人工智能技術(shù)在城市智能交通方面的應(yīng)用研究

李存強(qiáng)

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，我國(guó)的交通出行方式越來(lái)越廣泛，交通運(yùn)輸系統(tǒng)也越來(lái)越快，規(guī)模也越來(lái)越大。為了更好的發(fā)展交通運(yùn)輸行業(yè)，人工智能技術(shù)也被應(yīng)用到了智能交通管制方面，可以極大的改善交通擁堵、交通繁重等問(wèn)題，進(jìn)行設(shè)計(jì)交通路線和公交調(diào)控，智能交通行業(yè)也由低產(chǎn)業(yè)向競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。本文主要討論了當(dāng)前智能交通面臨的問(wèn)題以及人工智能在交通領(lǐng)域的基本技術(shù)，并分析了人工智能技術(shù)在城市智能交通方面的應(yīng)用，為未來(lái)人工智能維護(hù)交通管制的正常進(jìn)行打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 人工智能;城市智能交通;應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào)： F512;TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.02.004

0 前言

人工智能技術(shù)指的是運(yùn)用機(jī)器手段、采用人類(lèi)智能相關(guān)理論研究為依據(jù)，對(duì)機(jī)器進(jìn)行相關(guān)理論的模擬、延伸和擴(kuò)張的一種技術(shù)，進(jìn)一步將機(jī)器智能化、運(yùn)用機(jī)器來(lái)處理一些人工事物，因此人工智能也被稱(chēng)為機(jī)器智能。人工智能技術(shù)是極其復(fù)雜和繁瑣的，它是由計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、信息論、生物學(xué)等等多種學(xué)科相互融合發(fā)展而來(lái)的，包括著機(jī)器人、視覺(jué)技術(shù)、語(yǔ)言處理等多方面技術(shù)。目前人工智能具有性能可靠、存儲(chǔ)容量大等特點(diǎn)，人工智能在我國(guó)的發(fā)展越來(lái)越快，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，其中便包含了交通運(yùn)輸系統(tǒng)。

交通運(yùn)輸系統(tǒng)包括著航空、船只、高速公路、高鐵、公交等多個(gè)方面，在經(jīng)濟(jì)效益的驅(qū)使下，交通運(yùn)輸系統(tǒng)已經(jīng)呈現(xiàn)多樣化、大規(guī)模、互相緊密聯(lián)系等特點(diǎn)。越來(lái)越完善和嚴(yán)密的交通運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)交通科技與信息化的要求越來(lái)越高，此時(shí)就需要人工智能技術(shù)為其提供新的起點(diǎn)和發(fā)展平臺(tái)促進(jìn)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的完善和提升智能交通水平，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的發(fā)展和適應(yīng)人民社會(huì)的需求。

1 城市智能交通遇到的問(wèn)題

信息化帶領(lǐng)著智能交通不斷發(fā)展和進(jìn)步，在信息化程度，交通監(jiān)督和疏導(dǎo)方面都有了相應(yīng)的提高。但是隨著我國(guó)私家車(chē)輛越來(lái)越多，交通路線越來(lái)越錯(cuò)綜復(fù)雜，交通管制越來(lái)越不完善，城市智能交通面臨著以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.1 公交系統(tǒng)不完善

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市人口也在不斷增加，私家車(chē)輛也變得越來(lái)越多，公交運(yùn)輸?shù)膲毫σ苍絹?lái)越大。公交系統(tǒng)也面臨著一系列問(wèn)題：公交發(fā)車(chē)時(shí)間調(diào)整時(shí)未能及時(shí)通知;公交的行車(chē)路線和途徑站點(diǎn)不合理等等，例如在城市早高峰常常會(huì)出現(xiàn)路面擁堵的情況，恰逢有些路段乘客多但是公交少，導(dǎo)致一輛公交上常常擠滿(mǎn)了人;相反有些路段車(chē)多人少，車(chē)輛常?？蛰d而行。除此之外，對(duì)于一旦公交在行駛過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)危險(xiǎn)的情況，公交運(yùn)輸系統(tǒng)也不能很好的提供一個(gè)預(yù)備的處理方案。為了更好的解決我國(guó)道路車(chē)輛繁重的情況和公交系統(tǒng)的難題，必須制定一套公交管理系統(tǒng)對(duì)公交運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行全方位的管理，對(duì)可能出現(xiàn)突發(fā)情況進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案的設(shè)計(jì)，使得公交更為安全和科學(xué)的在交通道路中行走。

