淺談AI在智慧交通行業(yè)的應(yīng)用

智慧交通是AI落地應(yīng)用的重要垂直市場之一。近幾年，在新基建和交通強(qiáng)國的大背景下，國家出臺了一系列的政策鼓勵智慧交通行業(yè)發(fā)展，新型智慧交通業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，智慧高速、智慧公路、智慧停車、車路協(xié)同、智慧交管等細(xì)分領(lǐng)域正在推動著交通體系向智能化轉(zhuǎn)型。人工智能技術(shù)在這個轉(zhuǎn)型過程中將起到至關(guān)重要的作用，隨著人工智能技術(shù)的逐漸成熟，已經(jīng)在智慧交通的各個領(lǐng)域得到落地應(yīng)用。

AI助力交通治理，緩解交通擁堵

當(dāng)前城市交通治理最核心的問題之一是如何緩解交通擁堵。利用人工智能算法調(diào)節(jié)交通信號燈是這兩年各大互聯(lián)網(wǎng)和IT企業(yè)開始嘗試緩解擁堵問題的一種策略，并紛紛在一線城市建設(shè)試點(diǎn)，最終也取得了不錯的效果。通過AI算法對路口運(yùn)行效率進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和展示，從而起到優(yōu)化信號燈配時作用，主要針對兩種現(xiàn)象，一是路口運(yùn)行失衡，二是出口溢出。當(dāng)一個交叉口某個方向非常擁堵，而其他方面運(yùn)行順暢，則稱之為路口失衡。這種情況可以適當(dāng)增加擁堵方向的信號配時，減少順暢方向的配時來緩解路口的擁堵。對于嚴(yán)重失衡的路口，系統(tǒng)會發(fā)出報警，提醒交通指揮員關(guān)注，并采取下一步措施。出口溢出預(yù)警則是監(jiān)控出口擁堵情況，將溢出可能性大的路口進(jìn)行排序展示，以便及時實(shí)施流量控制和干預(yù)，避免路口溢出導(dǎo)致路口癱瘓。

人工智能交通燈系統(tǒng)也是人工智能在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)物，可根據(jù)車輛和行人通行數(shù)量統(tǒng)計結(jié)果重新設(shè)置紅綠燈時間、實(shí)時識別現(xiàn)場的交通狀況。該系統(tǒng)一般由視頻采集分析存儲上傳系統(tǒng)、閘機(jī)、控制器、顯示屏、語音播報和前端計算機(jī)等組成，可實(shí)現(xiàn)語音播報、延時關(guān)閉、檢測控制、人臉識別和抓拍報警功能。簡單來說，就是用人工智能識別分析車輛、人等運(yùn)動物體的運(yùn)動信息，推斷交通狀況進(jìn)一步調(diào)配車輛與行人的放行時間。

AI助力交通管理，提升交通安全

在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)暢想人工智能解決交通擁堵的同時，安防企業(yè)也在基于人工智能改變交通管理方面努力。天地偉業(yè)作為全球領(lǐng)先的智能安防解決方案提供商，通過發(fā)揮自身在人工智能和視頻圖像處理等方面的技術(shù)優(yōu)勢，推出眾多助力交通管理方面的產(chǎn)品和創(chuàng)新應(yīng)用，其中包括“天星”系列智能交通一體機(jī)、行人闖紅燈提醒系統(tǒng)、非機(jī)動車違法抓拍系統(tǒng)、違法鳴笛抓拍系統(tǒng)、闖擁堵違章抓拍系統(tǒng)、失駕人員管控系統(tǒng)、前后牌照比對取證系統(tǒng)等一系列交通違法取證系統(tǒng)，為提升交警現(xiàn)場和非現(xiàn)場執(zhí)法能力，規(guī)范文明出行起到了輔助作用。

天地偉業(yè)“天星”系列智能交通一體機(jī)，搭載了AI深度學(xué)習(xí)芯片，算力是傳統(tǒng)智能攝像機(jī)的十倍以上，它支持準(zhǔn)確識別24種車型、500多種車輛品牌、6500多種車系、11種車身顏色以及車輛年款、年檢標(biāo)志、紙巾盒、掛墜、香水盒等更多細(xì)節(jié)特征，相對于傳統(tǒng)設(shè)備將車輛主要屬性識別轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕v“全”屬性識別;在違章行為分析上增加不禮讓行人檢測、加塞檢測、左轉(zhuǎn)不讓直行檢測、開車抽煙打電話檢測等;同時它從車智能擴(kuò)展到人智能，支持非機(jī)動車、行人特征檢測、駕駛員、行人人臉檢測實(shí)現(xiàn)了交通道路場景下的交通參與者全目標(biāo)分析。數(shù)據(jù)是應(yīng)用的基礎(chǔ)，交通AI攝像機(jī)的強(qiáng)大感知能力將全面提升交通管理者對人、車管控的能力。

