人工智能技術在城市智能交通方面的應用研究

李存強

摘 要 隨著經濟的大力發展，我國的交通出行方式越來越廣泛，交通運輸系統也越來越快，規模也越來越大。為了更好的發展交通運輸行業，人工智能技術也被應用到了智能交通管制方面，可以極大的改善交通擁堵、交通繁重等問題，進行設計交通路線和公交調控，智能交通行業也由低產業向競爭產業轉變。本文主要討論了當前智能交通面臨的問題以及人工智能在交通領域的基本技術，并分析了人工智能技術在城市智能交通方面的應用，為未來人工智能維護交通管制的正常進行打下基礎。

關鍵詞 人工智能;城市智能交通;應用研究

中圖分類號： F512;TP18 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.02.004

0 前言

人工智能技術指的是運用機器手段、采用人類智能相關理論研究為依據，對機器進行相關理論的模擬、延伸和擴張的一種技術，進一步將機器智能化、運用機器來處理一些人工事物，因此人工智能也被稱為機器智能。人工智能技術是極其復雜和繁瑣的，它是由計算機科學、統計學、信息論、生物學等等多種學科相互融合發展而來的，包括著機器人、視覺技術、語言處理等多方面技術。目前人工智能具有性能可靠、存儲容量大等特點，人工智能在我國的發展越來越快，應用也越來越廣泛，其中便包含了交通運輸系統。

交通運輸系統包括著航空、船只、高速公路、高鐵、公交等多個方面，在經濟效益的驅使下，交通運輸系統已經呈現多樣化、大規模、互相緊密聯系等特點。越來越完善和嚴密的交通運輸系統對交通科技與信息化的要求越來越高，此時就需要人工智能技術為其提供新的起點和發展平臺促進交通運輸系統的完善和提升智能交通水平，進一步促進我國經濟社會發展的發展和適應人民社會的需求。

1 城市智能交通遇到的問題

信息化帶領著智能交通不斷發展和進步，在信息化程度，交通監督和疏導方面都有了相應的提高。但是隨著我國私家車輛越來越多，交通路線越來越錯綜復雜，交通管制越來越不完善，城市智能交通面臨著以下幾個問題：

1.1 公交系統不完善

隨著我國經濟的不斷發展，城市人口也在不斷增加，私家車輛也變得越來越多，公交運輸的壓力也越來越大。公交系統也面臨著一系列問題：公交發車時間調整時未能及時通知;公交的行車路線和途徑站點不合理等等，例如在城市早高峰常常會出現路面擁堵的情況，恰逢有些路段乘客多但是公交少，導致一輛公交上常常擠滿了人;相反有些路段車多人少，車輛常常空載而行。除此之外，對于一旦公交在行駛過程中出現突發危險的情況，公交運輸系統也不能很好的提供一個預備的處理方案。為了更好的解決我國道路車輛繁重的情況和公交系統的難題，必須制定一套公交管理系統對公交運輸系統進行全方位的管理，對可能出現突發情況進行應急預案的設計，使得公交更為安全和科學的在交通道路中行走。

1.2 交通路線設計和道路規制不合理

交通路線設計和交通道路規制是交通道路運輸系統中十分重要的關鍵點之一，它涉及到車輛行駛路線和行駛軌跡以及交通基礎設施的配置和安排等方面。對于目前人口密度大和人口流動性強的城市來說，交通道路必須要實現貨物運輸、人口出行等目的，因此必須要有更加完善的交通規劃和管制才能保證這些目的的正常實現。但是目前由于城市人口與農村人口規劃不一、分配不均，導致交通路線未能及時涉及到周圍的各個城鎮、農村。例如在人流密集的城市地點沒有設置更多、更寬的道路路線，導致一些路線常常發生擁堵的狀況，影響了人們的出行速度;其次還有道路復雜前方彎路較多、單向道路和雙向道路錯綜復雜，導致了路線交通意外事故的頻發，存在很大的安全隱患。

1.3 私家車越來越多，停車設施過少

隨著我國經濟發展的不斷提高，車輛已經成為了家家戶戶的常見品，幾乎家家戶戶都購買了私家車，大量的私家車在停放方面出現了問題。我國地域遼闊但是人均土地較少，大量的私家車停放需要一定的空間，因此常常會出現私家車停車位不足的情況，停車位的嚴重不足，常常會導致私家車在行駛中很方便，停車時卻相對麻煩，因此常常會出現私家車違規占用道路的情況，對交通造成了一定的不便。例如私家車占領消防通道，導致消防車輛無法駛出影響緊急任務的完成;除此之外，還會占領道路造成交通擁堵和阻擋他人車輛進出。

2 人工智能技術應用與智能交通的主要技術

2.1 電子軟件

在智能交通的完善中，需要對交通數據進行采集、傳輸、存儲、處理等操作，完善交通信息的管制可以更好的發現交通運輸過程中的問題和缺陷，人工智能中的電子軟件技術就能很好的對數據進行收集和分析，它主要是運用電子軟件中的一些特殊算法和函數，包括相關分析、回歸分析、聚類分析等等分析方法，對智能交通的交通數據信息進行分類、匯總和簡單的預測，能夠對短期的交通狀況和交通路線進行預測。相關分析主要是針對交通系統中的人、車首先進行統計和分類，其次考慮到各種交通因素和情況與交通狀況和運輸情況是否相關和相關程度，可以通過相關程度的大小來控制因素從而控制交通狀況和管控。回歸分析和聚類分析則是相關分析的擴充，掌握各個時期的車流和人員的具體分布情況，便于進行交通規劃和運營。

