 人因交通事故喪生,相當於每 10 萬人中有 12.67 人死亡,是日本的六倍,是英國的五倍。


    (註:日本數據為2021年,菲律賓為2013年,其他國家為2019年)
    資料來源:香港運輸署、臺灣交通部、ETSC、OECD 資料整理:林雨佑 製圖:吳政達

  3. 中華民國交通部針對2024年1-3月行人事故分析,行人死亡以第二當事人為主,其中6成9是遭汽車碰撞,年齡層以高齡者占73.1%最多;時間多集中於清晨4-8時,與傍晚18-20時。肇因部分,路口主要是車輛不停讓行人,至於路段為行人未依標線或標誌穿越道路。在路口不停讓而造成行人死亡部分,2023年1到3月有11人,2024年則是1到3月24人,增加2倍多。交通部研判2023年曾因加強執法,行人路口死亡下降。


    資料來源:中華民國交通部官網
(三)臺灣行人交通安全法規修正
  1. 為擺脫臺灣是行人地獄惡名,2023年6月30日,《道路交通管理處罰條例》34條修正案上路。未停讓行人之交通新規定:
    1. 停讓行人之定義與未停讓行人的取締標準:


      資料來源:內政部警政署「什麼是停讓行人」懶人包、交通部

    2. 駕駛若未停讓行人,機車、汽車、大型車:罰鍰1,200元至6,000元,違規駕駛將有違規記點三點,及應受道安講習三小時。
    3. 未停讓帶白手杖或導盲犬的視障者優先通過,機車、汽車、大型車罰鍰2,400元至7,200元。
    4. 不停讓行人而致人受傷或死亡,應負刑事責任且加重其刑至1/2,且吊銷駕照不得再考領。致人受傷或死亡者,處7,200元以上、36,000元以下罰鍰。致人受傷者,吊扣駕駛執照一年;致人重傷或死亡者,吊銷其駕駛執照。
  2. 全台多個縣市(高雄、台南、新北、台北、桃園、新竹等)運用AI技術進行未禮讓行人的科技執法(啟用時間:111年~113年),透過提升執法強度,養成駕駛禮讓行人之習慣,維護車輛與行人交通安全,降低交通事故發生。
二、車上有AI,行人安全大提升?!探討AI自動駕駛對行人之影響
(一) 自動駕駛及主動煞停(AEB)對行人之影響
  1. 輔助駕駛系統的出現,改變用車型態,其中自動輔助煞車ABE,更是明顯看到保護行人的成效。AEB自動緊急煞車系統使用感測器和軟體來偵測前方的事故風險,並在駕駛尚未採取行動時自動啟動煞車。
  2. 美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)宣布了一項重大安全規則,要求所有在2029年及之後銷售的車輛必須配備AEB自動緊急煞車系統,NHTSA估計每年將可挽救360條生命,並防止24,000起傷害。
  3. 聯合國歐洲經濟委員會稱,搭載AEBS後,車輛低速行駛時的車禍可減少38%,在歐盟內部每年可挽救超過1000人的生命。
  4. 2023年,美國生產的 95% 以上的車輛配備自動緊急煞車裝置;聯合國歐洲經濟委員會(ECE)2019年2月12日宣佈,日本和歐盟(EU)等40個國家和地區就強制引入自動煞車的規則草案達成協定。
(二) 自動駕駛運用之現況
  1. 國內自動駕駛的應用
    1. 桃園無人自駕巴士:2019桃園市政府推動無人自駕巴士機捷接駁計畫,將於桃園機捷的維修站進行自駕車封閉測試,待取得自駕車試車牌後,將於開放道路測試,來提供鄰近社區、學校接駁。
    2. 新竹市市區自駕物流服務實驗計畫:無人載具實驗將從過去以「載人」為主、跨足到「載物」為主,市府與工研院及新竹物流合作,在新竹物流「新竹營業所」與「竹科營業所」間採自駕車送貨,路線總長度為 1.9 公里,自駕車時速為每小時 40 公里。
    3. 成功大學自駕車輛試驗計畫:科技部2019年啟動「臺灣智駕測試實驗室」,在臺南沙崙致力打造自駕車研發生態聚落。教育部2019年推出「無人載具人才培育計畫」,成功大學、臺北科大與南臺科大多位教授協力開發自駕車中控系統的教學模組,涵蓋自動駕駛操控行為、機器人作業系統以及定位與地圖建構等關鍵技術,進而建構虛實整合的學習環境。
  2. 國外自動駕駛的應用
    1. 自駕卡車:2016年10月20號,UBER旗下的OTTO自動駕駛卡車完成了首次商業貨運,一輛卡車拖著載一貨櫃的啤酒從科林斯堡(Fort Collins)出發到科羅拉多泉(Colorado Springs),約193公里的路程,在行駛的過程中,與正常人類駕駛並沒有太大差別,這是全球首次由自動駕駛卡車完成的商業貨物運送。
    2. 自駕計程車服務:根據加州機動車輛管理局(DMV)文件顯示,Google母公司Alphabet Inc. 旗下的自動駕駛計程車Waymo已獲加州公用事業委員會批准,可將進行24小時7天的網約計程車服務,範圍從舊金山市中心擴展到包含聖馬刁縣在內的灣區地區,並可上道高速公路載客行駛。
    3. 自駕巴士:首爾深夜無人巴士「深夜A21」在2023年12月4日正式上路,目前行駛路線為大學學區或是大型購物中心等密集的合井至東大門之間,為深夜、凌晨須往來該區域的市民提供更便捷、價格低廉的交通工具選擇。
  根據上述資料,我們發現自動駕駛內的AEB自動緊急煞車系統可減少與行人發生碰撞的事故,多數先進國家已將AEB設定為新車標準配備,但臺灣尚未將AEB納入新車標準配備。
三、路上有AI,行人過馬路好安全?!探討AI科技執法對行人之影響
(一)AI科技執法種類
  科技執法種類包含區間測速、違規停車、高架道路、高速公路出口匝道、聲音照相、路口多功能科技執法等,其中路口多功能科技執法結合AI影像辨識技術,可進行未禮讓行人之科技執法。


