人工智能與機器學習技術在智慧城市中的應用

賀志朋

(蘇州健雄職業(yè)技術學院,江蘇 蘇州 215411)

0 引言

智慧城市是在互聯(lián)網(wǎng)、云計算和人工技能等先進技術的融合下所構建而成的創(chuàng)新型智能化、信息化的城市形式。智慧城市的建設期間運用了人工智能和機器學習等相關技術,這不僅是新經(jīng)濟時代的發(fā)展趨勢,也是一種思維轉(zhuǎn)化的重要代表形式。想要將國家建設成數(shù)字化、網(wǎng)絡化的強國,人工智能和機器學習技術在智慧城市中的作用不可忽視。

1 人工智能與機器學習技術的基本概述

人工智能(Artificial Intelligence,AI)技術早在20世紀中期就被提出并發(fā)展,人工智能技術的出現(xiàn)給人類社會的發(fā)展帶來了更多的幫助和價值。人工智能系統(tǒng)可以將某領域中大量專家具備的知識和經(jīng)驗等通過編程的手段將其集中于軟件并儲存在計算機內(nèi)部,可以根據(jù)現(xiàn)有的知識和經(jīng)驗開展推理工作和行為判斷,并模擬專業(yè)人士,為人們提供所需要的建議和觀點。

機器學習主要指的是進行系統(tǒng)性和綜合性的知識識別,針對原有的機械能力和其他學習能力實現(xiàn)科學有效的提升,并在此基礎上獲得全新的技能、知識儲備。機器學習所表現(xiàn)的學習模式和人類實際的學習模式有一定的相似之處,如果不采取系統(tǒng)性學習或沒有及時有效地掌握學習方法,往往無法獲取問題的解決策略。根據(jù)數(shù)據(jù)類型的差異分析,數(shù)學建模也有所不同。在機器學習或人工智能領域中,大多數(shù)人會考慮算法的學習方式。在機器學習中,類型不一的學習方式可以將算法依據(jù)自身的學習方式加以分類。機器算法分類中較為常見的機器學習和最常用的算法是回歸算法,是利用誤差衡量探索變量間關系的一種算法。在機器學習領域中,回歸算法包含諸多種類,常見的算法線性回歸是最簡便的模式,利用一個連續(xù)的平面模擬整合數(shù)據(jù)信息,集成方法可以利用數(shù)據(jù)的循環(huán)分割配制出不同的分支為分離信息增益。

2 人工智能與機器學習技術在智慧城市中的實踐應用

在智慧城市的建設階段,人工智能技術下的圖像識別技術已經(jīng)廣泛應用于多個領域當中,在此技術幫助下,所成立的圖像識別技術體系具有多種功能,比如指紋識別、步態(tài)識別、人臉識別等。這些技術推動著我國信息化技術的發(fā)展。因此,人工智能與機器學習技術在智慧城市中的具體應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 步態(tài)識別

步態(tài)識別主要是通過人的行走方式和表現(xiàn)形態(tài)在無法控制的狀態(tài)下完成其身份驗證和識別。相關研究調(diào)查表明,人類的步態(tài)主要含有24 種類型各異的成分。如果充分考慮這20 多種成分,步態(tài)可以成為人類個體的獨有形態(tài),與虹膜識別和指紋識別等傳統(tǒng)識別方式相比,步態(tài)識別具有自然、真實、不易偽裝的優(yōu)勢特征。在這些優(yōu)勢的基礎上,步態(tài)識別在智慧城市的建設及其他領域方面都有更深的造詣[1]。

步態(tài)識別主要應用于安防領域。首先,步態(tài)識別技術應用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,不僅可以在消防治安、處理案件和反恐等方面充分發(fā)揮巨大價值,還可以在短時間內(nèi)針對監(jiān)控中的犯罪嫌疑人進行從上到下的勘測和判斷。其次,步態(tài)識別還可以在財產(chǎn)安全方面發(fā)揮出功效,針對價值昂貴、意義重大物品的保管。在融入步態(tài)識別技術以后,物品中存在的傳感器會根據(jù)來往人的步態(tài)進行深入分析,以判斷此人是否存在盜竊、毀壞或其他不良的動機,并根據(jù)實際情況發(fā)出強烈的警示響鈴。最后,步態(tài)識別也可以應用于醫(yī)學領域。因為身體康健的人與存在健康問題的人在走路方式和形態(tài)方面存在差異性,通過步態(tài)識別的應用,可以短時間內(nèi)判斷出人的身體是否出現(xiàn)問題。如果身體抱恙,可以快速查找出是身體的哪項器官指標出現(xiàn)問題。

