我國城市智能交通中的卡口系統(tǒng)及我談人工智能與教師教學

高清卡口攝像機拍攝區(qū)域示意圖三．卡口技術存在的問題卡口系統(tǒng)架構類型的完善發(fā)展在一定程度上說明了道路卡口系統(tǒng)的發(fā)展已跨入軌道，但在這發(fā)展過程中也存在著不少的問題，目前道路監(jiān)控卡口系統(tǒng)建設中存在的問題，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：（一）卡口系統(tǒng)技術性能需進一步改進。

1.雨天對車輛抓拍的效果差。

2.抓拍的空圖片數(shù)量較多。

3.存在一定的漏拍率。

4.圖片格式與非現(xiàn)場管理系統(tǒng)所要求的格式不兼容，需要人工轉(zhuǎn)換。

（二）卡口系統(tǒng)功能過于單一，是否可以讓其具備測速和監(jiān)控報警、車輛違法行為自動查詢等智能科技手段。

（三）沒有建立統(tǒng)一的卡口數(shù)據(jù)庫、后臺系統(tǒng)，大隊卡口系統(tǒng)獨自為戰(zhàn)，與其他大隊的卡口沒有整合。

（四）數(shù)據(jù)傳輸通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸，存在泄密的風險。四．卡口系統(tǒng)的應用（一）卡口系統(tǒng)在高速公路上的應用1.卡口車牌識別功能車牌照識別(LPR)系統(tǒng)是以安防技術中的圖像處理、模式識別等技術為基礎的智能識別系統(tǒng)，通過攝像機所拍攝的道路上行駛的車輛圖像進行車牌號碼的識別。一個完整的車牌自動識別系統(tǒng)由車輛檢測、圖像采集、圖像預處理、車牌識別、結(jié)果輸出等模塊組成，當車輛檢測部分檢測到車輛到達時，觸發(fā)圖像采集裝置，采集車輛清晰圖像，再把車輛圖像傳給車牌識別部分，通過車牌識別技術識別出車牌。車牌識別技術是一個以特定目標為對象的專用計算機視覺系統(tǒng)，能從一幅圖像中自動進行車牌定位、自動分割字符、進而對字符進行識別。該技術對采集到的汽車圖像進行處理，能夠?qū)崟r準確地自動識別出車牌的數(shù)字、字母及漢字字符，并以計算機可直接運行的數(shù)據(jù)形式給出識別結(jié)果。2.基于視頻的卡口事件檢測功能基于視頻的卡口事件檢測功能是一種對事件進行直接檢測的方式。主要是通過卡口的前端視頻采集設備獲取視頻圖像，通過視頻和圖像處理的方法完成對目標的跟蹤、識別及事件檢測，是一種融合視頻圖像處理、模式識別及數(shù)據(jù)通信等多項技術為一體的計算機視頻檢測技術。這種方法相較于間接檢測方法(即交通流模型推斷法)而言，擁有可以對車輛跟蹤、分類，檢測率高，誤報率低等優(yōu)勢，交通事件處理系統(tǒng)還可以實時獲取直觀現(xiàn)場狀況并在滿足條件的情況下為非現(xiàn)場執(zhí)法提供證據(jù)。3.基于車牌識別技術的卡口區(qū)間測速功能高速公路超速實時執(zhí)法系統(tǒng)是高速公路智能交通管理系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。以前的超速違章檢測多為斷面測速，即測算出某一車輛通過某一斷面的瞬時速度判斷其是否超速違章。但是一旦司機對測速點熟悉后，就會可能會出現(xiàn)在高速路上見到測速提示牌后猛踩一腳剎車以躲避處罰的情況。基于車牌識別技術的區(qū)間測速能更好地監(jiān)測并發(fā)現(xiàn)長距離超速違章現(xiàn)象，可避免斷面測速被人為規(guī)避，對駕駛員產(chǎn)生較大的威懾作用，促使其在監(jiān)測區(qū)間路段內(nèi)不敢長時間存在超速行為，否則違法行為可能由此來保證高速公路的行車安全。（二）卡口系統(tǒng)在平安城市的應用1.卡口記錄抓拍智能監(jiān)控卡口系統(tǒng)在滿足日常視頻監(jiān)控需求的基礎上，通過實時智能識別、軌跡跟蹤，準確記錄過往車輛經(jīng)過的信息，清晰辨別車身、車牌號、車型等特征，包括機動車經(jīng)過的地點、行駛方向、經(jīng)過時間、號牌號碼、號牌顏色、車輛類型等內(nèi)容。智能分析、識別智能監(jiān)控卡口系統(tǒng)具備視頻智能檢測和分析功能，可自動對車輛牌照進行識別，包括車牌號碼、車牌顏色和車型等，通過對運動車輛的運行軌跡分析、視頻跟蹤，達到準確抓拍。