1.2 交通路線設(shè)計(jì)和道路規(guī)制不合理

交通路線設(shè)計(jì)和交通道路規(guī)制是交通道路運(yùn)輸系統(tǒng)中十分重要的關(guān)鍵點(diǎn)之一，它涉及到車(chē)輛行駛路線和行駛軌跡以及交通基礎(chǔ)設(shè)施的配置和安排等方面。對(duì)于目前人口密度大和人口流動(dòng)性強(qiáng)的城市來(lái)說(shuō)，交通道路必須要實(shí)現(xiàn)貨物運(yùn)輸、人口出行等目的，因此必須要有更加完善的交通規(guī)劃和管制才能保證這些目的的正常實(shí)現(xiàn)。但是目前由于城市人口與農(nóng)村人口規(guī)劃不一、分配不均，導(dǎo)致交通路線未能及時(shí)涉及到周?chē)母鱾€(gè)城鎮(zhèn)、農(nóng)村。例如在人流密集的城市地點(diǎn)沒(méi)有設(shè)置更多、更寬的道路路線，導(dǎo)致一些路線常常發(fā)生擁堵的狀況，影響了人們的出行速度;其次還有道路復(fù)雜前方彎路較多、單向道路和雙向道路錯(cuò)綜復(fù)雜，導(dǎo)致了路線交通意外事故的頻發(fā)，存在很大的安全隱患。

1.3 私家車(chē)越來(lái)越多，停車(chē)設(shè)施過(guò)少

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷提高，車(chē)輛已經(jīng)成為了家家戶(hù)戶(hù)的常見(jiàn)品，幾乎家家戶(hù)戶(hù)都購(gòu)買(mǎi)了私家車(chē)，大量的私家車(chē)在停放方面出現(xiàn)了問(wèn)題。我國(guó)地域遼闊但是人均土地較少，大量的私家車(chē)停放需要一定的空間，因此常常會(huì)出現(xiàn)私家車(chē)停車(chē)位不足的情況，停車(chē)位的嚴(yán)重不足，常常會(huì)導(dǎo)致私家車(chē)在行駛中很方便，停車(chē)時(shí)卻相對(duì)麻煩，因此常常會(huì)出現(xiàn)私家車(chē)違規(guī)占用道路的情況，對(duì)交通造成了一定的不便。例如私家車(chē)占領(lǐng)消防通道，導(dǎo)致消防車(chē)輛無(wú)法駛出影響緊急任務(wù)的完成;除此之外，還會(huì)占領(lǐng)道路造成交通擁堵和阻擋他人車(chē)輛進(jìn)出。

2 人工智能技術(shù)應(yīng)用與智能交通的主要技術(shù)

2.1 電子軟件

在智能交通的完善中，需要對(duì)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理等操作，完善交通信息的管制可以更好的發(fā)現(xiàn)交通運(yùn)輸過(guò)程中的問(wèn)題和缺陷，人工智能中的電子軟件技術(shù)就能很好的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，它主要是運(yùn)用電子軟件中的一些特殊算法和函數(shù)，包括相關(guān)分析、回歸分析、聚類(lèi)分析等等分析方法，對(duì)智能交通的交通數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類(lèi)、匯總和簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)，能夠?qū)Χ唐诘慕煌顩r和交通路線進(jìn)行預(yù)測(cè)。相關(guān)分析主要是針對(duì)交通系統(tǒng)中的人、車(chē)首先進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分類(lèi)，其次考慮到各種交通因素和情況與交通狀況和運(yùn)輸情況是否相關(guān)和相關(guān)程度，可以通過(guò)相關(guān)程度的大小來(lái)控制因素從而控制交通狀況和管控?；貧w分析和聚類(lèi)分析則是相關(guān)分析的擴(kuò)充，掌握各個(gè)時(shí)期的車(chē)流和人員的具體分布情況，便于進(jìn)行交通規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)。

2.2 計(jì)算機(jī)視覺(jué)

