大數(shù)據(jù)背景下人工智能在智慧交通中的應(yīng)用研究

任萍

摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展提高了人們的生活質(zhì)量。在城市化步伐加速的背景下，城市中的車輛越來(lái)越多，也導(dǎo)致了越來(lái)越多的交通問題。如何改善城市的交通壓力，使人們出行更加方便高效，是城市公共交通管理部門必須思考的問題。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，將新興技術(shù)融入現(xiàn)有交通系統(tǒng)，構(gòu)建現(xiàn)代化的智慧交通管理系統(tǒng)已成為現(xiàn)實(shí)。本文通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)應(yīng)用的研究，對(duì)如何解決城市交通問題提出了一些自身的見解，以供業(yè)內(nèi)人士參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);人工智能;智慧交通;應(yīng)用研究

0 引言

本文以智能交通領(lǐng)域?yàn)槔?，采用生物智能仿真系統(tǒng)，借助人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)分析大量交通數(shù)據(jù)，可以有效判斷當(dāng)前交通狀況，根據(jù)智能處理結(jié)果，為人們的出行、自動(dòng)交通、交通流控制等提供不同的處理解決方案。這可以在一定程度上減少交通擁堵，大大改善人們的出行現(xiàn)狀。

1 大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)概述

1.1 大數(shù)據(jù)概述及主要技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，數(shù)據(jù)和信息將不再來(lái)自傳統(tǒng)的書籍、報(bào)紙和雜志，特別是近年來(lái)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和日益成熟，電子商務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)使得各種信息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出爆炸式增長(zhǎng)的趨勢(shì)。大數(shù)據(jù)指的是大容量的數(shù)據(jù)，主要由于其爆發(fā)式的增長(zhǎng)，其價(jià)值得到了認(rèn)可，然后受到重視，并且隨著云計(jì)算技術(shù)的成熟，存儲(chǔ)和計(jì)算能力得到了迅速的發(fā)展。大數(shù)據(jù)是無(wú)法用現(xiàn)有軟件工具提取、存儲(chǔ)、搜索、共享和處理的海量、復(fù)雜的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)技術(shù)涉及數(shù)據(jù)采集、分析、處理、存儲(chǔ)等部分。大數(shù)據(jù)的主要特點(diǎn)是容量大、類型復(fù)雜、處理速度快、具有高度的商業(yè)價(jià)值[1]。

1.2 人工智能技術(shù)及應(yīng)用

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，并在各行各業(yè)得到了深入的應(yīng)用。人工智能涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)等學(xué)科，是一門研究和拓展人類智能的理論方法和應(yīng)用的新型交叉和邊緣性科學(xué)。人工智能主要是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)言處理等技術(shù)，開發(fā)智能系統(tǒng)并制造相應(yīng)的智能設(shè)備，其目的是使這些智能設(shè)備能夠?qū)θ祟愡M(jìn)行高度還原性的智能模擬來(lái)完成一些任務(wù)和動(dòng)作，從而為人類的工作、生活等提供極其便利的條件。人工智能技術(shù)在智能零售、智能交通、智能教育、智能醫(yī)療、智能出版、智能物流等行業(yè)得到了廣泛而深入的應(yīng)用，在未來(lái)數(shù)字化的背景下，人工智能技術(shù)將推動(dòng)各行各業(yè)的一體化發(fā)展，通過(guò)智能硬件、軟件、云平臺(tái)等技術(shù)，打造一套智能交通管理控制系統(tǒng)。

2 “智慧交通領(lǐng)域”下的人工智能關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 “智慧交通”圖像識(shí)別

“圖像識(shí)別”是人工智能系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的信息場(chǎng)合需要對(duì)各種圖像進(jìn)行識(shí)別。例如，在交通領(lǐng)域，利用人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中駕駛員和行人的人臉進(jìn)行識(shí)別和驗(yàn)證，可以提高交通安全度。此外，基于圖像識(shí)別技術(shù)的不同物體和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別，可以控制復(fù)雜交通網(wǎng)絡(luò)下的交通流量，減輕交通控制人員的工作量。然后，基于特定算法條件下的圖像識(shí)別技術(shù)，提高交通控制的準(zhǔn)確性，構(gòu)建人工智能指揮的交通網(wǎng)絡(luò)[2]。

2.2 “智慧交通”圖像特征提取

對(duì)于常見的交通圖像，主要分為區(qū)域、角度、邊緣和脊線等幾種不同的智能圖像類型。總之，提取這些不同智能圖像的信息就是利用人工智能算法，模擬計(jì)算機(jī)機(jī)器系統(tǒng)，對(duì)識(shí)別和選擇的有用圖像進(jìn)行描述和提取。通過(guò)提取特殊或有效部位的圖像信息，可以找出兩個(gè)不同區(qū)域（或邊緣）之間的交叉點(diǎn)和邊緣點(diǎn)。