車牌識別支持大角度識別，在各種條件下能極大的提高識別準確率，較好的滿足各種施工條件，同時具備視頻測速功能。非機動車行人檢測步行、自行車、二三輪車等“慢行交通”群體，目前仍是城市交通出行的主流群體，本系統(tǒng)具備非機動車、行人的檢測功能，這樣對監(jiān)控下的有動態(tài)信息的物體都可以檢測到并記錄，這樣記錄信息更全面，有了這些信息，進一步減少了人工查詢大量視頻信息取證的負擔，可以直接根據(jù)特征進行定位。視頻兼容H.265智能監(jiān)控卡口系統(tǒng)視頻采用最新的H.265編碼技術，能夠提高壓縮效率，提高魯棒性和錯誤恢復能力，減少實時的時延，減少信道獲取時間和隨機接入時延、降低復雜度等。抓拍圖片字符疊加抓拍圖片的靈活、多樣字符疊加，個性化設置，滿足不同現(xiàn)場、不同用戶的需求。字符疊加可以選擇疊加在圖片上、圖片下或是圖片內(nèi)，圖片上或圖片下會自動增加黑邊。字符疊加的顏色、大小和背景色可以任意設置，方便調(diào)整。字符疊加的位置可以任意配置，靈活拖動，多選對齊。疊加的內(nèi)容可以任意配置，可以定制別名，組合選擇，支持自定義，還可以疊加車牌小圖片，方便查看車牌信息。設置好字符疊加后，可以手動抓拍圖片，進行真實圖片的效果預覽，方便調(diào)試、設置和查看效果。流量統(tǒng)計智能監(jiān)控卡口系統(tǒng)支持每個車道的數(shù)據(jù)流量檢測，實時更新顯示流量檢測數(shù)據(jù)。檢測時間間隔可以自定義設置，檢測的數(shù)據(jù)包括車流量、平均速度、時間占有率、車頭時距等。路口車道的數(shù)據(jù)流量實時更新顯示，方便用戶實時查看路口通\t"/2016/06/_blank"行情況，了解路況信息，也可以進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對居民的日常出行和以后的道路規(guī)劃、改造提供最直接的依據(jù)信息。平臺接入智能監(jiān)控卡口抓拍單元可以直接接入TDR（交通數(shù)據(jù)接收服務器），供智慧城市平臺使用。通過網(wǎng)絡協(xié)議，系統(tǒng)將抓拍及檢測的數(shù)據(jù)實時自動上傳到智慧城市平臺，減少了通過主機再轉(zhuǎn)發(fā)給平臺后端的環(huán)節(jié)，速度更快，更實時，加快違法處罰系統(tǒng)的處理速度和處理能力。車輛數(shù)據(jù)信息包括：車輛經(jīng)過的時間、地點、車道、車速、車輛與道路環(huán)境全貌兼車牌特寫圖片、車輛行駛速度、車牌號碼、車牌顏色等。系統(tǒng)支持斷點續(xù)傳功能，在斷網(wǎng)情況下，可將抓拍的圖片及相關車輛數(shù)據(jù)暫時存儲在本地抓拍相機SD卡（最大支持128G）中，到網(wǎng)絡恢復正常后，將斷網(wǎng)期間的數(shù)據(jù)自動上傳到中心平臺數(shù)據(jù)庫，保證車輛數(shù)據(jù)不丟失。記錄查詢，視頻檢索結(jié)合相機的卡口記錄信息，可以對特征信息進行快速檢索，定位視頻，方便查詢和分析現(xiàn)場場景，更快的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題?？梢詫Σ樵儣l件進行篩選，查詢條件包括車輛的經(jīng)過時間段、路口、車牌號碼、車輛\t"/2016/06/_blank"品牌、車身顏色等，通過記錄信息，直接定位、播放該時間點的視頻信息，觀察案發(fā)現(xiàn)場的錄像全過程，方便公安、交警的取證。五.卡口系統(tǒng)在工程實踐中要注意的問題（一）道路交通卡口系統(tǒng)的安裝只適應于中間隔離帶很窄的路況（對于隔離帶很寬的路況，可以采取在隔離帶兩邊或者道路外沿兩側(cè)分別架設“F”桿的方式）；如果在該檢測位置不需要安裝誘導牌之類的，則該方案成本偏高；（二）道路監(jiān)控卡口系統(tǒng)建設中存在的問題1.工程設計規(guī)劃問題目前，卡口系統(tǒng)建設前期設計布署多為用戶和工程商共同完成，由于用戶在項目中占據(jù)主導地位，但是對整體系統(tǒng)的技術了解程度有限，工程商往往技術實力參差不齊，造成卡口系統(tǒng)工程在項目建設前期缺乏精心設計。