2.2 計算機視覺

在對交通進行管制的過程中，要時刻關注到交通的客流和運營情況，此時人工智能中的計算機視覺則能很好的對交通運行過程中的車輛進行觀察。計算機視覺運用了數學、光學、人體視覺等多領域的知識，將這些知識運用在計算機技術層面上發展而來的新興人工智能技術，計算機視覺可以充當人類的眼睛，在對交通道路的客流和車流等方面，運用圖像識別和處理技術可以將重大樞紐的客流和車流的情況全面識別出來，然后根據其中特殊的算法對交通出現的情況進行指導和疏解，并且能將疏解方案的模式進行匹配，根據匹配結果來對重大的交通樞紐進行交通疏導。

2.3 深度學習技術

深度學習技術是指人工智能中的先進深度學習和視頻感知技術，人工智能通過對網絡上的眾多交通視頻樣本進行學習和研究，識別視頻中的交通場景和運輸目的，從這些視頻信息中汲取相關的目標和關鍵數據。這些數據可以很好的對交通場景中人物、車輛及其行為進行計算機層面上的描述，從描述中可以提高交通視頻的挖掘性和實用性，例如，要想車輛實現自動駕駛，就能通過自動駕駛車輛上的傳感器對車輛周圍的環境的變化和場景的移動做出分析，分析出來的結果可以進一步通過計算機中深度學習的算法來進行計算分析，分析出來的結果可以為自動駕駛實現保駕護航。

3 人工智能在智能交通領域的主要應用

3.1 規劃交通道路

人工智能的智能終端、大數據、云計算等新技術都可以引導交通規制向著更智能化的方向發展。智能終端遍布在城市角落的大小樞紐上，收集車輛狀況和道路環境信息數據，數據收集完成后通過終端上傳到云端中，儲存在云文件庫中，接下來便是大數據技術的層面了，大數據技術運用計算機中的算法對數據進行一系列的分類、匯總、分析和處理，最后經過總結數據得出了路面交通的狀況和調配的對策，通過這些對策可以了解到居民的出行規律、把握居民出行的偏好和地點、準確的為路段增加樞紐和對道路路線進行設計和整合，同時準確的預測到智能交通短期內的需求，為交通規劃決策支持提供有力的依據。

3.2 落實公交調用

公交的使用對交通壓力有相對的緩解作用，可以一定程度上減少私家車的使用和環境的污染，因此我們需要落實公交中的調度，讓公交更好的為人們服務。人工智能在公交方面的主要應用是基于全球定位系統和客流IC卡來實現數據的收集和整理，IC卡可以保存下客戶使用的歷史記錄，再由終端對其進行整理上傳至云端系統中。除此之外，還可以利用公交車輛的GPS系統獲取公交的行駛路線、發車時間、行車速度和路段情況，在收集好信息和數據之后便可以利用人工智能中的一些算法對客流、行車進行統計分析并且進行一些細微的調整為了能更好的對未來公交的客流、運行進行預測。

3.3 人工智能交通監控系統

交通進行監控的常見方式便是道路上的攝像頭，智能交通監控系統則可以通過計算機與攝像頭實現融合，以攝像頭為媒介通過圖像檢測和圖像識別技術來分析各個路段的交通狀況和車流量。智能交通系統可以放置在城市中的重大路段樞紐，對城市的重大出入口進行檢測和實時監控，防止意外交通事故的產生，另外通過攝像頭對各個路段的車流量、車輛飽和度進行數據采集，及時對交通信號燈做出智能化的調整，控制車輛的運行和停留時間為緩解交通擁堵做出貢獻。除此之外，交通監控系統還可以運用在停車場，對停車場的空余車位進行時刻記錄并對一些不合法的車輛做出相應的處理。交通監控系統可以更好的配合交通管理，達到綠色交通的目的。

3.4 實時路況記錄和指導

目前很多車輛都裝有GPS系統，GPS系統可以在行車過程中實現人工智能的交通實時路況和路徑規劃，通過對行駛道路進行數據收集和分析評估，根據行車目的地自動生成相應的路線指導信息，有效的減少車輛在行駛過程中花費的時間、人力、物力，對道路上的車輛進行均勻分配。GPS利用人工智能中的在途導航技術對道路進行智能算法，實現動態導航最短時間、最短路程的方法。除了實現在途導航中，人工智能還可以實現停車指導，對停車場進行智能管理的方式將車位和停放情況等數據上傳至云端，然后便可以對司機進行停車的引導實現快捷停車，解決司機找不到車位的情況。

4 結語

人工智能不斷發展和擴大其影響范圍，智能交通在人工智能的幫組下已經在領域內取得了一定的成果，緩解了交通道路的壓力、縮短了市民出行的時間、加快了社會經濟的發展。但是人工智能還需要不斷的發展和完善，爭取改善智能交通領域內交通規劃不足、公交系統應變能力不夠、停車設施供需不對應等問題。本文簡述了人工智能在智能交通方面的應用，人工智能在城市交通方面展現了美好的前景，因此我們需要在未來不斷完善人工智能行業的電子軟件、計算機視覺、深度學習技術，促進人工智能和智能交通產生更好的融合。

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