資料來源:2024年交通AI科技執法路段查詢懶人包
(二)路口科技執法成效之分析
  我們透過查詢,不停讓行人科技執法之地點事故變化,來分析路口科技執法成效。設置地點由各地方政府警察局網站公告獲得。事故變化可由道安資訊查詢網內肇事熱點查詢。多數科技執法系統安裝時間為111~113年間。


科技執法成效分析。位置:桃園市中壢區大同路/延平路
  由上圖的事故歷年統計結果,可以發現當於路口架設科技執法系統後,車禍事故減少,傷亡人數也減少。
 (三)學校門口科技執法成效之分析
  以國立高雄科技大學建工校區和臺中市立太平國小方圓一公里交通事故數量,於民國110年和113年的比較如下:
校區 民國110年 民國113年 事故減少比例
國立高雄科技大學建工校區方圓一公里交通事故數量 221 71件 51%
臺中市立太平國小方圓一公里交通事故數量 97 20件 66%

  根據上述資料,我們發現:當於路口架設科技執法系統後,校園附近車禍事故減少,可提升校園周遭的交通安全性。AI路口多功能科技執法可降低交通事故的發生機率,其中不停讓行人科技執法安裝於校園附近路口,可大幅降的校園附近的交通事故,但並非每所學校附近皆有安裝不停讓行人科技執法裝置。
四、AI來規劃,交通安全一級棒?!探討AI道路規劃對行人之影響
(一)AI道路規劃案例
  AI城市巡檢交通智慧導航計畫:運用AI深度學習影像辨識技術分析台南市繁忙路段之車流、車種及車輛轉向率等資訊,以輔助市府號誌燈時制計畫優化。具備分析取得行經該路口車流、車種、轉向比率、人流等資訊的能力。透過平臺分析數據去建立即時的路況交通資訊來作爲交通決策的依據,且可應用於路口的時制計劃與紅綠燈號誌連動。並可擴充路口行爲偵測,例如:車輛違停、車輛越線等行爲,可作爲政府裁罰的依據。有效節省人力支出的費用與時間。
(二)AI智慧交通號誌系統
  臺中市推動「智慧化動態號誌控制系統」,透過AI偵測器蒐集路口車流量數據,並結合各路段的eTag旅行時間進行分析,即時運算與調整號誌。該系統依據每個週期內的分相綠燈使用率,動態調整幹道路口的時相秒數;同時,也會根據路段旅行時間的變化趨勢,推估交通衝擊波的影響,進而導入截流與疏流等策略,提升整體交通效率。
  實施成效方面,以平日時段為例,尖峰時間進城方向平均節省約53秒(改善幅度9.9%),出城方向則約節省60秒(改善幅度同為9.9%);離峰時間進城方向平均節省約37秒(改善7.3%),出城方向約節省40秒(改善7.0%)。假日尖峰時段,進城方向節省約35秒(改善6.8%),出城方向約58秒(改善10.4%)。
  整體而言,系統實施後每年可節省車輛停等延滯時間達66,245小時,油耗減少102,018公升,二氧化碳排放量減少230.9公噸,估計年經濟效益總計達新台幣19,087,231元。
(三)AI智慧交通號誌系統對行人之影響
  1. 智慧移動空間感知協作與智慧分析系統研發暨應用計畫(臺灣):資策會針對路口安全,以AI深度學習技術,發展「生命守護通道系統」,透過路側攝影機結合AI影像辨識技術,能夠準確辨識行人穿越道上的輪椅使用者,提醒即將通過的車輛注意,降低碰撞危險;同時系統也能在路口偵測通過的救護車,預先提醒下一路口車輛禮讓,從而提高救護車的路口安全和救護效率。目前已導入台北市士林區新光醫院周邊道路進行實證,提升往來醫院的人車安全外,該項技術從眾多人工智慧解決方案中脫穎而出。榮獲2024人工智慧卓越獎。
