AI技術(shù)在智能停車管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳香

摘要：人工智能（AI）技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支，當(dāng)前全球科技發(fā)展的熱點(diǎn)，在多個(gè)領(lǐng)域都已經(jīng)取得突出的成就，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本文主要探討，將AI技術(shù)用于智能停車管理系統(tǒng)中，取代傳統(tǒng)的車牌識(shí)別技術(shù)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及人工繳費(fèi)系統(tǒng)等，進(jìn)一步優(yōu)化智能停車管理系統(tǒng)，提升執(zhí)行效率，提高智能和自動(dòng)化程度，降低管理成本，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)和前景做出思考。

Abstract： As an important branch of computer science， artificial intelligence （AI） technology has made outstanding achievements in many fields and has wide application value. This paper mainly discusses the application of AI technology in the intelligent parking management system， replacing the traditional license plate recognition technology， data management system and artificial payment system， further optimizing the intelligent parking management system， improving the efficiency of implementation， improving the level of intelligence and automation， reducing the management cost， and thinking about its development trend and prospect.

關(guān)鍵詞：AI技術(shù);智能停車;車牌識(shí)別;數(shù)據(jù)管理

Key words： AI technology;intelligent parking;license plate recognition;data management

中圖分類號(hào)：TP18? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）34-0193-02

0? 引言

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一門綜合性強(qiáng)的交叉學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等眾多科學(xué)領(lǐng)域[1]，從誕生至今已經(jīng)在很多領(lǐng)域取得一定的成就。隨著人工智能技術(shù)的成熟和普及，智能停車管理系統(tǒng)也進(jìn)行中轉(zhuǎn)變和升級(jí)，利用AI技術(shù)使得系統(tǒng)越來越智能化，并逐步實(shí)現(xiàn)無人管理，最終實(shí)現(xiàn)車輛出入和場(chǎng)內(nèi)車輛的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的綜合管理。

1? AI技術(shù)概述

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代向智能化時(shí)代的邁進(jìn)，AI技術(shù)早已悄無聲息的進(jìn)入生活的領(lǐng)域，同時(shí)也引領(lǐng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和設(shè)備的研發(fā)進(jìn)行著轉(zhuǎn)型和升級(jí)。AI技術(shù)跟已有的很多學(xué)科相比，既相似又不同，是融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、心理學(xué)和控制技術(shù)等多種學(xué)科的核心技術(shù)，通過對(duì)當(dāng)下的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)予以整合來實(shí)現(xiàn)的人工智能[2]，具有以下特點(diǎn)：

1.1 信息處理能力

AI技術(shù)具有強(qiáng)大的信息處理能力，能夠?qū)D像、文字、語(yǔ)音等信息進(jìn)行復(fù)雜的算法處理和分析，并給出準(zhǔn)確率很高的判斷結(jié)果，最常見的應(yīng)用體現(xiàn)在無人機(jī)、無人駕駛、圖像識(shí)別的多個(gè)方面如車牌識(shí)別、人臉識(shí)別等，人機(jī)對(duì)話等。

1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)能力

AI技術(shù)的學(xué)習(xí)能力隨著深度學(xué)習(xí)算法的完善有了進(jìn)一步的發(fā)展，可以模擬人的學(xué)習(xí)機(jī)制，利用大量的數(shù)據(jù)和先進(jìn)的計(jì)算模型進(jìn)行訓(xùn)練，學(xué)習(xí)得到最佳策略。目前，機(jī)器學(xué)習(xí)在手寫數(shù)字識(shí)別、物品識(shí)別等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

1.3 大數(shù)據(jù)處理能力

AI技術(shù)與大數(shù)據(jù)是密切相關(guān)的，AI技術(shù)需要依據(jù)大量的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析對(duì)未來數(shù)據(jù)提出預(yù)測(cè)新的見解。AI技術(shù)的大數(shù)據(jù)處理能力體現(xiàn)在應(yīng)用中的不同層次，常見的大數(shù)據(jù)分析主要側(cè)重情感類、預(yù)測(cè)類等。

1.4 知識(shí)運(yùn)用能力

知識(shí)是智能體現(xiàn)的一個(gè)最重要的維度。一個(gè)智能系統(tǒng)應(yīng)該能夠很好的存儲(chǔ)與表示、運(yùn)用知識(shí)，并基于知識(shí)進(jìn)行歸納推理。

1.5 不確定性處理能力

現(xiàn)實(shí)生活的事情，確定性是相對(duì)的，不確定性是絕對(duì)的。AI技術(shù)還應(yīng)該具有很強(qiáng)的不確定性處理的能力，應(yīng)該能夠很好地處理數(shù)據(jù)中不確定性，模型決策的不確定性，甚至模型內(nèi)部參數(shù)的不確定性。

2? 智能停車系統(tǒng)

AI技術(shù)在智能停車管理系統(tǒng)中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的應(yīng)用。一個(gè)完整的智能停車管理系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成，結(jié)構(gòu)流程圖如圖1所示。

圖中①為道閘控制系統(tǒng)，②為車牌識(shí)別系統(tǒng)和語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)，③為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，④為智能繳費(fèi)系統(tǒng)（服務(wù)器端），⑤為客戶端查詢系統(tǒng)。

智能停車管理系統(tǒng)通過紅外線檢測(cè)或地面磁感應(yīng)來啟動(dòng)車牌識(shí)別一體機(jī)采集出入口車輛圖像，設(shè)計(jì)并運(yùn)用AI實(shí)現(xiàn)車牌識(shí)別技術(shù)完成云端車牌識(shí)別，再將大數(shù)據(jù)與AI技術(shù)相結(jié)合，提高車牌識(shí)別的準(zhǔn)確率，通過大數(shù)據(jù)強(qiáng)大的分析功能，實(shí)現(xiàn)智能化停車出入管理，助力城市靜態(tài)交通資源優(yōu)化配置[3]。