“天星”集成了基于AI深度智能的遠(yuǎn)光燈檢測算法，能夠?qū)Τ鞘幸归g車輛濫用遠(yuǎn)光燈的違法行為進(jìn)行智能識別和有效取證。在前端架設(shè)專屬的駕駛員人臉抓拍機(jī)，同時利用基于AI深度智能的人臉捕獲深度學(xué)習(xí)算法，大幅度提高畫面中人臉的檢出率和高清摳圖的質(zhì)量，為后端進(jìn)行人臉的建模和比對提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)報警攔截。同時，通過人工智能分析及深度學(xué)習(xí)算法，比較成熟的應(yīng)用技術(shù)以車牌識別算法最為理想，雖然目前很多廠商都宣稱自己的車牌識別率已經(jīng)達(dá)到了99%，但這也只是在標(biāo)準(zhǔn)卡口的視頻條件下再加上一些預(yù)設(shè)條件來達(dá)到的。在針對很多簡易卡口和卡口圖片進(jìn)行車牌定位識別時，較好的車牌識別也很難達(dá)到90%。不過隨著采用人工智能、深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用，這一情況將會得到很大的改善。在傳統(tǒng)的圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)算法研發(fā)中，很多特征都是人為制定的，比如hog、sift特征，在目標(biāo)檢測和特征匹配中占有重要的地位，安防行業(yè)的很多具體算法所使用的特征大多是這兩種特征的變種。人為設(shè)計特征和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，由于理論分析的難度大，訓(xùn)練方法又需要很多經(jīng)驗(yàn)和技巧，一般需要一定的時間才會有一次突破性的發(fā)展，而且對算法工程師的知識要求也一直在提高。人工智能則不然，在進(jìn)行圖像檢測和識別時，無需人為設(shè)定具體的特征，只需要準(zhǔn)備好足夠多的圖進(jìn)行訓(xùn)練即可，通過逐層的迭代就可以獲得較好的結(jié)果。從目前的應(yīng)用情況來看，只要加入新數(shù)據(jù)，并且有充足的時間和計算資源，隨著深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)層次的增加，識別率就會相應(yīng)提升，比傳統(tǒng)方法表現(xiàn)更好。另外在車輛顏色、車輛廠商標(biāo)志識別、無牌車檢測、非機(jī)動車檢測與分類、車頭車尾判斷、車輛檢索、人臉識別等相關(guān)的技術(shù)方面安防企業(yè)也比較成熟。
 
 智能行人闖紅燈提醒系統(tǒng)的推出主要是為了治理“中國式過馬路”的行人闖紅燈問題，該問題是造成交通安全事故的主要原因之一。該系統(tǒng)主要包括行人闖紅燈抓拍一體機(jī)，違章行為聲音提示單元、違章行為曝光顯示屏、信號燈狀態(tài)監(jiān)測等設(shè)備，該系統(tǒng)通過人工智能技術(shù)對行人闖紅燈的行為進(jìn)行實(shí)時檢測，一旦發(fā)現(xiàn)行人準(zhǔn)備闖紅燈，優(yōu)先進(jìn)行語音提醒，對于不聽勸阻的行人的闖紅燈行為進(jìn)行全過程抓拍和錄像并實(shí)時發(fā)送到違法曝光屏進(jìn)行曝光警示，對不遵守交通規(guī)則的行人起到一定制止和震懾的作用。
這些產(chǎn)品無論是以哪種產(chǎn)品形態(tài)或是采用哪種架構(gòu)，都集中體現(xiàn)在交通管理三個方面的技術(shù)功能設(shè)定：
1、識別行人的生理屬性。通過分析道路行人的身體結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確識別視頻中人物的性別、年齡、姿態(tài)等多種生理特征；
2、識別行人狀態(tài)。基于深度學(xué)習(xí)的行人檢測算法能夠在各類遮擋的情況下精確找出行人位置，并能夠進(jìn)一步分析行人姿態(tài)和動作，可應(yīng)用于交通監(jiān)控、輔助駕駛、無人駕駛等。
3、可以在行車場景、交通監(jiān)控場景、卡口場景中檢測多種不同角度的車輛，并同時給出車牌號碼、汽車品牌、型號、顏色等物理特征；實(shí)現(xiàn)人群分析。在高密度公共場所，例如地鐵，廣場，估計人群數(shù)量和密度，同時檢測人群過密、異常聚集、滯留、逆行、混亂等多種異常現(xiàn)象。
AI助力智慧停車，讓出行更便捷
除了擁堵，停車難的問題也備受關(guān)注，也造成近幾年來智慧停車的呼聲高居不下。因此，人工智能在智慧出行方面也在悄然顛覆。我國大部分駕駛時間要么花費(fèi)在交通擁堵中，要么是在尋找停車位。
基于人工智能的無感停車，不僅改變傳統(tǒng)停車模式，還徹底革新了交通管理理念。很多城市越來越深刻地認(rèn)識到，緩解停車供需矛盾，光靠新增停車位是不夠的。一是用地資源緊張，二是建設(shè)周期過長，而以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等智慧停車技術(shù)手段盤活、提高存量車位的利用率和周轉(zhuǎn)率，才是實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡的正確思路。
 
