人工智能和邊緣計(jì)算助力智慧交通發(fā)展

吳顯德

（浙江華是科技股份有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引 言

智慧交通是智慧城市的重要組成部分，在交通建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理期間使用靈活機(jī)動(dòng)的人工智能與邊緣計(jì)算手段，能夠有效緩解傳統(tǒng)交通系統(tǒng)管制壓力，進(jìn)一步優(yōu)化智慧交通功能，提升智慧交通下交通數(shù)據(jù)分類(lèi)、處理與判別能力。現(xiàn)階段，交通體系的完善工作需要將多類(lèi)信息智慧化管理與整合融為一體，切實(shí)優(yōu)化智慧交通功能，使交通行業(yè)更加智慧化。

1 智能技術(shù)概述

1.1 人工智能概念

人工智能是計(jì)算機(jī)分支，通過(guò)仿照人腦完成各項(xiàng)工作。人工智能技術(shù)主要基于數(shù)字化對(duì)各功能進(jìn)行優(yōu)化及完善，使生產(chǎn)設(shè)備及管理系統(tǒng)能夠具備類(lèi)似人類(lèi)感知力、記憶力、學(xué)習(xí)力、適應(yīng)力以及行為決策力等功能，最大限度大眾多元化要求。人工智能可以采用與人類(lèi)思維模式相近的方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更為高效的處理及反饋，并針對(duì)外界環(huán)境情況作出重要決策。

人工智能技術(shù)是目前最為頂端的技術(shù)體系，能夠融入所有領(lǐng)域，問(wèn)題處理效率更為顯著，能夠有效替代傳統(tǒng)人工處理方式。

1.2 邊緣計(jì)算原理

邊緣計(jì)算主要就是在靠近物與數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)與應(yīng)用能力為一體的開(kāi)放式平臺(tái)，并基于網(wǎng)絡(luò)邊緣將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行粗略分類(lèi)，并將數(shù)據(jù)在邊緣處進(jìn)行處理，進(jìn)一步縮短時(shí)間延遲，增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理效率。

邊緣計(jì)算具有去中心化特征，與區(qū)塊鏈技術(shù)類(lèi)似，可以將應(yīng)用、存儲(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能從中心散發(fā)至邊緣。基于就近原則，實(shí)現(xiàn)服務(wù)智能化目標(biāo)。同時(shí)，邊緣計(jì)算具備非寡頭化特征，使物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算等技術(shù)能夠充分融合在一起。此外，邊緣計(jì)算技術(shù)具備萬(wàn)物邊緣化特質(zhì)，實(shí)際應(yīng)用較為普遍。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛普及，邊緣計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用能夠持續(xù)加快物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速率[1]。

尖端邊緣處理計(jì)算技術(shù)不僅可以從根本上提升信息處理速率，還可以有效節(jié)省系統(tǒng)在存儲(chǔ)、中心運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴某杀?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低成本與綠色化目標(biāo)[2]。

2 智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀

在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展早期階段，各國(guó)就將計(jì)算機(jī)技術(shù)與交通領(lǐng)域相結(jié)合，從交通視頻監(jiān)控、信號(hào)控制以及車(chē)路協(xié)同方面進(jìn)行交通系統(tǒng)升級(jí)工作。后續(xù)智能交通信號(hào)及中心管理系統(tǒng)陸續(xù)建成，實(shí)現(xiàn)了車(chē)與車(chē)、車(chē)與路的協(xié)同管理目標(biāo)。通過(guò)建設(shè)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，最大限度降低交通事故發(fā)生幾率，最終構(gòu)建出實(shí)時(shí)處理能力與跨區(qū)域管理能力下的一體化智慧交通體系[3]。

目前，智慧交通發(fā)展方向依舊在交通管理及車(chē)輛運(yùn)行安全方面，通過(guò)增強(qiáng)車(chē)輛運(yùn)行時(shí)的感知能力，配合使用射頻、車(chē)載及無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)車(chē)輛信息一體化、環(huán)境感知目標(biāo)，切實(shí)提升了交通運(yùn)行期間的安全性。

