人工智能技术在智慧高速公路建设的应用
时间：2021-05-12 16:03:23 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要]随着计算机的普及和互联网技术的高速发展，人工智能技术逐渐得到了广泛的关注和应用。本文将简要介绍人工智能技术和智慧交通的概念，并重点分析和探讨人工智能技术在智慧高速公路建设的一些应用状况。
[关键词]人工智能 智慧高速公路 应用
中图分类号：P247 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）44-0194-01
随着计算机的普及和互联网技术的高速发展，人工智能技术逐渐得到了广泛的关注和应用，这些人工智能技术在给人们的出行生活带来了诸多便利的同时，也对智慧高速公路建设产生了深远的影响。
1人工智能和智慧高速公路的概念
1.1人工智能
人工智能（ArtificialIntelligence）诞生于20世纪50年代，英文缩写为AI。人工智能技术是指以人类智能相关理论的研究为依据，进行相关理论的模拟、延伸、和扩张的一种技术，人工智能也称机器智能。它是由计算机科学、统计学、信息论、语言科学等多种学科相互融合和发展而来。人工智能研究的主要内容是怎样使计算机来模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、设计、学习、思考以及问题求解等思维活动，来解决需要人类专家才能处理的复杂问题。它的研究范围包括：智能搜索、逻辑推理、信息感应辩证处理、语言学习与处理、知识表现和获取、规划决策、软计算等，涉及认知科学、数学、计算机科学、控制论等多种学科。近几年，人工智能技术突飞猛进，应用范围日益宽广。
1.2智慧高速公路
智慧高速公路就是以信息化、智能化引领高速公路管理和运营服务水平提升，积极推进云计算、大数据等现代信息技术与高速公路管理、运营服务的深度融合，全面深化高速公路信息数据的共享和开发利用，建立健全完善的监测感知体系、可靠的通信保障体系、实时的预报预警体系，实现路网“可知、可测、可控、可服务”。
智慧高速公路衡量标准主要包括以下几个方面：健全高速公路运行监测体系，完善通信系统设施建设，逐步建立高速公路管理信息系统和应用终端，实现多方资源共享；积极引导、培育并推动行业先进技术研发，先进科学技术在高速公路的应用水平达到稳步提升，实现高速公路管理的信息化、智能化、高效化；实现路网监测监控覆盖率达100%，路网运行实时信息可查询率达100%，ETC车道流量占比达90%以上。
2人工智能技术在智慧高速公路的应用
2.1智能视频分析
在智慧高速公路建设中，人工智能与视频分析的结合显得尤为重要。传统的视频监控解决了视频的存储和回放，但仍然无法准确识别、定位和查找视频中的人、车、异常事件等目标信息，存在着依赖人工、不智能、不实时等问题。而随着高清IP摄像机的普及，视频监控系统平台的视频接入和存储也越来越多，有效利用这些视频资源，挖掘其潜在价值，帮助提升业务能力，释放人工压力，是当前交通行业用户面临的首要问题。
以前的图像识别技术大多采用传统的算法，人脸识别主要采用基于几何特征的人脸正面图像识别方法和基于统计的人脸正面自动识别方法；车辆检测跟踪主要采用基于Adaboost和Svm的训练方法检测车辆，然后采用基于连通区域关联或者MeanShift做车辆跟踪；车牌识别主要采用基于颜色和纹理等传统特征做车牌定位，采用基于垂直投影和连通区域方式做字符分割，基于人工神经网络的方式做字符识别。而这些传统的图像识别方法的效果受原始图像的角度倾斜、光照和遮挡的影响很大。