2.2 人臉識別

人臉識別技術是人工智能和機器學習中最具有代表性的身份鑒別技術,在諸多領域中都有廣泛的應用。(1)人臉識別在安防領域的應用?，F(xiàn)階段,社會發(fā)展中的高清監(jiān)控設備已經(jīng)全面普及并應用,為人臉識別技術的實施提供了保證。出現(xiàn)案情后可以在視頻錄像中對嫌疑人的面部特征加以提取,并針對其周邊活動為案件的分析探究提供條件。在出現(xiàn)案情后,可以通過監(jiān)控錄像查找嫌疑人的體態(tài)及面部特征,并對其小范圍的活動實施捕捉獲取,為案件的分析提供幫助。(2)人臉識別在金融領域的應用。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們購買產(chǎn)品所采用的資金付款方式越來越多,二維碼等先進的付款方式往往會存在一些不安全的因素,無法滿足人們多方面需求。與之相比可以看出,刷臉支付的資金付款類型更具有唯一性和安全性優(yōu)勢,逐漸得到社會人群的認可。(3)人臉識別在門禁管理方面的應用。門禁系統(tǒng)是保證人們居住環(huán)境安全的重要配置。因為人臉的唯一性和不易復制性為其身份鑒別提供有效的基礎保障,通過對人臉的掃描識別可以作為開門的特殊“鑰匙”。小區(qū)可以通過門禁系統(tǒng)清晰地記錄單元樓中住戶的面貌,不僅有效保證住戶的人身安全,防止外來人員隨意進出小區(qū),還減少了因丟失鑰匙帶來的困擾?，F(xiàn)階段,人臉識別主要由3 種應用模式組成,分別為:1 ∶1人臉識別、1 ∶N 人臉識別、M ∶N動態(tài)布控。1 ∶1識別主要對當前出現(xiàn)的人臉與數(shù)據(jù)庫中存在的人像特征進行比較,并在短時間獲取匹配過程,主要體現(xiàn)在刷臉檢票、登機和支付等。1 ∶N 指的是在大量人像數(shù)據(jù)庫中查詢出當前用戶的人臉數(shù)據(jù)展開匹配。簡單來說就是在N 個人當中篩選出1 個目標。M ∶N 是通過計算機針對指定范圍存在的個體實施人臉對比,主要應用于VIP 客戶管理系統(tǒng)和校園人臉識別系統(tǒng)等多個領域[2]。

2.3 步態(tài)識別和人臉識別融合技術的應用

在人工智能與機器學習技術應用范圍中,步態(tài)識別技術和人臉識別技術相結合受智慧城市建設的認可度較高。比如,應用的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(DataBase Network,DBN)深度置信網(wǎng),構建多個具有一定限制的堆疊效應體系。通常情況下,這兩種識別技術有效融合后所構造的網(wǎng)絡空間層中主要涵蓋隱藏層和顯著層兩種形式,通過這兩種層次的假設分布控制玻爾茲曼模型建設的具體要求和標準,其應用價值不容小覷。從整體目光來看,步態(tài)識別與人臉識別有效結合和應用期間利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡和全連接層等網(wǎng)絡構建方式,重點強調(diào)對設計范圍內(nèi)距離的減小,有效控制對網(wǎng)絡訓練的聯(lián)合監(jiān)督,根據(jù)范圍內(nèi)的距離方向和目標,并采取相關的技術融合應用手段。

2.4 智能醫(yī)療

醫(yī)療事業(yè)中引入人工智能技術不僅可以有效加強醫(yī)療救護水平,還可以在根本上為人民群眾提供人身和財產(chǎn)安全保障。一般情況下,醫(yī)療衛(wèi)生的相關單位可以構建智能化、先進化的醫(yī)療系統(tǒng),并在此平臺中收集、查閱更多與患者相關的信息資源,為后續(xù)的救治工作提供信息依據(jù)。與此同時,醫(yī)院可以利用智能醫(yī)療系統(tǒng)針對出現(xiàn)病情的病人采取遠程診斷、醫(yī)治和身體檢查,為身處不同地域位置的患者提供有效的醫(yī)療服務,減少醫(yī)療人員與傳染病患者的身體接觸,控制病毒的擴散和傳播?，F(xiàn)階段,人工智能在醫(yī)療機構中最廣泛應用的是智能報警設置,在病床旁邊安放警示按鈴,不同樓層的醫(yī)療室作為主要控制場所。如果有病人出現(xiàn)突發(fā)情況或其他問題時,可以在第一時間按下警報鈴告知醫(yī)護人員。

2.5 智慧交通

在城市現(xiàn)代化建設的進程發(fā)展期間,汽車的使用數(shù)量逐漸增多,城市的交通堵塞問題越來越嚴重。使用圖像識別技術深入分析道路的交通情況,可以為交通管理部門提供動態(tài)化的道路車流量相關數(shù)據(jù)和信息,并對道路上的信號指示進行合理調(diào)整,實現(xiàn)有效的交通疏導。將人工智能技術引入智能地圖的集成中,可以對在外出行的具體路線進行科學合理的策劃,并針對實際的交通狀況完成智能化和現(xiàn)代化的調(diào)控,有效控制交通道路當中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象[3]。

3 結語

綜上所述,智慧城市已經(jīng)逐漸成為人類社會發(fā)展當中主要途徑,人工智能技術和機器學習技術在相互融合中,為智慧城市的建設和發(fā)展提供了更多的技術支持和經(jīng)濟保障,促進我國精神文明和物質(zhì)文化的快速發(fā)展,滿足社會廣大人民群眾在生產(chǎn)生活中的多方面需求。