相較于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)智慧交通發(fā)展起步較晚，實(shí)際研究不夠深入。早期智慧交通主要趨向于信息采集與數(shù)據(jù)管理方面管理，解決交通擁堵問(wèn)題。隨著信息技術(shù)與人工智能技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，各大智能交通管理及出行服務(wù)均獲得了顯著成果。通過(guò)在原交通線(xiàn)路中安裝智能化交通信號(hào)控制系統(tǒng)與行車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)，切實(shí)提升了交通運(yùn)行安全水平。

3 智慧交通發(fā)展方向

3.1 建設(shè)管理智慧化

智慧交通發(fā)展還需要與各種先進(jìn)技術(shù)有機(jī)融合在一起，如云計(jì)算與人工智能技術(shù)。這些技術(shù)工程統(tǒng)籌發(fā)展期間具有顯著的實(shí)踐價(jià)值。通過(guò)使用不同的先進(jìn)技術(shù)，提升智慧交通建設(shè)的質(zhì)量與效率，保障工程綜合建設(shè)水平。在未來(lái)智慧交通發(fā)展過(guò)程中，還需要與社會(huì)節(jié)能環(huán)保發(fā)展步調(diào)相符、有效降低污染物排放量，避免交通行業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作產(chǎn)生較大沖突[4]。

對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行智慧化管理，結(jié)合工程實(shí)際建設(shè)要求設(shè)置適宜的施工設(shè)備參數(shù)，完善施工設(shè)備功能，確保設(shè)備能夠始終處于高質(zhì)高效的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 運(yùn)營(yíng)管理智慧化

我國(guó)交通行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，運(yùn)營(yíng)管理智慧化在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮出了重要作用。在智慧交通發(fā)展過(guò)程中，需要以管理信息化為基礎(chǔ)，為實(shí)際運(yùn)營(yíng)期間的管理層行為管理及重大事項(xiàng)決策提供數(shù)據(jù)支撐。在交通管理工作開(kāi)展期間，需要重點(diǎn)關(guān)注智慧交通設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維管理等工作，發(fā)揮出企業(yè)決策層的操作價(jià)值。同時(shí)，在階段性管理任務(wù)的實(shí)踐調(diào)查工作開(kāi)展期間，應(yīng)當(dāng)結(jié)合這些工程反饋特征開(kāi)展計(jì)算工作，最大限度發(fā)揮出智慧化網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)的管理功能，切實(shí)保障交通運(yùn)營(yíng)建設(shè)全過(guò)程綜合效益。配備功能完善的智慧化傳感設(shè)施，采用數(shù)據(jù)抓取采集與數(shù)據(jù)處理等方式，對(duì)存在于道路交通運(yùn)營(yíng)期間的不穩(wěn)定因素進(jìn)行及時(shí)處理。智慧交通發(fā)展期間，管理人員需要重點(diǎn)關(guān)注生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新及突破，從多維度管理過(guò)程智慧化指標(biāo)，確保智慧化工作始終趨向于穩(wěn)定可靠化開(kāi)展[5]。

3.3 信息溝通智慧化

智慧交通發(fā)展應(yīng)充分發(fā)揮出信息儲(chǔ)備方面的優(yōu)勢(shì)，著重關(guān)注信息溝通的智慧化發(fā)展，選擇出綜合生產(chǎn)能力最強(qiáng)的合作對(duì)象。例如，在交通線(xiàn)路建設(shè)過(guò)程中，需要結(jié)合不同企業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)選擇適宜的合作對(duì)象，保證交通項(xiàng)目建設(shè)工作高質(zhì)高效開(kāi)展。

4 人工智能與邊緣計(jì)算在智能交通中的具體應(yīng)用

人工智能技術(shù)所具備的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)應(yīng)用功能可為交通行業(yè)智慧化發(fā)展帶來(lái)巨大便利。在智慧交通管理輔助以及效率判斷上節(jié)省了更多的人力與物力資源。此外，數(shù)據(jù)中心一體化信息管理功能可以進(jìn)一步增強(qiáng)交通信息的智慧化、產(chǎn)業(yè)化、全面化水平[6]。