在對(duì)交通進(jìn)行管制的過(guò)程中，要時(shí)刻關(guān)注到交通的客流和運(yùn)營(yíng)情況，此時(shí)人工智能中的計(jì)算機(jī)視覺(jué)則能很好的對(duì)交通運(yùn)行過(guò)程中的車(chē)輛進(jìn)行觀察。計(jì)算機(jī)視覺(jué)運(yùn)用了數(shù)學(xué)、光學(xué)、人體視覺(jué)等多領(lǐng)域的知識(shí)，將這些知識(shí)運(yùn)用在計(jì)算機(jī)技術(shù)層面上發(fā)展而來(lái)的新興人工智能技術(shù)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)可以充當(dāng)人類(lèi)的眼睛，在對(duì)交通道路的客流和車(chē)流等方面，運(yùn)用圖像識(shí)別和處理技術(shù)可以將重大樞紐的客流和車(chē)流的情況全面識(shí)別出來(lái)，然后根據(jù)其中特殊的算法對(duì)交通出現(xiàn)的情況進(jìn)行指導(dǎo)和疏解，并且能將疏解方案的模式進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果來(lái)對(duì)重大的交通樞紐進(jìn)行交通疏導(dǎo)。

2.3 深度學(xué)習(xí)技術(shù)

深度學(xué)習(xí)技術(shù)是指人工智能中的先進(jìn)深度學(xué)習(xí)和視頻感知技術(shù)，人工智能通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的眾多交通視頻樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，識(shí)別視頻中的交通場(chǎng)景和運(yùn)輸目的，從這些視頻信息中汲取相關(guān)的目標(biāo)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以很好的對(duì)交通場(chǎng)景中人物、車(chē)輛及其行為進(jìn)行計(jì)算機(jī)層面上的描述，從描述中可以提高交通視頻的挖掘性和實(shí)用性，例如，要想車(chē)輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，就能通過(guò)自動(dòng)駕駛車(chē)輛上的傳感器對(duì)車(chē)輛周?chē)沫h(huán)境的變化和場(chǎng)景的移動(dòng)做出分析，分析出來(lái)的結(jié)果可以進(jìn)一步通過(guò)計(jì)算機(jī)中深度學(xué)習(xí)的算法來(lái)進(jìn)行計(jì)算分析，分析出來(lái)的結(jié)果可以為自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)保駕護(hù)航。

3 人工智能在智能交通領(lǐng)域的主要應(yīng)用

3.1 規(guī)劃交通道路

人工智能的智能終端、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)都可以引導(dǎo)交通規(guī)制向著更智能化的方向發(fā)展。智能終端遍布在城市角落的大小樞紐上，收集車(chē)輛狀況和道路環(huán)境信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集完成后通過(guò)終端上傳到云端中，儲(chǔ)存在云文件庫(kù)中，接下來(lái)便是大數(shù)據(jù)技術(shù)的層面了，大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用計(jì)算機(jī)中的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的分類(lèi)、匯總、分析和處理，最后經(jīng)過(guò)總結(jié)數(shù)據(jù)得出了路面交通的狀況和調(diào)配的對(duì)策，通過(guò)這些對(duì)策可以了解到居民的出行規(guī)律、把握居民出行的偏好和地點(diǎn)、準(zhǔn)確的為路段增加樞紐和對(duì)道路路線進(jìn)行設(shè)計(jì)和整合，同時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)到智能交通短期內(nèi)的需求，為交通規(guī)劃決策支持提供有力的依據(jù)。

3.2 落實(shí)公交調(diào)用

公交的使用對(duì)交通壓力有相對(duì)的緩解作用，可以一定程度上減少私家車(chē)的使用和環(huán)境的污染，因此我們需要落實(shí)公交中的調(diào)度，讓公交更好的為人們服務(wù)。人工智能在公交方面的主要應(yīng)用是基于全球定位系統(tǒng)和客流IC卡來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集和整理，IC卡可以保存下客戶(hù)使用的歷史記錄，再由終端對(duì)其進(jìn)行整理上傳至云端系統(tǒng)中。除此之外，還可以利用公交車(chē)輛的GPS系統(tǒng)獲取公交的行駛路線、發(fā)車(chē)時(shí)間、行車(chē)速度和路段情況，在收集好信息和數(shù)據(jù)之后便可以利用人工智能中的一些算法對(duì)客流、行車(chē)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并且進(jìn)行一些細(xì)微的調(diào)整為了能更好的對(duì)未來(lái)公交的客流、運(yùn)行進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3.3 人工智能交通監(jiān)控系統(tǒng)