针对这些问题，现在可以使用人工智能中的深度学习的方法来解决。人工智能中的深度学习的方法可以在进行图像检测和识别时，无需人为设定具体的特征，只需要准备好足够多的图进行训练即可，通过逐层的迭代就可以获得较好的结果。从目前的应用情况来看，只要加入新数据，并且有充足的时间和计算资源，随着深度学习网络层次的增加，识别率就会相应提升，比传统方法表现更好。同时利用深度卷积神经网络，可在模型中方便的加入光照、遮挡、角度等多种先验信息，增强了模型的适应性和特征的表达能力，更好适应交通领域客户面对雨雪、阴天等恶劣环境的事件识别需求。
2.2事故预测预警
目前事故预测预警主要是违法行为预测预警，即在高速公路违法行为频发的地方，装上监控设备，在车辆进入隐患路段的前后，进行预警预测，如果有车辆交通违法，马上告知车主。现在有一些高速公路路段做了类似工作，但不是自动预警。今后的智慧高速公路建设中，可以通过人工智能实现自动预警。如对恶劣天气的预警，通过人工智能技术，不仅可以视频感知，还可以来智能分析交通环境等等，从而提前进行预警，最终实现事故多发路段的管控，事故预警预测。
2.3智能交通管理
在智慧高速公路建设中，人工智能可以应用在交通管理方面。智能交通管理系统是通过智能计算机以互联网为媒介链接道路上的摄像头，并通过图像检测和图像识别技术来分析高速公路交通情况，使得交通管理人员能够直接掌握道路车流量、道路堵塞以及道路交通信号灯等状况，并对信号灯配时进行智能化的调整，或者通过其他方式来疏导交通，从而实现智能化的交通管理与调节，最终达到缓解交通堵塞的目的。此外，智能交通管理系统还应用于高速路口收费站车辆抓拍等较为简单的监控设施，随着人工智能技术的完善，智能监控系统可以更好的配合交通管理，最终达到智慧交通的效果。
2.4智能出行决策
智能出行是当下的民生话题，如何以最舒适、最便利、最高效达到出行目的是每个人的期望。近年来，随着移动地图数据实时性与精确性的大大提高，智能化的地图也逐渐走进了人们的视野，给人们的出行体验带来翻天覆地的变化。例如各类地图服务产品提供智能路线规划、智能导航、出行信息提示以及高速公路实时路况显示等服务极大的方便了人们的出行。
目前，一些地圖服务平台与高速公路管理部门合作，获取高速公路交通数据，通过大数据分析在地图上显示高速公路交通状况，给用户提供更加完善的道路信息，并提供更加合理的出行决策。
2.5智能路面检测
随着养护工作的增加，实时、快速、高效的路面无损检测技术成为了高速公路管理和养护作业的基础。对于路面裂缝的检测，主要从路面裂缝宽度、长度、深度等方面来判断是否损坏。但是目前用于路面裂缝的在线检测装置并不多，国内也没有同类成熟的产品问世。目前大多数都是通过人工目测进行检测，其优点是准确，但存在效率低、需要较多的人力和物力、影响高速公路交通等缺陷。如果利用车载摄像机或行车记录仪或无人机对路面进行拍摄，利用机器视觉技术代替人工进行道路标线损坏检测并结合GPS数据实现损坏准确定位，进而进行局部维护，不仅可降低高速公路标线维护成本，提高道路标线维护效率，还能弥补人工检测的一些缺陷。
2.6智能网络建设
现代网络技术飞速发展，一方面网络速度突飞猛进，另一方面网络上的系统漏洞层出不穷，给智慧高速公路网络建设带来了机遇与挑战。人工智能在智慧高速公路网络上的应用主要是智能云。智能云是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析，必须能够高效地管理大量的数据，只有依靠人工智能技术，才能实现大规模系统的可靠运行。如IBM的Watson、微软的Azure、谷歌的ComputeEngine、亚马逊的AWS等均集成了强大的人工智能运算单元。因此，在智慧高速公路网络建设中采用带有人工智能技术的网络设备可以显著提高智慧高速公路网络的安全性、稳定性，实现效用最大化。
3结束语
总之，随着人工智能技术的迅速发展和高速公路交通管理的不断优化，智慧高速公路的建设将会越来越完善，我们的出行将变得更加安全、智能、舒心。
参考文献
[1]人工智能技术在公路交通中的应用[J].王毅.公路交通科技（应用技术版）.2017（07）
[2]人工智能技术在智慧交通领域中的应用[J].王伟耀.电子技术与软件工程.2018（03）
