淺析AI在智能交通行業(yè)的應用

□ 文/ 張巖

人工智能現在已經不是什么新鮮詞兒了，隨著人工智能技術的逐漸成熟，已經被應用在各行各業(yè)，其中就包括當下正在“井噴”式發(fā)展的智能交通行業(yè)。人工智能在智能交通領域的應用，主要集中在交通管控、智慧出行兩個方面。

AI助力交通管控，提升管控成效

談及交通管控，最主要的問題就是交通擁堵。利用人工智能算法調節(jié)交通信號燈是這兩年各大互聯網和IT企業(yè)開始嘗試緩解擁堵問題的一種策略，并紛紛在一線城市建設試點，最終也取得了不錯的效果。通過AI算法對路口運行效率進行實時監(jiān)測和展示，從而起到優(yōu)化信號燈配時作用，主要針對兩種現象，一是路口運行失衡，二是出口溢出。當一個交叉口某個方向非常擁堵，而其他方面運行順暢，則稱之為路口失衡。這種情況可以適當增加擁堵方向的信號配時，減少順暢方向的配時來緩解路口的擁堵。對于嚴重失衡的路口，系統(tǒng)會發(fā)出報警，提醒交通指揮員關注，并采取下一步措施。出口溢出預警則是監(jiān)控出口擁堵情況，將溢出可能性大的路口進行排序展示，以便及時實施流量控制和干預，避免路口溢出導致路口癱瘓。

人工智能交通燈系統(tǒng)也是人工智能在智能交通領域應用的產物，可根據車輛和行人通行數量統(tǒng)計結果重新設置紅綠燈時間、實時識別現場的交通狀況。該系統(tǒng)一般由視頻采集分析存儲上傳系統(tǒng)、閘機、控制器、顯示屏、語音播報和前端計算機等組成，可實現語音播報、延時關閉、檢測控制、人臉識別和抓拍報警功能。簡單來說，就是用人工智能識別分析車輛、人等運動物體的運動信息，推斷交通狀況進一步調配車輛與行人的放行時間。

在互聯網企業(yè)暢想人工智能解決交通擁堵的同時，安防企業(yè)也在基于人工智能改變交通管理方面努力。天地偉業(yè)作為全球領先的智能安防解決方案提供商，通過發(fā)揮自身在人工智能和視頻圖像處理等方面的技術優(yōu)勢，推出眾多助力交通管理方面的產品和創(chuàng)新應用，其中包括“天眼”系列智能交通一體機、行人闖紅燈取證系統(tǒng)、非機動車違法抓拍系統(tǒng)、違法鳴笛抓拍系統(tǒng)、闖擁堵違章抓拍系統(tǒng)、失駕人員管控系統(tǒng)、前后牌照比對取證系統(tǒng)等一系列交通違法取證系統(tǒng)，為提升交警現場和非現場執(zhí)法能力，規(guī)范文明出行起到了輔助作用。

天地偉業(yè)“天眼”系列智能交通一體機，搭載了AI深度學習芯片，算力是傳統(tǒng)智能攝像機的幾十倍以上，它支持準確識別19種車型、250多種車輛品牌、3500多種車系、11種車身顏色以及車輛年款、年檢標志、紙巾盒、掛墜、香水盒等更多細節(jié)特征，相對于傳統(tǒng)設備將車輛主要屬性識別轉變?yōu)檐囕v“全”屬性識別；在違章行為分析上增加不禮讓行人檢測、加塞檢測、左轉不讓直行檢測、開車抽煙打電話檢測等；同時它從車智能擴展到人智能，支持非機動車、行人特征檢測、駕駛員、行人人臉檢測實現了交通道路場景下的交通參與者全目標分析。數據是應用的基礎，交通AI攝像機的強大感知能力將全面提升交通管理者對人、車管控的能力。