此外卡口系統(tǒng)的建設多屬于各縣市的使用方各自為政建設，建設時并沒有考慮后期管理部門之間、以及上下級部門之間的系統(tǒng)互聯(lián)問題，從而出現(xiàn)了多個互不關聯(lián)的“信息孤島”，無法做到系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享，給后續(xù)系統(tǒng)的互聯(lián)留下了很多隱患。在系統(tǒng)前期設計規(guī)劃和系統(tǒng)互聯(lián)方面，江蘇320項目是一個比較好的榜樣，該項目采取“整體布署、分布建設”方式，以省為單位，從整體上對系統(tǒng)架構、數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)互聯(lián)做出統(tǒng)一規(guī)定，后續(xù)各地市建設時按照統(tǒng)一的標準進行，可以有效避免標準不一、系統(tǒng)無法互聯(lián)問題。2.技術門檻低、廠商魚龍混雜道路監(jiān)控卡口系統(tǒng)屬于集成類系統(tǒng)，關聯(lián)的子系統(tǒng)較多，施工難度大，調(diào)試麻煩，后期維護量大，因此對系統(tǒng)兼容性要求非常高，要求建設方有非常豐富的施工經(jīng)驗和調(diào)試經(jīng)驗，對整個系統(tǒng)有深入的研究，同時具備持續(xù)的后期服務能力，行業(yè)內(nèi)有很多既無研發(fā)實力，又沒有服務能力的公司，僅僅是將幾個不同的系統(tǒng)簡單拼湊起來，沒有對拼湊起來的系統(tǒng)做兼容性、可靠性測試，根本無法保證系統(tǒng)長期、穩(wěn)定運行。對于用戶來說，一定要選擇有研發(fā)實力，具有行業(yè)資質(zhì)，同時具備持續(xù)服務能力的公司，以保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，保護自身利益。3.行業(yè)標準不全面雖然有卡口系統(tǒng)行業(yè)標準，但是對于擁堵、違法停車、違法掉頭、不按車道行駛等類似的智能化功能，還沒有明確的行業(yè)標準，廠家只能按照經(jīng)驗來摸索、研究。一方面，沒有明確的標準，系統(tǒng)的驗收交付無標準參考。另一方面，容易導致一些企業(yè)渾水摸魚，打著智能化的幌子，其實只是噱頭而已，對用戶來說無異于欺騙。智能交通發(fā)展到今天，技術已經(jīng)比較成熟，完全可以對系統(tǒng)的架構、前端設備等做出準入要求，摒棄較落后的系統(tǒng)。在這方面，江蘇省的做法值得借鑒，江蘇省320項目對前端相機的像素作出了明確規(guī)定，并優(yōu)先選擇集成度較高的嵌入式一體化相機，使整個江蘇省智能交通卡口系統(tǒng)的建設水平有了較大幅度的提升。4.缺乏有效的信息共享機制、信息利用率低經(jīng)過多年的建設，交通信息的儲備不斷增長，但是信息共享機制比較落后，同時，存在數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、共享機制、共享渠道不暢通等實際問題，這些因素阻礙了信息的最大化利用，造成信息利用率非常低。若政府主管部門建立跨部門的信息共享平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理、維護、共享。一方面，可以大大提高信息利用率，另一方面，基于多個系統(tǒng)層面之上分析，可以從應用層面深入開發(fā)并利用信息。5.現(xiàn)場工控機穩(wěn)定性不夠標清卡口系統(tǒng)中現(xiàn)場處理設備多為工控機，在惡劣環(huán)境中運行不夠穩(wěn)定，尤其是因高溫引起的死機時常發(fā)生。且多數(shù)處理軟件基于Windows操作系統(tǒng)，因操作系統(tǒng)自身的缺陷引起的程序崩潰也時有發(fā)生。當現(xiàn)場處理設備無法自動重啟恢復時，需要人工現(xiàn)場重啟，維護量大，系統(tǒng)失去了7×24不間斷布控攔截的作用。我談人工智能與教師教學人類正在邁入人工智能時代。各種有關人工智能的預言、討論鋪天蓋地，催生眾多不同的視角和聲音，但有一點卻是共識：未來很多職業(yè)將被人工智能不同程度替代，包括翻譯、律師、護士、程序員、記者、作家，以及絕大部分體力勞動……

