基于深度學習的AIT智能交通系統

胡建建 吳瑞 郭洽勝 李佳樂

摘 要：隨著我國汽車保有量的不斷增加，城市地面交通現狀收到社會的重點關注，交通擁堵已經成為非常棘手的問題。在人工智能發展背景下，提出以人工智能為基礎，采集交通信息，并進行深度學習并處理，達到采集、分析、處理、控制交通系統的目的，形成基于深度學習的AIT智能交通系統。通過建立AIT智能交通系統，達到對我國交通系統的智能化管理，達到交通的最優化設計。

關鍵詞：智能交通；深度學習；數據采集

針對交通擁堵的現狀，該系統從路線規劃、信號燈、斑馬線出發，結合人工智能的深度學習，形成AIT智能交通系統，以緩解交通壓力。該系統采用的三個模塊，一是路線規劃模塊；二是數據采集和深度學習及處理模塊；三是將指令控制模塊。通過三個模塊的有機結合，利用大數據統計學習的結果，提供最優路線。通過智能化手段，在減少人力物力的投入的基礎上，并使得交通效率大大地提高。

1 我國交通現狀及先進交通系統的發展

交通系統的形成是跟隨時代的變遷不斷進化和完善，我國目前的交通現狀非常不樂觀。主要體現在，汽車保有量不斷增加，城市人口急劇增加，使得道路承載量和道路通行量不能滿足要求，進而形成了交通擁擠、效率低下、事故頻發的弊端。

1.1 交通現狀分析

根據公安部交管局統計，截至2018年初，我國汽車保有量達到3.92億量。汽車數量的急劇增加，使得交通情況越來越差，同時目前的交通情況由大中城市向小城市演變，交通擁堵、交通情況差的現象在全國蔓延。我國也在目前的交通現狀上，提出了嚴格的交通法規和制度，從法律和人文道德角度改善交通現狀。但這僅僅局限于從表面解決問題，深層去分析需要改善我國的交通系統。

1.2 先進交通該系統的發展

目前在世界范圍，日本以完善和成熟交通控制系統受到了世界認可和學習。在科技迅速發展的今天，先進的交通系統必然結合信息技術以及智能化手段，先進的交通系統同時能夠滿足交通暢通、行人舒適方便、安全可靠等特性。這也就要求我國需緊跟國際智能技術的前沿，努力研究適合中國國情的智能交通系統。

2 基于深度學習的AIT智能交通系統的組成

2.1 AIT智能交通系統的基本組成形式

AIT智能交通系統的組成如下圖。有三個主要的木塊組成分別為數據采集系統、數據學習和處理系統、指令控制系統。

2.2 AIT智能交通系統的模塊組成

（1）數據采集系統。AIT智能交通系統于路口處設有感應區，對各個路口進入的車輛進行感應（并行車輛的感應統計，由數據采集系統根據車寬識別并判定為多輛車），從而統計并采集出車流量數據，車流量的數據采集是數據學習和處理系統通過分析的核心，采集來的實時數據與以往交通系統數據庫中的數據進行對比，并去除重復的數據，收集核心數據，為數據學習和處理系統做好準備。（2）數據學習和處理系統。該系統將數據采集系統得來的數據進行深度學習，并構建交通信息的脈絡，在這種交通信息脈絡的指揮下，指令控制系統能夠做出合理的交通路線的規劃和指引，實現信息、數據、服務的綜合化，從而使系統更加可靠、高效、實時協同。[1]（3）指令控制系統。該系統是終端系統，能夠高效地將指令傳送至斑馬線以及智能信號燈。斑馬線采用數據學習和處理系統的指令，決定是否出現或者消失，在這種情況下，道路通暢時，斑馬線消失，車輛通行量增加；擁堵時，斑馬線產生確保人、車的安全。信號燈結合結合3D斑馬線受指令控制系統控制的實時調控，使交通路口更加暢通，避免了固定時間信號燈所帶來的不便，提高了道路的利用效率。[2]

3 基于深度學習的AIT智能交通系統的設計

3.1 AIT智能交通系統設計原則

AIT智能交通系統的設計必須符合國家和交通行業的相關標準及政策，同時也應該體現出AIT智能交通系統的特點，因此在設計AIT智能交通系統時，應該滿足以下原則：[3]

（1）系統應該確保簡約型，AIT智能交通系統是指導交通運行的核心系統，應該滿足不同層次的公民的需求，因此，簡約、簡潔是關鍵，在這中情況下，不同層次是交通參與者才能夠完全適應；（2）系統的可靠性是核心原則，系統決定了行人和車輛的出行方案，任何一個環節出問題，對人和車的安全是嚴重威脅的，因此，系統的可靠性建設決定的系統的安全性；（3）系統的經濟實用型，在很多中小城市，能否采用智能交通系統進行交通的運營一大部分原因取決于經濟性和實用型，建立經濟實用型交通系統也是設計的目標。

3.2 AIT智能交通系統的設計流程

該系統的設計是復雜而又龐大的過程，具有嚴格的科學技術標準，在通過多種社會調研以及應用運籌學、控制論等學科理論知識進行反復論證，同時在實踐中進行初步設計和實驗，從而達到對AIT智能交通系統的設計。整個系統設計方案大致分一下幾個環節：

（1）系統搭建環節。系統搭建環節是將收集到的有效數據信息送到通過網絡傳送到數據學習和處理系統，在數據信息的傳遞過程中應確保交通信息數據的可靠性，并且能夠將信息傳送到準確位置。系統搭建在數據采集、數據學習和處理、指令控制三個方面是條件，在此基礎上進一步對系統進行完善和更新。（2）數據初測和分析環節。數據獲取之后，信息數據是否準確、可靠，對于系統的導向至關重要，進行預測試，可以將系統可能遇到的問題進行預測和解決，對于將要協同工作的智能交通信號燈、3D斑馬線等能夠有良好的磨合和測試。（3）終端應用環節。系統設計的目的就是應用，該系統的目的就是能夠達到對于交通環境的改善，能夠在終端對交通產生大的推動，達到人、車、系統合一的效果。使得出行者能夠通過終端應用選擇合適的路線，同時能夠使得整體的交通狀況保持通暢，提高智能交通系統的效率。

4 結語

交通擁堵狀況是大中小城市發展過程中必然面臨的問題。結合人工智能中的深度的發展情況，進行對基于深度學習的AIT智能交通系統的研究和設計，能夠為我國的交通現狀帶來質的改變，能夠為出行者和交通管理人員帶來極大的便利，滿足我國道路交通的發展需求，進一步達到智能化手段推進交通系統智能化發展。

參考文獻：

[1]溫景容，武穆清，宿景芳.信息物理融合系統[J].自動化學報，2012，38（4）：507-517.

[2]何玲，吳恒玉，唐民麗.基于單片機的智能交通燈控制系統的研究與設計[J].電子設計工程，201l，19（22）：1-146.

[3]董旭良，王建華.一種求解多目標優化問題的粒子群算法的研究[J].電子設計工程，2013，21（3）：36-39.