人工智能在智慧城市中的應(yīng)用和發(fā)展前景

韓 英，石丹佳

（洛陽科技職業(yè)學(xué)院，河南 洛陽 471000）

1 人工智能與智慧城市的含義

1.1 人工智能的含義

“人工智能”一詞最早于1960年左右被提出，但僅在科學(xué)技術(shù)發(fā)展五十年后取得一定進(jìn)步的現(xiàn)代社會(huì)中才逐漸為人們所了解并接受。字面意義上來講，“人工智能”可以分為“人工”與“智能”兩方面，而“智能”則是核心因素。“人工智能”就是將最新、最先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到機(jī)器人身上，以便代替人類去完成較為復(fù)雜和危險(xiǎn)的工作，具有取代人類的思想和行動(dòng)。經(jīng)過分析大量數(shù)據(jù)與研究，結(jié)果表明人工智能技術(shù)已涵蓋了較為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在信息產(chǎn)業(yè)時(shí)代的背景下的主要目的是研究智能機(jī)器。

1.2 智慧城市的含義

智慧城市是使用先進(jìn)技術(shù)，例如云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)來創(chuàng)建的智慧城市模型。借助先進(jìn)的信息方法來分析城市規(guī)劃、城市交通、社會(huì)保障、人民生活政策等諸多領(lǐng)域，并對(duì)這些領(lǐng)域做出快速及時(shí)響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)智能化和智慧化的城市管理。當(dāng)前我國國內(nèi)許多城市的發(fā)展都面臨著空氣污染、垃圾污染、水污染、交通擁堵和資源枯竭等問題，對(duì)公民的健康和生計(jì)產(chǎn)生了不利影響，阻礙了城市的可持續(xù)發(fā)展[1]。為了解決這些問題，營造綠色和諧的生活環(huán)境，急需通過建設(shè)智慧城市來促進(jìn)市民生活方式的改變，因而智慧城市的構(gòu)建具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 人工智能中的主要技術(shù)

人工智能是模擬人類思想、意識(shí)和其他內(nèi)容的過程，是通過計(jì)算機(jī)模擬特定人類思維過程或智能行為的一門學(xué)科。人工智能領(lǐng)域包括7項(xiàng)主要的技術(shù)：機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜、自然語言處理、人機(jī)交互、計(jì)算機(jī)視覺、生物特征識(shí)別和AR/VR[2]。

2.1 機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是指計(jì)算機(jī)通過模擬或?qū)W習(xí)人類的行為，獲得新的知識(shí)和技能。人工智能技術(shù)主要以深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等算法研究為基礎(chǔ)，并為機(jī)器設(shè)置了自主學(xué)習(xí)和提高性能的能力，主要應(yīng)用于壓縮技術(shù)、安全防護(hù)、數(shù)據(jù)中心、智能家居和公共安全等領(lǐng)域。

2.2 知識(shí)圖譜

知識(shí)圖譜是指通過關(guān)系網(wǎng)絡(luò)將不同類別的信息整合到一起，常見的數(shù)據(jù)挖掘方法主要包括靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析和異常分析，主要應(yīng)用于電子商務(wù)、金融風(fēng)險(xiǎn)管理和公共安全刑事調(diào)查等方面。

2.3 自然語言處理

自然語言處理包括機(jī)器翻譯、問答系統(tǒng)和機(jī)器閱讀等，自然語言處理可以實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間使用自然語言來進(jìn)行有效的溝通，主要應(yīng)用于電子商務(wù)、文化娛樂以及金融等方面。

2.4 人機(jī)交互

人機(jī)交互指的是以特定的交互方式來實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間交換信息的過程，是人工智能領(lǐng)域的重要外圍技術(shù)，其主要應(yīng)用于智能教育、游戲控制和外科手術(shù)操作學(xué)習(xí)等方面。

2.5 計(jì)算機(jī)視覺

計(jì)算機(jī)視覺是指計(jì)算機(jī)通過獲得近似于人類的提取、處理、理解、分析圖像及圖像排序等能力，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行更加準(zhǔn)確地識(shí)別、測(cè)量和計(jì)算，主要應(yīng)用于無人駕駛、機(jī)器人技術(shù)和智能醫(yī)學(xué)等方面。

2.6 生物特征識(shí)別

生物識(shí)別技術(shù)是一種利用人體獨(dú)特的生理特征，例如面部、虹膜、指紋、靜脈、聲紋和步態(tài)來對(duì)個(gè)人進(jìn)行身份鑒定的一項(xiàng)技術(shù)，主要應(yīng)用于日常事務(wù)之中，例如安全檢查、開鎖、取款、付款、社會(huì)保障、考試和考勤等。

2.7 VR/AR

VR主要是指通過模擬三維空間來構(gòu)建的虛擬世界，旨在強(qiáng)調(diào)虛擬世界的視聽效果及觸覺體驗(yàn)，主要應(yīng)用于虛擬教育和城市規(guī)劃等領(lǐng)域。AR是在實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上將VR所產(chǎn)生的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)環(huán)境之間的環(huán)境相融合，通過利用虛擬信息來增進(jìn)對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的理解，主要是在輔助教育和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域中發(fā)揮作用。