  2. 2. 智能校區行人安全系統(南韓):南韓交通單位發現,很多小朋友過馬路時,沒有注意交通號誌就直接向前衝。為了避免發生意外,韓國現在使用一套「AI安全系統」,只要紅燈亮起,就會自動放下柵欄,阻擋行人通行。調查發現,「任意穿越馬路」發生的次數減少了96%。


南韓裝設AI安全系統 行人任意穿越馬路減少9成
資料來源:https://news.pts.org.tw/article/642260

  根據上述資料,我們發現:運用AI深度學習與影像辨識技術分析交通資訊,結合平台即時決策與路口行為偵測,有效節省人力。藉AI偵測器掌握車流與旅行時間,依週期調整綠燈秒數,並根據路段趨勢進行策略控制,提升交通效率、縮短行程時間並兼顧環保。

肆、結論

一、行人地獄」難題,讓我們用AI來破解
   透過上述的探究過程,我們發現臺灣在近10年來行人道路交通事故死亡與受傷之人數整體呈現遞增,行人事故之死亡與受傷人數,發生於路口之比率,皆創下近年來新高。政府為了擺脫臺灣是行人地獄惡名,於2023年06月30日,將《道路交通管理處罰條例》34條修正案正式上路,重新的定義停讓行人,並提高未停讓行人之罰金,搭配AI路口多功能科技執法,於2024看到了成效,AI技術讓臺灣打破行人地獄之惡名看到了曙光。
   臺灣想打破行人地獄之惡名需要將AI技術運用於交通安全上,因此我們探究了AI自動駕駛對行人之影響、AI科技執法對行人之影響與AI道路規劃對行人之影響。
   在AI自動駕駛對行人之影響方面,我們發現AEB自動緊急煞車系統可減少與行人發生碰撞的事故,多數先進國家已將AEB設定為新車標準配備,但臺灣尚未將AEB納入新車標準配備。
   在AI科技執法對行人之影響方面,AI路口多功能科技執法可降低交通事故的發生機率,其中不停讓行人科技執法安裝於校園附近路口,可大幅降的校園附近的交通事故。
   在AI道路規劃對行人之影響方面,透過影像辨識收集人流車流數據,可即時調整時相秒數,控制車流,搭配AI智慧交通號誌系統可增加行人之用路安全。其他國家則開發「AI安全系統」,減少行人任意穿越馬路發生的次數,降低行人發生交通事故得機率。
   為了用運AI科技來破解臺灣行人地獄之現況,我們將提出以下幾個建議:
  1. 強制所有新車需要安裝AEB自動緊急煞車系統,並開發出舊車可安裝的AEB系統,使臺灣汽車都有AEB系統,這樣可以大幅降低汽車碰撞行人的事故。
  2. 廣泛安裝AI路口多功能科技執法系統,並包含不停讓行人科技執法,可大幅減低汽車未禮讓行人的情況,若無法大量安裝,應該優先安裝於學校附近路口,可大大提升學生上下學的安全性。
  3. 應於易雍塞路口即時收集車流與人流,透過AI科技即時調整時相秒數,控制車流與人流,並於重要路口安裝AI智慧交通號誌系統提醒駕駛人行人過馬路之情況;開發AI安全欄杆系統,減少行人任意穿越馬路的形況,降低行人發生交通事故的機率。
二、未來我們還想研究......
   雖然自動駕駛的無人計程車尚未引入臺灣,但相信很快就會引進臺灣,因此我們也希望可以透過收集國外的相關資料,來瞭解無人駕駛的自駕計程車對行人的影響,並希望未來自動駕駛能更進步,大幅降低事故發生,讓臺灣完全脫離行人地獄的惡名。