交通智慧監(jiān)管信息化開(kāi)展過(guò)程中，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的儲(chǔ)存與分析能力更加完善，能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域間資源共享與信息之間的高效互通。通過(guò)使用移動(dòng)通信以及定位技術(shù)手段，從根本上保障了信息數(shù)據(jù)的真實(shí)性與時(shí)效性，為數(shù)字化城市建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。交通相關(guān)行業(yè)的升級(jí)與技術(shù)發(fā)展也進(jìn)一步帶動(dòng)了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率，對(duì)保障大眾生產(chǎn)生活質(zhì)量具有重大意義。

在邊緣計(jì)算技術(shù)中，智慧交通主要就是在現(xiàn)有應(yīng)用體系下，對(duì)復(fù)雜程序進(jìn)行處理。首先，收集大量實(shí)時(shí)智能交通數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、挖掘與再處理，并且可以有效傳輸給大數(shù)據(jù)平臺(tái)，更為精準(zhǔn)地將車(chē)輛移動(dòng)數(shù)據(jù)以及交通實(shí)時(shí)出行量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與利用，判定各區(qū)域擁堵情況、道路位置等；其次，將分析數(shù)據(jù)結(jié)果傳輸給邊緣側(cè)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化與智能化感知，從宏觀(guān)至局部給予信號(hào)實(shí)施策略；再次，借助智能化指揮交通區(qū)域流量以及誘導(dǎo)設(shè)置方法，實(shí)現(xiàn)交通環(huán)境高效率管理目標(biāo)，并借助信號(hào)調(diào)優(yōu)方案，增強(qiáng)重點(diǎn)路段運(yùn)行速度；最后，利用邊緣計(jì)算能力對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)高效運(yùn)行目標(biāo)[7]。

5 人工智能與邊緣計(jì)算在智能交通中的融合應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 構(gòu)建功能完善的信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

在國(guó)家大政策引導(dǎo)下，智慧交通肩負(fù)起提升社會(huì)整體生產(chǎn)力的重要職責(zé)?，F(xiàn)階段，信息技術(shù)已然成為各領(lǐng)域生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)建設(shè)的重要趨勢(shì)，通過(guò)開(kāi)發(fā)信息系統(tǒng)設(shè)施，提高生產(chǎn)質(zhì)量以及效率。智慧交通發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)以構(gòu)建功能完善的信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為基礎(chǔ)，做好機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)期間的信號(hào)、數(shù)據(jù)、質(zhì)量與程序設(shè)置工作。

管理部門(mén)嚴(yán)格遵循以人為本原則，在交通設(shè)備建設(shè)與運(yùn)維管理期間滿(mǎn)足地區(qū)交通運(yùn)輸要求，以一種更為高效、低成本的方法開(kāi)展運(yùn)營(yíng)管理工作。

將人工智能技術(shù)與邊緣計(jì)算方式共同應(yīng)用在智慧交通體系中時(shí)，需要將智慧交通改造工作在良性的外部條件下實(shí)施，形成一種固有的改革體系，使智慧化改造工作能夠滿(mǎn)足我國(guó)國(guó)情。著重建立一個(gè)開(kāi)放性的可重構(gòu)智能系統(tǒng)，為后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)的升級(jí)與改造提供必要空間[8]。

人工智能與邊緣計(jì)算技術(shù)在現(xiàn)階段實(shí)施過(guò)程中依然存在較多問(wèn)題。例如，邊緣計(jì)算設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境下難以實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的運(yùn)行，需要對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。邊緣計(jì)算下智能設(shè)備還需要結(jié)合任務(wù)的不同合理選擇適宜型號(hào)，期間必須要設(shè)置統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)智慧化交通系統(tǒng)整體改造水平。

5.2 重點(diǎn)關(guān)注并應(yīng)用先進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能科學(xué)最新成果