天地偉業(yè)基于人工智能的“手機(jī)停車”系統(tǒng)運(yùn)用“手機(jī)APP+地感拍取+視頻抓證”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對道路禁停路段24小時不間斷監(jiān)管和道路泊位收費(fèi)的自動化。同時通過智能攝像設(shè)備對違停抓拍取證并綜合分析，自動向違停車主發(fā)送勸離短信。若車輛在10分鐘內(nèi)還未駛離禁停區(qū)域，此系統(tǒng)可自動生成違停證據(jù)，實(shí)現(xiàn)執(zhí)法取證自動化。此外，系統(tǒng)還與社會公共信息、城市綜合執(zhí)法等平臺互聯(lián)，用法規(guī)和信用體系規(guī)范、約束車主的停車行為，解決了之前設(shè)備欠費(fèi)追繳難的問題。
除此之外，天地偉業(yè)基于人工智能的停車管理車牌識別相機(jī)、車位相機(jī)、路邊停車相機(jī)也相較于傳統(tǒng)的車牌識別具有識別速度快、準(zhǔn)確率高、魯棒性好三大優(yōu)點(diǎn)。可以識別車牌種類更多，在超大角度(75°)車牌識別上具有明顯的優(yōu)勢，可適應(yīng)寬車道、短進(jìn)深、多方向來車等各種復(fù)雜場景下的車牌識別，可支持超寬動態(tài)圖像優(yōu)化，適應(yīng)各種光影情況和復(fù)雜環(huán)境，包括雨雪天氣場景、順逆光車牌、污損車牌、夜間車牌等。大大提升了停車效率，減少人工工作量。
另外，停車場內(nèi)部的智能反向?qū)ぼ囅到y(tǒng)也是智慧出行的重要組成部分，該系統(tǒng)可以做到最快速的幫助車主找到車輛停放位置，尤其在車位較多的大型停車場。該系統(tǒng)通過智能車牌識別系統(tǒng)采集車輛信息和停放位置記錄在系統(tǒng)，車主也可以通過安裝在停車場顯然位置的尋車終端或服務(wù)終端輸入自己的車牌，服務(wù)終端收到指令后會直接調(diào)取存儲的數(shù)據(jù)，并顯示在服務(wù)終端顯示屏上地圖標(biāo)注或區(qū)域標(biāo)注。車主通過地圖及誘導(dǎo)措施的指示選擇最佳路線找到停車位，從而實(shí)現(xiàn)智能反向?qū)ぼ嚬δ堋Ｖ悄軐ぼ囅到y(tǒng)的出現(xiàn)，加快了大型公共停車場的周轉(zhuǎn)能力，提高了停車場的使用率、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益；降低了人工成本、消除車主尋車煩惱、注重車主體驗(yàn)、更具人性化管理。
智慧停車只是智慧出行的一部分，智慧出行憧憬的另外一個目標(biāo)無疑是無人駕駛，無人駕駛是人工智能和交通結(jié)合后的新興產(chǎn)物，也是未來智能交通系統(tǒng)的重要應(yīng)用，當(dāng)然當(dāng)前無人駕駛的發(fā)展也遇到了很多問題，包括技術(shù)不成熟、事故追責(zé)問題、隱私問題、基礎(chǔ)設(shè)施問題等等，無人駕駛未來還有很長的路要走，但相信在不遠(yuǎn)的將來，無人駕駛汽車將不會只存在于科幻電影和小說里，它必將以席卷之勢，重新定義我們的出行新生活。
結(jié)束語
人工智能技術(shù)在智慧交通領(lǐng)域的應(yīng)用將會越來越廣泛，有了人工智能技術(shù)的助力，很多交通問題都能得到妥善解決。交通行業(yè)是國家和民眾高度關(guān)注的產(chǎn)業(yè)，它涉及安全問題、環(huán)境問題等民生工程，雖然想要構(gòu)建一個真正的智慧交通環(huán)境還有很長的路要走，但隨著AI技術(shù)的發(fā)展，相信未來可期。
作者單位：天地偉業(yè)技術(shù)有限公司

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