“天眼”集成了基于AI深度智能的遠光燈檢測算法，能夠對城市夜間車輛濫用遠光燈的違法行為進行智能識別和有效取證。在前端架設專屬的駕駛員人臉抓拍機，同時利用基于AI深度智能的人臉捕獲深度學習算法，大幅度提高畫面中人臉的檢出率和高清摳圖的質量，為后端進行人臉的建模和比對提供基礎數據，實現報警攔截。同時，通過人工智能分析及深度學習算法，比較成熟的應用技術以車牌識別算法最為理想，雖然目前很多廠商都宣稱自己的車牌識別率已經達到了99%，但這也只是在標準卡口的視頻條件下再加上一些預設條件來達到的。在針對很多簡易卡口和卡口圖片進行車牌定位識別時，較好的車牌識別也很難達到90%。不過隨著采用人工智能、深度學習的應用，這一情況將會得到很大的改善。在傳統(tǒng)的圖像處理和機器學習算法研發(fā)中，很多特征都是人為制定的，比如hog、sift特征，在目標檢測和特征匹配中占有重要的地位，安防行業(yè)的很多具體算法所使用的特征大多是這兩種特征的變種。人為設計特征和機器學習算法，由于理論分析的難度大，訓練方法又需要很多經驗和技巧，一般需要一定的時間才會有一次突破性的發(fā)展，而且對算法工程師的知識要求也一直在提高。人工智能則不然，在進行圖像檢測和識別時，無需人為設定具體的特征，只需要準備好足夠多的圖進行訓練即可，通過逐層的迭代就可以獲得較好的結果。從目前的應用情況來看，只要加入新數據，并且有充足的時間和計算資源，隨著深度學習網絡層次的增加，識別率就會相應提升，比傳統(tǒng)方法表現更好。另外在車輛顏色、車輛廠商標志識別、無牌車檢測、非機動車檢測與分類、車頭車尾判斷、車輛檢索、人臉識別等相關的技術方面安防企業(yè)也比較成熟。

智能行人闖紅燈取證系統(tǒng)的推出主要是為了治理“中國式過馬路”的行人闖紅燈問題，該問題是造成交通安全事故的主要原因之一。該系統(tǒng)主要包括行人闖紅燈抓拍一體機，違章行為聲音提示單元、違章行為曝光顯示屏、信號燈狀態(tài)監(jiān)測等設備，該系統(tǒng)通過人工智能技術對行人闖紅燈的行為進行實時檢測，一旦發(fā)現行人準備闖紅燈，優(yōu)先進行語音提醒，對于不聽勸阻的行人的闖紅燈行為進行全過程抓拍和錄像并實時發(fā)送到違法曝光屏進行曝光警示，對不遵守交通規(guī)則的行人起到一定制止和震懾的作用。

這些產品無論是以哪種產品形態(tài)或是采用哪種架構，都集中體現在交通管理三個方面的技術功能設定：

1、識別行人的生理屬性。通過分析道路行人的身體結構，準確識別視頻中人物的性別、年齡、姿態(tài)等多種生理特征；

2、識別行人狀態(tài)。基于深度學習的行人檢測算法能夠在各類遮擋的情況下精確找出行人位置，并能夠進一步分析行人姿態(tài)和動作，可應用于交通監(jiān)控、輔助駕駛、無人駕駛等。

3、可以在行車場景、交通監(jiān)控場景、卡口場景中檢測多種不同角度的車輛，并同時給出車牌號碼、汽車品牌、型號、顏色等物理特征；實現人群分析。在高密度公共場所，例如地鐵，廣場，估計人群數量和密度，同時檢測人群過密、異常聚集、滯留、逆行、混亂等多種異?，F象。

AI助力智慧出行，讓出行更簡單

除了擁堵，停車難的問題也備受關注，也造成近幾年來智慧停車的呼聲高居不下。因此，人工智能在智慧出行方面也在悄然顛覆。我國大部分駕駛時間要么花費在交通擁堵中，要么是在尋找停車位。

