人工智能在智慧城市中的應用和發展前景

韓 英，石丹佳

（洛陽科技職業學院，河南 洛陽 471000）

1 人工智能與智慧城市的含義

1.1 人工智能的含義

“人工智能”一詞最早于1960年左右被提出，但僅在科學技術發展五十年后取得一定進步的現代社會中才逐漸為人們所了解并接受。字面意義上來講，“人工智能”可以分為“人工”與“智能”兩方面，而“智能”則是核心因素。“人工智能”就是將最新、最先進的技術應用到機器人身上，以便代替人類去完成較為復雜和危險的工作，具有取代人類的思想和行動。經過分析大量數據與研究，結果表明人工智能技術已涵蓋了較為廣泛的應用領域，在信息產業時代的背景下的主要目的是研究智能機器。

1.2 智慧城市的含義

智慧城市是使用先進技術，例如云計算、物聯網和人工智能等技術來創建的智慧城市模型。借助先進的信息方法來分析城市規劃、城市交通、社會保障、人民生活政策等諸多領域，并對這些領域做出快速及時響應，從而實現智能化和智慧化的城市管理。當前我國國內許多城市的發展都面臨著空氣污染、垃圾污染、水污染、交通擁堵和資源枯竭等問題，對公民的健康和生計產生了不利影響，阻礙了城市的可持續發展[1]。為了解決這些問題，營造綠色和諧的生活環境，急需通過建設智慧城市來促進市民生活方式的改變，因而智慧城市的構建具有十分重要的現實意義。

2 人工智能中的主要技術

人工智能是模擬人類思想、意識和其他內容的過程，是通過計算機模擬特定人類思維過程或智能行為的一門學科。人工智能領域包括7項主要的技術：機器學習、知識圖譜、自然語言處理、人機交互、計算機視覺、生物特征識別和AR/VR[2]。

2.1 機器學習

機器學習是指計算機通過模擬或學習人類的行為，獲得新的知識和技能。人工智能技術主要以深度學習和強化學習等算法研究為基礎，并為機器設置了自主學習和提高性能的能力，主要應用于壓縮技術、安全防護、數據中心、智能家居和公共安全等領域。

2.2 知識圖譜

知識圖譜是指通過關系網絡將不同類別的信息整合到一起，常見的數據挖掘方法主要包括靜態分析、動態分析和異常分析，主要應用于電子商務、金融風險管理和公共安全刑事調查等方面。

2.3 自然語言處理

自然語言處理包括機器翻譯、問答系統和機器閱讀等，自然語言處理可以實現人與計算機之間使用自然語言來進行有效的溝通，主要應用于電子商務、文化娛樂以及金融等方面。

2.4 人機交互

人機交互指的是以特定的交互方式來實現人與計算機之間交換信息的過程，是人工智能領域的重要外圍技術，其主要應用于智能教育、游戲控制和外科手術操作學習等方面。

2.5 計算機視覺

計算機視覺是指計算機通過獲得近似于人類的提取、處理、理解、分析圖像及圖像排序等能力，對目標進行更加準確地識別、測量和計算，主要應用于無人駕駛、機器人技術和智能醫學等方面。

2.6 生物特征識別

生物識別技術是一種利用人體獨特的生理特征，例如面部、虹膜、指紋、靜脈、聲紋和步態來對個人進行身份鑒定的一項技術，主要應用于日常事務之中，例如安全檢查、開鎖、取款、付款、社會保障、考試和考勤等。

2.7 VR/AR

VR主要是指通過模擬三維空間來構建的虛擬世界，旨在強調虛擬世界的視聽效果及觸覺體驗，主要應用于虛擬教育和城市規劃等領域。AR是在實現虛擬現實的基礎上將VR所產生的虛擬世界與現實環境之間的環境相融合，通過利用虛擬信息來增進對現實環境的理解，主要是在輔助教育和醫學研究等領域中發揮作用。