2.1 AI車牌識(shí)別技術(shù)

車牌識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別中的圖像處理技術(shù)，傳統(tǒng)的車牌識(shí)別技術(shù)由車牌圖像采集、預(yù)處理、定位車牌位、圖像分割、字符識(shí)別等組成，由于采集圖像受環(huán)境和角度的影響，采集出的圖像可能會(huì)因?yàn)槟：?、傾斜、失真等問題將會(huì)對(duì)最終的處理結(jié)果造成影響。

AI車牌識(shí)別技術(shù)，將深度學(xué)習(xí)融入到車牌識(shí)別技術(shù)[4-6]中，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行卷積運(yùn)算，對(duì)圖像特征進(jìn)行采樣提取分析，并對(duì)獲取車牌訓(xùn)練樣本集（包含86個(gè)字符，其中漢字51個(gè)，英文字母25個(gè)，數(shù)字10個(gè)）進(jìn)行預(yù)處理后，構(gòu)建多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并反復(fù)訓(xùn)練得到正確分類的預(yù)測(cè)樣本集。基于人工智能的車牌識(shí)別技術(shù)，其識(shí)別過程主要包括圖像采集、車牌定位、車牌字符分割、深度學(xué)習(xí)識(shí)別字符、輸出識(shí)別結(jié)果，深度學(xué)習(xí)識(shí)別字符將通過多層卷積、函數(shù)激活、池化后輸出到全連接層得到識(shí)別結(jié)果如圖2所示。

隨著“云計(jì)算+大數(shù)據(jù)+人工智能”三位一體的發(fā)展，利用云服務(wù)提供的深度學(xué)習(xí)及大規(guī)模圖像訓(xùn)練，將采集的圖像打包上傳至云端，在云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)處理、深度識(shí)別，返回識(shí)別結(jié)果，系統(tǒng)會(huì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行分析并提取車牌信息顯示。

2.2 數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

智能停車管理系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的后臺(tái)管理和云平臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)綜合查詢及管理能力，動(dòng)態(tài)分析停車場(chǎng)的數(shù)據(jù)變化。系統(tǒng)對(duì)進(jìn)出車輛的基本信息（包括車牌信息、進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間、是否繳費(fèi)等）進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，并提供停車場(chǎng)基本數(shù)據(jù)（如停車場(chǎng)地址、簡(jiǎn)介、車位數(shù)以及當(dāng)前剩余車位數(shù)等），提高客戶端查詢系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

管理數(shù)據(jù)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)[7]分析服務(wù)，利用AI大數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)以下主要功能：

①自主統(tǒng)計(jì)每周、每月、每年不同時(shí)間段停車場(chǎng)的車輛流量，以圖形或報(bào)表的方式呈現(xiàn)并保存。

②對(duì)前來停車的用戶提供預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)的剩余車位數(shù)，若車位緊張，可以選擇附近停車場(chǎng)進(jìn)行查詢，提供附近可選停車場(chǎng)作為

③提供用戶查詢車輛在該停車場(chǎng)的所有歷史記錄，顯示詳細(xì)的停車信息;

④實(shí)現(xiàn)自動(dòng)維護(hù)功能，可以保證長(zhǎng)時(shí)間大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，提供實(shí)時(shí)車牌識(shí)別服務(wù)。

2.3 智能繳費(fèi)

隨著手機(jī)支付[8]的普及，智能繳費(fèi)已成為可行且必然性的趨勢(shì)，也是實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)智能化管理的必要條件。智能繳費(fèi)將移動(dòng)終端（APP、小程序、掃碼繳費(fèi)）發(fā)來的離場(chǎng)消息上傳給數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，平臺(tái)對(duì)車輛信息進(jìn)行查詢后，分析和計(jì)算所需的數(shù)據(jù)并返回給移動(dòng)終端停車時(shí)間和金額后用戶進(jìn)行繳費(fèi)，支付完成后平臺(tái)實(shí)時(shí)更新車輛信息作為車輛離場(chǎng)依據(jù)。

智能繳費(fèi)系統(tǒng)不管是對(duì)管理系統(tǒng)還是車主都使得停車收費(fèi)更便捷，滿足車主快生活的停車服務(wù)，降低停車場(chǎng)人工成本，使面向?qū)ο蟾佣嘣瑫r(shí)具有相對(duì)高的穩(wěn)定性和安全性，保證了停車場(chǎng)的正常運(yùn)行，目前已經(jīng)被廣泛的使用[9]。

3? 展望

隨著人工智能（AI）技術(shù)不斷完善和應(yīng)用，結(jié)合第五代移動(dòng)通信（5G）和大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)，智能停車管理系統(tǒng)將得到更好的發(fā)展。未來的停車管理系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)無道閘控制系統(tǒng)，視頻采集識(shí)別一體機(jī)將智能區(qū)分進(jìn)入道閘區(qū)域的人、物和汽車等，實(shí)現(xiàn)車輛進(jìn)出停車場(chǎng)無需停車，停車費(fèi)會(huì)在車輛出去時(shí)自動(dòng)從車主綁定賬戶中扣除。同時(shí)將平臺(tái)數(shù)據(jù)共享，對(duì)接市政服務(wù)和交通管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市停車資源的統(tǒng)一規(guī)劃和管理的進(jìn)程，提高車輛管理和出行效率，真正實(shí)現(xiàn)無人值守的全智能化。

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