伍、參考資料

  1. 報導者(2023-01-04):被稱「行人地獄」的台灣──為何我們的馬路設計不安全?
  2. CNN(2022-12-06):Taiwan’s ‘living hell’ traffic is a tourism problem, say critics
  3. 未來城市(2023-07-04):沒停讓行人罰多少?停讓標準是什麼?交通安全法規14QA總整理
  4. 壹蘋新聞網(2024-01-14):不禮讓行人都抓!新北16處科技執法1/16日啟用 取締路段一次看
  5. 聯合報(2023-11-22):注意!桃園增設2處「未禮讓行人」 科技執法12月1日啟用
  6. 好房網(2024-05-28):新竹5處科技執法「這天起」上路 專抓闖紅燈、未禮讓行人
  7. 台南市政府(2023-04-02):車未禮讓行人加重處罰新制上路 台南首兩日科技執法偵測155件違規
  8. 工商時報(2023-04-27):電動車投資必讀》什麼是自動駕駛?有幾個分級?
  9. 自由時報(2024-05-02):每年可避免上萬人傷亡!美國強制新車標配自動煞車系統
  10. und發燒車訊(2024-05-02):AEB自動緊急煞車系統將成車禍救星?NHTSA要求2029年新車必須標配!
  11. 日本經濟新聞(2019-02-13):日歐等40國將強制引入汽車自動煞車系統
  12. iThome(2019-09-16):桃園計畫分3期推動無人自駕巴士上路,最快年底將以19人座自駕中巴提供機捷接駁試運行
  13. 成功大學(2021-02-26):成大獲贈3輛宏碁自駕平台車 開發全國首例智駕教學模組
  14. 8892新車(2022-01-13):「路口多功能科技執法」是什麼?終結違規大魔王就是它
  15. 電腦王阿達(2024-01-06):2024年交通AI科技執法路段查詢懶人包
  16. 高雄市政府警察局:違規照相地點
  17. 桃園市政府警察局交通警察大隊:科技執法
  18. 道安資訊查詢網:道安總動員
  19. 中央社訊息平台(2024-04-26):AI科技守護行人與救護車安全!資策會「生命守護通道系統」榮獲2024人工智慧卓越獎
  20. 經濟日報(2024-04-26):科技守護行人與救護車安全 資策會「生命守護通道系統」獲獎
  21. 公視新聞網(2023-06-19):南韓裝設AI安全系統 行人任意穿越馬路減少9成
  22. 自由時報(2023-06-07):運用AI安全桿執行校園路口導護 陳其邁︰可以試辦
  23. 鉅亨網(2024-10-18):光寶科子公司光林智能推AI號誌系統 預測動態打造城市智慧交通
  24. 天下雜誌(2024-10-11):Cybercab亮相!特斯拉能以「無人計程車」逆襲?
  25. 公視新聞網(2024-08-23):中國無人計程車便宜效率高 衝擊傳統駕駛就業市場
  26. 旭時報(2024-10-22):Waymo 苦於突破消費者心防 :無人計程車在中國與美國的不同市場反應
s