3 人工智能在智慧城市當中的應用

3.1 智能化監控

自19世紀80年代以來，由于互聯網技術的不斷深入發展和廣泛應用，監控系統也隨之得到了迅速發展，并已廣泛應用于城市生活中的各個領域。但是，如何有效地利用日益復雜的信息和數據提高監控信息和數據的利用率，是當今智慧城市在建設和發展的過程中急需解決的問題。隨著人工智能的不斷普及與深入發展，目前在一定程度上有效解決了該問題。尤其是面部識別與指紋識別技術的應用，極大地幫助了公安等部門迅速從眾多監控視頻中找到有用的線索，提高檢測率，以促進社會的和諧發展。與此同時，智能化監控系統也被廣泛應用于與公共生活密切相關的其他領域，例如防盜門和保險箱等，在增強信息安全性和實用性，保護客戶利益等方面做出了重要貢獻。

3.2 智能化居住

在人們的居住方面合理化應用人工智能技術可以為人們提供一種更為便利、快捷的生活方式，滿足人們的住房要求。智能家居不僅可以改善人們居住的舒適性和安全性，而且還可以滿足人們日常生活中的個性化需求。居住者可以通過使用人工智能技術自動地打開和關閉門窗，為人們帶來便捷的同時優化他們的居住環境。以人工智能技術為基礎，大力研發并創新無線傳感器，并使用不同類型的集成微傳感器協助實時監控目標，并始終在不同環境中都能夠保持最佳狀態[3]。換句話說，采用人工智能技術可以使人們的家庭生活更加安全。除此之外，通過使用互聯網可以幫助用戶遠程控制家庭智能系統，通過科學合理地使用人工智能技術可以幫助人們更加容易地解決生活中的許多問題，對于促進智能家居的未來發展也具有十分積極的意義。

3.3 智能化交通

隨著城市的不斷發展，汽車的數量也在逐年增加，使得城市的交通擁堵成了一個大問題。通過使用圖像識別技術來實時分析道路交通狀況，幫助交通管理部門及時獲取道路交通的流量信息，并及時智能地調整信號燈以達到疏導交通的目的。智能地圖可以利用人工智能技術來收集路況信息，為行進路線制定合理的計劃，對交通實現智能化控制，有效改善交通擁堵情況。通過利用以上信息技術，能夠實時分析整個城市、地區、商業圈等的交通情況，詳細地挖掘和調查歷史數據，便于制定并執行全面的交通管理應急指揮計劃。對于一些主要的交叉路口和主要節點來說，可以制定完整的應急響應計劃，以減輕這些位置的交通擁堵。

3.4 智能化醫療

在當今工業化、城市化進程不斷加速推進的時代背景下，在醫療領域中融合應用人工智能技術可以更加有效地保護人們的健康和生命安全，同時還在一定程度上提高了醫療水平。醫療機構和保健行業可以通過智能化醫療平臺來了解患者的所有相關信息，為患者后接受治療時提供便利與幫助，提高工作效率。此外，醫療機構可以結合使用多種智能醫療設備來對患者進行遠程診斷、探視及治療。智能警報設備是醫療和健康衛生行業所使用最為廣泛的人工智能技術，可及時防止病情惡化并得到有效的救助。

4 人工智能在智慧城市中的發展前景

人工智能的發展已經逐漸趨于完備和成熟，并在許多的領域之中都得到了廣泛的應用，同時這些領域對人工智能技術也提出了新的要求。物聯網是互聯網、電子商務和其他領域發展的杰出產物，也證明了人們的生活水平朝著現代化、智能化和人性化的方向逐步發展[4]。在這種情況下，如何科學合理地利用人工智能、云計算、大數據等技術來加速物聯網產業的發展已經成為人們進一步提高人工智能技術應用價值的必然選擇。鑒于當前人工智能的發展方向，預計未來人工智能將在促進智慧城市的同時在物聯網、電子商務和其他網絡領域發揮出更大的作用。在應用人工智能建設智慧城市的過程中，人工智能還可以應用于教育、旅游、文化建設等不同方面。文化是智慧城市發展的內在動力，只有促使人民的理想道德素質和文化水平達到智慧城市的標準，我們才能真正地建設起智慧城市。現如今，人們對物質追求的熱情正逐步向精神文化方面轉移，這也是人工智能未來的發展方向之一。智慧城市的建設需要依靠每個城市居民的共同努力。

5 結語

總而言之，將人工智能技術應用于智慧城市的建設，已成為當今時代發展的必然趨勢。相信在未來人工智能會在智慧城市的建設之中發揮出越來越重要的作用。為此，有必要充分利用人工智能技術來逐步創建美麗的智慧城市。