基于机器视觉智能识别技术的公交客流OD应用

本文为深圳巴士集团股份有限公司李冰峰经理在2023数字交通万里行·深圳站暨深圳智慧交通创新与应用论坛上所做《深圳智能网联汽车政策现状及未来展望》主题分享的速记整理而来，未经作者本人审核，如有错漏，敬请谅解。

一、深圳巴士集团基本情况

深圳巴士集团创建于1975年，是一家全牌照一体化的公交产业，具备全方位交通组织服务和全时段交通运输保障能力。2017年，深圳巴士集团实现了全面的公交电动化，成为全球规模最大的纯电公交企业，也是国际公共交通巴士委员会执行委员。

我们积极践行国企的数字化转型。从2018年开始启动数字化转型，联合华为高起点、高谋划，制定了“1+6”智能化总体建设框架，制定了三年数字化转型的行动方案，有83个项目，目前都已经落地了。在安全、运输、服务、管理、营运和创新上，构建了六大能力。

二、项目实施背景

项目背景就是要破解公交行业的痛点需求，主要有三点。

一是安全管理难。公交车辆的违章率、事故率还有很大改善空间。

二是精准运营难。公交服务和出行需求的匹配度存在一定差异，面临“开的线路没人坐，有需求的区域没有车”问题。

三是客户黏度低，对比轨道交通、网约车等服务，地面公交对市民出行的吸引力逐渐下降，基于此，巴士集团开展了客流OD项目。

客流OD项目的目标和意义，就是将人工智能、大数据、物联网技术应用到公交营运领域，为市民提供智慧、快捷、贴心的出行服务，是从经验型的营运，向科学研判型营运进行转变。

三、项目研究的主要做法

从乘客需求入手，借鉴马斯洛需求层次模型，将乘客的需求分为核心需求、基础需求、满足性需求、期望性需求和潜在需求，最终实现需求和供给的动态平衡。

我们打造了一个公交数字化平台，希望打造6项能力（安全、服务、营运、管理、出行、创新），为乘客提供基本型服务、期望型服务和魅力型服务。今天所分享的客流OD分析，就属于智慧营运能力的其中之一。

图为巴士集团打造的公交数字化平台。

我们把公交所有生产元素，通过物联网技术，实现了全联接，包括充电桩、线路、车、场站、人的信息。人的信息，除了驾驶员的信息之外，客流OD是乘客信息。我们打造了一个“会思考，自调节”的运营组织模式，向AI智能型运营做转型，主要分三步。

第一步，感知客流。只有精准感知客流，才能有智能营运的基础。

第二步，算法支撑。通过AI赋能，为运营提供决策支持。

第三步，智能运调。最后是落实，通过智能运调，快速调整运力配置。

下面介绍一下客流OD。O，指的是乘客的上车点。D，指的是乘客的下车点。传统的OD统计准确率低、不能真实反映城市客流动态的情况。很长时间都是人工统计，我们开玩笑叫做汗水统计法，废时废力废钱。还有上车刷卡的统计，在深圳乘坐公交都是一次刷卡，当然，全国大部分的公交线路都是单次刷卡，单词刷卡无法统计到OD。主被动红外计数、压力踏板计数等，都不太稳定。而基于OD的线网优化是科学调整的基础，只有掌握这个趋势，才能动态调整线路的发车和配车，提升乘客的出行体验。   

通过人工智能、物联网、大数据等技术，我们打造了客流大数据采集及分析平台。首先，通过物联网设备，感知上下车的乘客，利用智能视频识别技术，捕捉上下车乘客的生物特征，通过后台的Re-ID技术，再融合大数据算法，实现乘客上下车的准确识别。 

这是和传统客流采集方式的对比。

首先，OD准确率是比较高的，目前的测试表明其准确度可达到95%以上，其不仅仅是客流采集，还可以用于OD分析。乘客的体验也很好，无需乘客额外做什么动作配合，正常上下即可。因此其可扩展性、经济性，都优于传统的技术手段。

项目主要分两部分。

首先，需要加装车载客流采集终端，在车前门和后门各增加了一个智能摄像头。同时，在增加了一个车载主机，用于边缘计算，目前巴士集团有5132台公交车安装了客流采集终端，基本做到了全覆盖。

基于采集到的数据，再来建设客流大数据分析平台。融汇所有的客流数据，生成客流大数据模型，智能输出调度的发车时刻表、大站快车方案，最终做到线网的优化。   

这是一个实例，大家可以看到乘客的上下车图片，视频比对出来，乘客在东门上车，在上海宾馆下车。而且没有拍乘客的脸，是提取头肩信息进行比对，不侵犯乘客隐私。而且只做识别、计数，不做存储，克服了车厢上下客区域狭小环境的瞬间高速识别、车内外曝光难等问题，识别准确率已经达到了95%以上，这是行业首创。

采集数据之后，就可以在后台的客流大数据分析平台，进行直观可视化的展示。

图中的飞线图，就是展示客流在哪个车站下、哪个车站上，一目了然，然后在后台进行模拟仿真，形成线路发车方案。比如高峰期的时候，开设大站快车，在一些乘客比较少的站点，就可以略过，由此为大部分市民节约空间。

此外，通过客流OD系统，可向营运管理人员直观地反映车辆的载客情况，动态调整车辆的发车计划。面向出行端，巴士集团也提供公交到站以及载客量查询，市民可以在手机App上查询到车辆位置及舒适度，在疫情严管期间发挥了比较大的作用，当车载满载度超过50%的时候，后台会收到报警，从而增加车辆班次。

最终，根据线网以及客流量的情况，汇聚了全市的流量热力图。有了流量热力图，可以通过大数据技术，对公交线网进行整体优化布局，看目前的线网是否合理，是否满足市民的出行需求。

总结一下，客流OD分析对公交智慧运营起到的作用：

1．调度优化。实时生成大站快车调度方案，快速应对高峰期的出行需求。为80%的市民节约20%的通勤时间，提升公交车的吸引力，让公交绿色出行成为市民首选。

2．线网优化。减少低出行需求线路开行，实现运营车辆的小型化。目前深圳市内营运的很多车辆都是小型化的，降低营运成本，同时降低车辆能耗排放。

3．模式创新。根据OD设计“小黄鱼”短接驳巴士服务，最近莲花山周边、科技园，都有很多“小黄鱼”，客运量是常规公交的4倍，客运量的提升还是很明显的。

四、项目成果成效

以前我们是经验驱动的运营模式，排班、调度都是因人而异的，而且没有做到科学量化。我们的线网优化后，也没办法做量化评估。

现在我们可以做数字化的驱动运营模式，准确掌握客流分布态势，便于科学规划线路，并且我们的线网调整后，可以进行有效的评估。

营运效果的提升，是比较明显的。

首先，提高了与市民出行的匹配度，实现了客流营收效率指标的全面提升。

其次，提供精准乘车服务和乘车舒适度查询服务，提升市民获得感。

第三、开行大站快车、区间线等，满足多元出行需求，提升社会通勤效率。

最后，降低低效、无效里程，助力达成“双碳”目标。我们连续多年的服务质量是行业第一，乘客的满意度上升。在《中国城市公交服务评价研究》的报告里，我们获得了第一名的成绩，服务是全面领先的。

2020年，我们联合深圳高科技企业云天励飞申请了发明专利，目前马上要估值结束了。巴士集团是行业内首家利用AI机器视觉识别技术，实现客流OD分析，并全面普及和应用的企业。