基于人工智能的無感停車，不僅改變傳統(tǒng)停車模式，還徹底革新了交通管理理念。很多城市越來越深刻地認識到，緩解停車供需矛盾，光靠新增停車位是不夠的。一是用地資源緊張，二是建設周期過長，而以人工智能、物聯網、大數據、云計算等智慧停車技術手段盤活、提高存量車位的利用率和周轉率，才是實現動態(tài)平衡的正確思路。

天地偉業(yè)基于人工智能的“手機停車”系統(tǒng)運用“手機APP+地感拍取+視頻抓證”技術，實現了對道路禁停路段24小時不間斷監(jiān)管和道路泊位收費的自動化。同時通過智能攝像設備對違停抓拍取證并綜合分析，自動向違停車主發(fā)送勸離短信。若車輛在5分鐘內還未駛離禁停區(qū)域，此系統(tǒng)可自動生成違停證據，實現執(zhí)法取證自動化。此外，系統(tǒng)還與社會公共信息、城市綜合執(zhí)法等平臺互聯，用法規(guī)和信用體系規(guī)范、約束車主的停車行為，解決了之前設備欠費追繳難的問題。

除此之外，天地偉業(yè)基于人工智能的停車管理車牌識別相機、車位相機、路邊停車相機也相較于傳統(tǒng)的車牌識別具有識別速度快、準確率高、魯棒性好三大優(yōu)點?？梢宰R別車牌種類更多，在超大角度(75°)車牌識別上具有明顯的優(yōu)勢，可適應寬車道、短進深、多方向來車等各種復雜場景下的車牌識別，可支持超寬動態(tài)圖像優(yōu)化，適應各種光影情況和復雜環(huán)境，包括雨雪天氣場景、順逆光車牌、污損車牌、夜間車牌等。大大提升了停車效率，減少人工工作量。

另外，停車場內部的智能反向尋車系統(tǒng)也是智慧出行的重要組成部分，該系統(tǒng)可以做到最快速的幫助車主找到車輛停放位置，尤其在車位較多的大型停車場。該系統(tǒng)通過智能車牌識別系統(tǒng)采集車輛信息和停放位置記錄在系統(tǒng)，車主也可以通過安裝在停車場顯然位置的尋車終端或服務終端輸入自己的車牌，服務終端收到指令后會直接調取存儲的數據，并顯示在服務終端顯示屏上地圖標注或區(qū)域標注。車主通過地圖及誘導措施的指示選擇最佳路線找到停車位，從而實現智能反向尋車功能。智能尋車系統(tǒng)的出現，加快了大型公共停車場的周轉能力，提高了停車場的使用率、創(chuàng)造經濟效益；降低了人工成本、消除車主尋車煩惱、注重車主體驗、更具人性化管理。

智慧出行憧憬的另外一個目標無疑是無人駕駛，無人駕駛是人工智能和交通結合后的新興產物，也是未來智能交通系統(tǒng)的重要應用，當然當前無人駕駛的發(fā)展也遇到了很多問題，包括技術不成熟、事故追責問題、隱私問題、基礎設施問題等等，無人駕駛未來還有很長的路要走，但相信在不遠的將來，無人駕駛汽車將不會只存在于科幻電影和小說里，它必將以席卷之勢，重新定義我們的出行新生活。

結束語

最后，引用李彥宏在百度世界大會的一段話，“AI思維是用全量實時的數據來感知交通實際情況，城市每一輛車所在具體位置，每一個紅綠燈口有多少輛車，這些車移動的方向等等。通過對這些情況進行全局調整，可以大幅度提升城市交通運營效率?！币驗槿斯ぶ悄?，世界變了，也因為人工智能，智能交通也變了，人工智能將更深一步強化交通的智慧性，推動交通管理、城市管理實現新變革；同時也在顛覆智慧出行方式和商業(yè)模式，讓我們拭目以待。