但是在實(shí)際的交通領(lǐng)域中，由于每個(gè)可識(shí)別區(qū)域的交通圖像邊緣特征是任意的，面對(duì)復(fù)雜的信息，可以從大量的圖像中找出有用的信息，從而減少了工作量，提高了圖像識(shí)別的準(zhǔn)確性。以智能交通中的交叉口和角圖像為例。在圖像特征提取環(huán)節(jié)，航拍或智能監(jiān)控可以直接在圖像梯度中找到同一圖像區(qū)域的二維結(jié)構(gòu)。對(duì)于不同的監(jiān)測(cè)區(qū)域，圖像的結(jié)構(gòu)和高曲率是不一樣的，所以機(jī)器需要通過(guò)人工智能算法，使用脊檢測(cè)對(duì)長(zhǎng)條形、角區(qū)域圖像進(jìn)行快速分析和處理，并結(jié)合圖像區(qū)域的特點(diǎn)，輔助人工智能無(wú)人駕駛區(qū)分道路。

3 大數(shù)據(jù)背景下人工智能技術(shù)在智慧交通的應(yīng)用

3.1 改善城市中的交通擁堵

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，城市中的汽車數(shù)量不斷增加，給城市交通系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的壓力，城市道路擁堵問題日益嚴(yán)重。例如，在城市的公共交通中，可能會(huì)由于某一路段的擁堵，導(dǎo)致公交車不能按時(shí)到達(dá)車站，或者在同一時(shí)間多輛車同時(shí)到達(dá)等問題。通過(guò)融合大數(shù)據(jù)技術(shù)、LBS技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。利用人工智能技術(shù)對(duì)道路擁堵情況進(jìn)行分析和處理，實(shí)時(shí)調(diào)整公交行駛計(jì)劃，確保公共交通準(zhǔn)時(shí)到站，有效緩解城市交通擁堵問題。

3.2 無(wú)人駕駛提高安全性

隨著我國(guó)城市車輛的增多，交通事故率也逐漸上升。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)城市交通信息、車輛行駛信息和行駛軌跡進(jìn)行采集、分析和處理，為交通信息管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)保障，有效減少交通安全事故的發(fā)生。同時(shí)，借助先進(jìn)的無(wú)人加固技術(shù)，在計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)、云計(jì)算平臺(tái)和通信技術(shù)的相互配合下，在確保安全的基礎(chǔ)上，科學(xué)高效地完成加強(qiáng)任務(wù)，有效降低交通事故發(fā)生率[3]。

3.3 識(shí)別道路路況

基于人工智能技術(shù)，可以準(zhǔn)確識(shí)別路況。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，智能道路監(jiān)控首先需要準(zhǔn)確獲取道路圖像，然后將其傳輸?shù)饺斯ぶ悄芟到y(tǒng)的處理端進(jìn)行灰度處理，對(duì)圖像特征進(jìn)行準(zhǔn)確篩選提取。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)通過(guò)操作來(lái)識(shí)別相同的信息，將相同的信息劃分為幾個(gè)小區(qū)域，并利用人工智能算法構(gòu)造邊界函數(shù)。系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前道路車輛的基本信息，如車輛數(shù)量、交通量、車流密度、車速等，實(shí)時(shí)掌握交通狀況，并結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行分析結(jié)果，對(duì)該路段未來(lái)一段時(shí)間的交通狀況變化進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)和分析。通過(guò)系統(tǒng)的人工智能導(dǎo)航，可以輔助控制中心的決策管理，調(diào)節(jié)道路交通信號(hào)燈，引導(dǎo)交通擁堵，提高道路交通的順暢度。

3.4 控制交通通行量

傳統(tǒng)的交通燈是由倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)器控制的。雖然它們可以滿足交通需求，但隨著城市交通流量的增加，交通擁堵、不規(guī)范和不安全駕駛問題也越來(lái)越多。因此，智能交通控制的應(yīng)用顯得尤為重要。在實(shí)際使用場(chǎng)景中，路段可以基于人工智能技術(shù)，識(shí)別道路狀況，比較不同方向的交通流，最后基于交通識(shí)別系統(tǒng)計(jì)算當(dāng)前道路交通流，并對(duì)周邊幾個(gè)交通路段的車流和行人流進(jìn)行對(duì)比分析，準(zhǔn)確獲取當(dāng)前最優(yōu)綠燈秒數(shù)，從而合理控制交通燈，提高城市交通效率，解決交通擁堵問題。

3.5 在交通違法行為中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)中，對(duì)交通違規(guī)監(jiān)控后的大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理是對(duì)工作人員的一大挑戰(zhàn)。人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合，可以智能分析交通中的違法行為。例如，利用圖像分析算法，捕捉到的圖像數(shù)據(jù)信息可以準(zhǔn)確識(shí)別顏色、車牌、車輛類型、不系安全帶等相關(guān)違法行為，并對(duì)其進(jìn)行智能監(jiān)控，從而減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，提高工作效率，有效減少交通違章行為。

4 結(jié)束語(yǔ)

城市智慧交通系統(tǒng)是城市的重要組成部分，影響著城市的交通效率和交通安全，關(guān)乎著人們的日常出行。將大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于交通系統(tǒng)，可以有效緩解城市交通擁堵，捕捉交通違法行為，提高交通效率，提高道路交通安全度。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊超.人工智能技術(shù)在智慧交通領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[J].中小企業(yè)管理與科技，2019（32）：178+180.

[2]周銳鑫.人工智能技術(shù)在城市智慧交通管理中的應(yīng)用展望[J].信息記錄材料，2020（5）：1-3.

[3]伍朝輝，武曉博，王亮.交通強(qiáng)國(guó)背景下智慧交通發(fā)展趨勢(shì)展望[J].交通運(yùn)輸研究，2019（4）：26-36.