人工智能在智慧城市中的应用和发展前景

2021-11-21石丹佳

无线互联科技 2021年21期

韩英，石丹佳

（洛阳科技职业学院，河南洛阳 471000）

1 人工智能与智慧城市的含义

1.1 人工智能的含义

“人工智能”一词最早于1960年左右被提出，但仅在科学技术发展五十年后取得一定进步的现代社会中才逐渐为人们所了解并接受。字面意义上来讲，“人工智能”可以分为“人工”与“智能”两方面，而“智能”则是核心因素。“人工智能”就是将最新、最先进的技术应用到机器人身上，以便代替人类去完成较为复杂和危险的工作，具有取代人类的思想和行动。经过分析大量数据与研究，结果表明人工智能技术已涵盖了较为广泛的应用领域，在信息产业时代的背景下的主要目的是研究智能机器。

1.2 智慧城市的含义

智慧城市是使用先进技术，例如云计算、物联网和人工智能等技术来创建的智慧城市模型。借助先进的信息方法来分析城市规划、城市交通、社会保障、人民生活政策等诸多领域，并对这些领域做出快速及时响应，从而实现智能化和智慧化的城市管理。当前我国国内许多城市的发展都面临着空气污染、垃圾污染、水污染、交通拥堵和资源枯竭等问题，对公民的健康和生计产生了不利影响，阻碍了城市的可持续发展[1]。为了解决这些问题，营造绿色和谐的生活环境，急需通过建设智慧城市来促进市民生活方式的改变，因而智慧城市的构建具有十分重要的现实意义。

2 人工智能中的主要技术

人工智能是模拟人类思想、意识和其他内容的过程，是通过计算机模拟特定人类思维过程或智能行为的一门学科。人工智能领域包括7项主要的技术：机器学习、知识图谱、自然语言处理、人机交互、计算机视觉、生物特征识别和AR/VR[2]。

2.1 机器学习

机器学习是指计算机通过模拟或学习人类的行为，获得新的知识和技能。人工智能技术主要以深度学习和强化学习等算法研究为基础，并为机器设置了自主学习和提高性能的能力，主要应用于压缩技术、安全防护、数据中心、智能家居和公共安全等领域。

2.2 知识图谱

知识图谱是指通过关系网络将不同类别的信息整合到一起，常见的数据挖掘方法主要包括静态分析、动态分析和异常分析，主要应用于电子商务、金融风险管理和公共安全刑事调查等方面。

2.3 自然语言处理

自然语言处理包括机器翻译、问答系统和机器阅读等，自然语言处理可以实现人与计算机之间使用自然语言来进行有效的沟通，主要应用于电子商务、文化娱乐以及金融等方面。

2.4 人机交互

人机交互指的是以特定的交互方式来实现人与计算机之间交换信息的过程，是人工智能领域的重要外围技术，其主要应用于智能教育、游戏控制和外科手术操作学习等方面。

2.5 计算机视觉

计算机视觉是指计算机通过获得近似于人类的提取、处理、理解、分析图像及图像排序等能力，对目标进行更加准确地识别、测量和计算，主要应用于无人驾驶、机器人技术和智能医学等方面。

2.6 生物特征识别

生物识别技术是一种利用人体独特的生理特征，例如面部、虹膜、指纹、静脉、声纹和步态来对个人进行身份鉴定的一项技术，主要应用于日常事务之中，例如安全检查、开锁、取款、付款、社会保障、考试和考勤等。

2.7 VR/AR

VR主要是指通过模拟三维空间来构建的虚拟世界，旨在强调虚拟世界的视听效果及触觉体验，主要应用于虚拟教育和城市规划等领域。AR是在实现虚拟现实的基础上将VR所产生的虚拟世界与现实环境之间的环境相融合，通过利用虚拟信息来增进对现实环境的理解，主要是在辅助教育和医学研究等领域中发挥作用。