為從根本上提升智慧交通智慧化改造水平，還需要重點(diǎn)關(guān)注計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能科學(xué)最新成果的應(yīng)用。首先，積極引進(jìn)先進(jìn)的智慧化改造理念及方式，理清智慧化改造脈絡(luò)；其次，要求智慧交通改革工作應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體問(wèn)題明確改造方向；最后，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)建設(shè)要求，提出智慧化改造方向及要點(diǎn)，確保智慧化改造工作能夠在增強(qiáng)地區(qū)核心競(jìng)爭(zhēng)水平、滿(mǎn)足各生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)建設(shè)需求中發(fā)揮出重要作用。

將人工智能技術(shù)與邊緣計(jì)算技術(shù)有機(jī)融合在一起，充分發(fā)揮出邊緣計(jì)算、人工智能技術(shù)之間的優(yōu)勢(shì)。從邊緣計(jì)算賦能人工智能維度，借助構(gòu)建起深度模型方式，對(duì)網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)展開(kāi)部署，確保人工智能技術(shù)與邊緣計(jì)算基礎(chǔ)能夠更好地運(yùn)用在智慧交通發(fā)展過(guò)程中[9]。

5.3 重點(diǎn)關(guān)注安全風(fēng)險(xiǎn)管控工作

在人工智能與邊緣計(jì)算技術(shù)中，無(wú)論后續(xù)出現(xiàn)了怎樣的組合方式，均離不開(kāi)制造、傳感、控制、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)間的融合。將人工智能技術(shù)真正推向于邊緣化發(fā)展的過(guò)程十分漫長(zhǎng)，并面臨著各類(lèi)挑戰(zhàn)及局限，在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題更加突出。

邊緣計(jì)算類(lèi)似連接數(shù)據(jù)世界與物理世界的入口，現(xiàn)階段智能邊緣設(shè)備數(shù)量快速增長(zhǎng)，在信息系統(tǒng)中的新型攻擊矢量更為復(fù)雜，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、確定性、多樣性提出了更高要求。雖然邊緣計(jì)算能夠使信息網(wǎng)絡(luò)中的安全部件更為接近攻擊源，并啟動(dòng)高效安全應(yīng)用系統(tǒng)，增加分層數(shù)量、抵御核心侵犯以及風(fēng)險(xiǎn)，但是人工智能時(shí)代下，數(shù)據(jù)的收集、使用及處理無(wú)一不面臨著新的安全風(fēng)險(xiǎn)。在數(shù)據(jù)生命周期內(nèi)，不間斷地受到黑客攻擊、系統(tǒng)安全漏洞的影響，導(dǎo)致交通體系信息安全無(wú)法得到根本上保障，需要在發(fā)展智慧交通過(guò)程中，著重加強(qiáng)信息安全管控力度，不斷增強(qiáng)信息安全管控水平[10]。

開(kāi)發(fā)出具備較高安全效益的人工智能與邊緣化計(jì)算網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，加大網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)安全漏洞問(wèn)題審查力度，結(jié)合智慧交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)要求，制定專(zhuān)項(xiàng)保護(hù)措施，從根本上提升信息網(wǎng)絡(luò)的安全性。為防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受黑客攻擊而出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題，還需要做好數(shù)據(jù)備份及維護(hù)工作。對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行定期殺毒，并設(shè)置不同訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。通過(guò)在智慧化交通工程中使用防火墻，將信息網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)隔離，避免計(jì)算機(jī)病毒滲入到內(nèi)網(wǎng)中，導(dǎo)致重要信息丟失等問(wèn)題。

6 結(jié) 論

綜上所述，智慧交通發(fā)展水平對(duì)推動(dòng)城市化建設(shè)進(jìn)程意義重大。在現(xiàn)階段智慧交通發(fā)展過(guò)程中，需要將實(shí)際管理目標(biāo)放置在行車(chē)安全、交通流暢性以及物流運(yùn)輸效率的提升等方面。將人工智能技術(shù)與邊緣計(jì)算技術(shù)應(yīng)用在智慧交通發(fā)展過(guò)程中，可進(jìn)一步增強(qiáng)智慧交通發(fā)展期間的整體管控力度，但也需要制定出更為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，為在智慧交通領(lǐng)域發(fā)展并推廣人工智能與邊緣計(jì)算技術(shù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。