交通進(jìn)行監(jiān)控的常見(jiàn)方式便是道路上的攝像頭，智能交通監(jiān)控系統(tǒng)則可以通過(guò)計(jì)算機(jī)與攝像頭實(shí)現(xiàn)融合，以攝像頭為媒介通過(guò)圖像檢測(cè)和圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)分析各個(gè)路段的交通狀況和車(chē)流量。智能交通系統(tǒng)可以放置在城市中的重大路段樞紐，對(duì)城市的重大出入口進(jìn)行檢測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止意外交通事故的產(chǎn)生，另外通過(guò)攝像頭對(duì)各個(gè)路段的車(chē)流量、車(chē)輛飽和度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，及時(shí)對(duì)交通信號(hào)燈做出智能化的調(diào)整，控制車(chē)輛的運(yùn)行和停留時(shí)間為緩解交通擁堵做出貢獻(xiàn)。除此之外，交通監(jiān)控系統(tǒng)還可以運(yùn)用在停車(chē)場(chǎng)，對(duì)停車(chē)場(chǎng)的空余車(chē)位進(jìn)行時(shí)刻記錄并對(duì)一些不合法的車(chē)輛做出相應(yīng)的處理。交通監(jiān)控系統(tǒng)可以更好的配合交通管理，達(dá)到綠色交通的目的。

3.4 實(shí)時(shí)路況記錄和指導(dǎo)

目前很多車(chē)輛都裝有GPS系統(tǒng)，GPS系統(tǒng)可以在行車(chē)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)人工智能的交通實(shí)時(shí)路況和路徑規(guī)劃，通過(guò)對(duì)行駛道路進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析評(píng)估，根據(jù)行車(chē)目的地自動(dòng)生成相應(yīng)的路線指導(dǎo)信息，有效的減少車(chē)輛在行駛過(guò)程中花費(fèi)的時(shí)間、人力、物力，對(duì)道路上的車(chē)輛進(jìn)行均勻分配。GPS利用人工智能中的在途導(dǎo)航技術(shù)對(duì)道路進(jìn)行智能算法，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航最短時(shí)間、最短路程的方法。除了實(shí)現(xiàn)在途導(dǎo)航中，人工智能還可以實(shí)現(xiàn)停車(chē)指導(dǎo)，對(duì)停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行智能管理的方式將車(chē)位和停放情況等數(shù)據(jù)上傳至云端，然后便可以對(duì)司機(jī)進(jìn)行停車(chē)的引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)快捷停車(chē)，解決司機(jī)找不到車(chē)位的情況。

4 結(jié)語(yǔ)

人工智能不斷發(fā)展和擴(kuò)大其影響范圍，智能交通在人工智能的幫組下已經(jīng)在領(lǐng)域內(nèi)取得了一定的成果，緩解了交通道路的壓力、縮短了市民出行的時(shí)間、加快了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是人工智能還需要不斷的發(fā)展和完善，爭(zhēng)取改善智能交通領(lǐng)域內(nèi)交通規(guī)劃不足、公交系統(tǒng)應(yīng)變能力不夠、停車(chē)設(shè)施供需不對(duì)應(yīng)等問(wèn)題。本文簡(jiǎn)述了人工智能在智能交通方面的應(yīng)用，人工智能在城市交通方面展現(xiàn)了美好的前景，因此我們需要在未來(lái)不斷完善人工智能行業(yè)的電子軟件、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)，促進(jìn)人工智能和智能交通產(chǎn)生更好的融合。

參考文獻(xiàn)

[1]趙億，闞曉萌.淺析人工智能技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用[J].課程教育研究，2019（41）：30.

[2]陳娜，王備戰(zhàn).淺談人工智能技術(shù)在城市智慧交通領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（14）：44-45.

[3]羅征宇.人工智能技術(shù)在城市智能交通方面的應(yīng)用研究[J].通訊世界，2019，26（05）：244-245.

[4]毛宇琦.人工智能技術(shù)在中小城市交通治理中的應(yīng)用探究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2019（01）：154-156.