3 人工智能在智慧城市当中的应用

3.1 智能化监控

自19世纪80年代以来，由于互联网技术的不断深入发展和广泛应用，监控系统也随之得到了迅速发展，并已广泛应用于城市生活中的各个领域。但是，如何有效地利用日益复杂的信息和数据提高监控信息和数据的利用率，是当今智慧城市在建设和发展的过程中急需解决的问题。随着人工智能的不断普及与深入发展，目前在一定程度上有效解决了该问题。尤其是面部识别与指纹识别技术的应用，极大地帮助了公安等部门迅速从众多监控视频中找到有用的线索，提高检测率，以促进社会的和谐发展。与此同时，智能化监控系统也被广泛应用于与公共生活密切相关的其他领域，例如防盗门和保险箱等，在增强信息安全性和实用性，保护客户利益等方面做出了重要贡献。

3.2 智能化居住

在人们的居住方面合理化应用人工智能技术可以为人们提供一种更为便利、快捷的生活方式，满足人们的住房要求。智能家居不仅可以改善人们居住的舒适性和安全性，而且还可以满足人们日常生活中的个性化需求。居住者可以通过使用人工智能技术自动地打开和关闭门窗，为人们带来便捷的同时优化他们的居住环境。以人工智能技术为基础，大力研发并创新无线传感器，并使用不同类型的集成微传感器协助实时监控目标，并始终在不同环境中都能够保持最佳状态[3]。换句话说，采用人工智能技术可以使人们的家庭生活更加安全。除此之外，通过使用互联网可以帮助用户远程控制家庭智能系统，通过科学合理地使用人工智能技术可以帮助人们更加容易地解决生活中的许多问题，对于促进智能家居的未来发展也具有十分积极的意义。

3.3 智能化交通

随着城市的不断发展，汽车的数量也在逐年增加，使得城市的交通拥堵成了一个大问题。通过使用图像识别技术来实时分析道路交通状况，帮助交通管理部门及时获取道路交通的流量信息，并及时智能地调整信号灯以达到疏导交通的目的。智能地图可以利用人工智能技术来收集路况信息，为行进路线制定合理的计划，对交通实现智能化控制，有效改善交通拥堵情况。通过利用以上信息技术，能够实时分析整个城市、地区、商业圈等的交通情况，详细地挖掘和调查历史数据，便于制定并执行全面的交通管理应急指挥计划。对于一些主要的交叉路口和主要节点来说，可以制定完整的应急响应计划，以减轻这些位置的交通拥堵。

3.4 智能化医疗

在当今工业化、城市化进程不断加速推进的时代背景下，在医疗领域中融合应用人工智能技术可以更加有效地保护人们的健康和生命安全，同时还在一定程度上提高了医疗水平。医疗机构和保健行业可以通过智能化医疗平台来了解患者的所有相关信息，为患者后接受治疗时提供便利与帮助，提高工作效率。此外，医疗机构可以结合使用多种智能医疗设备来对患者进行远程诊断、探视及治疗。智能警报设备是医疗和健康卫生行业所使用最为广泛的人工智能技术，可及时防止病情恶化并得到有效的救助。

4 人工智能在智慧城市中的发展前景

人工智能的发展已经逐渐趋于完备和成熟，并在许多的领域之中都得到了广泛的应用，同时这些领域对人工智能技术也提出了新的要求。物联网是互联网、电子商务和其他领域发展的杰出产物，也证明了人们的生活水平朝着现代化、智能化和人性化的方向逐步发展[4]。在这种情况下，如何科学合理地利用人工智能、云计算、大数据等技术来加速物联网产业的发展已经成为人们进一步提高人工智能技术应用价值的必然选择。鉴于当前人工智能的发展方向，预计未来人工智能将在促进智慧城市的同时在物联网、电子商务和其他网络领域发挥出更大的作用。在应用人工智能建设智慧城市的过程中，人工智能还可以应用于教育、旅游、文化建设等不同方面。文化是智慧城市发展的内在动力，只有促使人民的理想道德素质和文化水平达到智慧城市的标准，我们才能真正地建设起智慧城市。现如今，人们对物质追求的热情正逐步向精神文化方面转移，这也是人工智能未来的发展方向之一。智慧城市的建设需要依靠每个城市居民的共同努力。