3 人工智能在智慧城市當(dāng)中的應(yīng)用

3.1 智能化監(jiān)控

自19世紀(jì)80年代以來，由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷深入發(fā)展和廣泛應(yīng)用，監(jiān)控系統(tǒng)也隨之得到了迅速發(fā)展，并已廣泛應(yīng)用于城市生活中的各個(gè)領(lǐng)域。但是，如何有效地利用日益復(fù)雜的信息和數(shù)據(jù)提高監(jiān)控信息和數(shù)據(jù)的利用率，是當(dāng)今智慧城市在建設(shè)和發(fā)展的過程中急需解決的問題。隨著人工智能的不斷普及與深入發(fā)展，目前在一定程度上有效解決了該問題。尤其是面部識(shí)別與指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，極大地幫助了公安等部門迅速從眾多監(jiān)控視頻中找到有用的線索，提高檢測(cè)率，以促進(jìn)社會(huì)的和諧發(fā)展。與此同時(shí)，智能化監(jiān)控系統(tǒng)也被廣泛應(yīng)用于與公共生活密切相關(guān)的其他領(lǐng)域，例如防盜門和保險(xiǎn)箱等，在增強(qiáng)信息安全性和實(shí)用性，保護(hù)客戶利益等方面做出了重要貢獻(xiàn)。

3.2 智能化居住

在人們的居住方面合理化應(yīng)用人工智能技術(shù)可以為人們提供一種更為便利、快捷的生活方式，滿足人們的住房要求。智能家居不僅可以改善人們居住的舒適性和安全性，而且還可以滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械膫€(gè)性化需求。居住者可以通過使用人工智能技術(shù)自動(dòng)地打開和關(guān)閉門窗，為人們帶來便捷的同時(shí)優(yōu)化他們的居住環(huán)境。以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)，大力研發(fā)并創(chuàng)新無線傳感器，并使用不同類型的集成微傳感器協(xié)助實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)，并始終在不同環(huán)境中都能夠保持最佳狀態(tài)[3]。換句話說，采用人工智能技術(shù)可以使人們的家庭生活更加安全。除此之外，通過使用互聯(lián)網(wǎng)可以幫助用戶遠(yuǎn)程控制家庭智能系統(tǒng)，通過科學(xué)合理地使用人工智能技術(shù)可以幫助人們更加容易地解決生活中的許多問題，對(duì)于促進(jìn)智能家居的未來發(fā)展也具有十分積極的意義。

3.3 智能化交通

隨著城市的不斷發(fā)展，汽車的數(shù)量也在逐年增加，使得城市的交通擁堵成了一個(gè)大問題。通過使用圖像識(shí)別技術(shù)來實(shí)時(shí)分析道路交通狀況，幫助交通管理部門及時(shí)獲取道路交通的流量信息，并及時(shí)智能地調(diào)整信號(hào)燈以達(dá)到疏導(dǎo)交通的目的。智能地圖可以利用人工智能技術(shù)來收集路況信息，為行進(jìn)路線制定合理的計(jì)劃，對(duì)交通實(shí)現(xiàn)智能化控制，有效改善交通擁堵情況。通過利用以上信息技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)分析整個(gè)城市、地區(qū)、商業(yè)圈等的交通情況，詳細(xì)地挖掘和調(diào)查歷史數(shù)據(jù)，便于制定并執(zhí)行全面的交通管理應(yīng)急指揮計(jì)劃。對(duì)于一些主要的交叉路口和主要節(jié)點(diǎn)來說，可以制定完整的應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃，以減輕這些位置的交通擁堵。

3.4 智能化醫(yī)療

在當(dāng)今工業(yè)化、城市化進(jìn)程不斷加速推進(jìn)的時(shí)代背景下，在醫(yī)療領(lǐng)域中融合應(yīng)用人工智能技術(shù)可以更加有效地保護(hù)人們的健康和生命安全，同時(shí)還在一定程度上提高了醫(yī)療水平。醫(yī)療機(jī)構(gòu)和保健行業(yè)可以通過智能化醫(yī)療平臺(tái)來了解患者的所有相關(guān)信息，為患者后接受治療時(shí)提供便利與幫助，提高工作效率。此外，醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以結(jié)合使用多種智能醫(yī)療設(shè)備來對(duì)患者進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷、探視及治療。智能警報(bào)設(shè)備是醫(yī)療和健康衛(wèi)生行業(yè)所使用最為廣泛的人工智能技術(shù)，可及時(shí)防止病情惡化并得到有效的救助。

4 人工智能在智慧城市中的發(fā)展前景

人工智能的發(fā)展已經(jīng)逐漸趨于完備和成熟，并在許多的領(lǐng)域之中都得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)這些領(lǐng)域?qū)θ斯ぶ悄芗夹g(shù)也提出了新的要求。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)和其他領(lǐng)域發(fā)展的杰出產(chǎn)物，也證明了人們的生活水平朝著現(xiàn)代化、智能化和人性化的方向逐步發(fā)展[4]。在這種情況下，如何科學(xué)合理地利用人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)來加速物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為人們進(jìn)一步提高人工智能技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的必然選擇。鑒于當(dāng)前人工智能的發(fā)展方向，預(yù)計(jì)未來人工智能將在促進(jìn)智慧城市的同時(shí)在物聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)和其他網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域發(fā)揮出更大的作用。在應(yīng)用人工智能建設(shè)智慧城市的過程中，人工智能還可以應(yīng)用于教育、旅游、文化建設(shè)等不同方面。文化是智慧城市發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力，只有促使人民的理想道德素質(zhì)和文化水平達(dá)到智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)，我們才能真正地建設(shè)起智慧城市?，F(xiàn)如今，人們對(duì)物質(zhì)追求的熱情正逐步向精神文化方面轉(zhuǎn)移，這也是人工智能未來的發(fā)展方向之一。智慧城市的建設(shè)需要依靠每個(gè)城市居民的共同努力。

5 結(jié)語

總而言之，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于智慧城市的建設(shè)，已成為當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。相信在未來人工智能會(huì)在智慧城市的建設(shè)之中發(fā)揮出越來越重要的作用。為此，有必要充分利用人工智能技術(shù)來逐步創(chuàng)建美麗的智慧城市。