在這份長長的“黑名單”里，教師的地位晦暗不明，是否會從人類社會的職業(yè)榜中消逝，尚未形成定論。不管怎樣，人工智能與教師的相遇已經(jīng)不可避免。在此前提下，一個重大問題躍然而出，當教師遇上人工智能，究竟會發(fā)生什么？

首要的問題是：人工智能時代，還需要教師嗎？

教師如何才能擁有獨特、不可替代的價值和作用？

這需要先洞悉人工智能將為“學校”、為“學生的學習”、為“課程與教學”等帶來了什么變化，以這些變化為前提和依據(jù)，再來聚焦教師是否能夠在這些變化面前有所作為，以及如何作為。

對于“學?！倍?，人工智能時代的學校同樣具有生存危機，它未必會“脫胎換骨”為大小不一的“學習中心”，但可以肯定的是，學校這座“孤島”會在信息技術帶來的開放中，與外界的聯(lián)系愈加緊密。學?？臻g的利用率、學校時間的彈性化也會大幅度提升。更重要的在于，學校的功能和作用將發(fā)生重大變化，越來越走向“精準教育”，通過“精準定位”為學生的成長提供“精準服務”。

這是人工智能時代學校最根本的變化，學校不再是為未來職業(yè)做準備，而是真正為人的終身學習、終身發(fā)展而準備。同樣是“準備”，人工智能時代的學校準備是“精準準備”，與人才培養(yǎng)和能力提升的“精準特色”有關，這樣才可能帶來真正的“個性化教育”。

在學習目標上，首先是“人之為人”的普遍目標。它的重點不再是習得為將來從事某個職業(yè)所需要的特有知識、技能與方法，而是擁有合理的價值觀、強大的創(chuàng)新思維與能力，以及自主學習的能力等，這些都是真正“成人”并走向“終身學習”的基礎性、根基性前提。

其次是特殊目標，它與學生的個性化需要有關，是真正的“學以為己”。滿足自己的興趣和需要的學習，形成個性化的知識體系，而不只是適用于所有人的標準化知識體系。

在學習資源上，學生獲取知識與方法的來源與途徑，不再局限于教師與課堂。學生會使用Sri、Cortana、Alexa等人工智能尋找學習資源，也不再拘泥于制度化、固定化的“課堂時間”。

與此相關的是學習方式的改變。移動電話、平板電腦、掌上電腦等便攜設備使學習不再局限于固定和遇到的地點，它在改變現(xiàn)代社會知識的性質(zhì)與來源的同時，也改變了知識習得的方式，最終形成移動學習與固定學習并駕齊驅(qū)、線上學習與線下學習比翼齊飛、人工智能與人的智能交融共生的新格局。

在學習伙伴上，昔日近乎同齡的“學習共同體”成員將會發(fā)生質(zhì)的變化。學生的年齡差異會加大，來自學前教育的“混齡教育”將會逐步蔓延、延伸到不同學段的教育。例如，斯坦福大學提出開放式大學的概念，本質(zhì)上是“混班制”。學生在一生當中任何六年時間里完成學業(yè)，即可拿到本科學位。

對于課程與教學而言，各種課程資源和課程定制的豐富性、專業(yè)性，已無須學校和教師過多參與，課程外包或訂購逐漸成為主流。課堂教學的“人工智能化”已是大勢所趨。例如，除了白板之外，未來的顯示屏可能大到覆蓋整面墻壁，可以操縱顯示幾乎任何課堂需要的內(nèi)容。智能屏幕成為現(xiàn)代黑板，智能課桌成為現(xiàn)代課桌的升級版本，教師可以隨時插入并控制屏幕與課桌。這些聯(lián)網(wǎng)的平板提供了與智能手機相同的在線資源并實現(xiàn)“課堂在場”。

這樣的課堂，是線下實體課堂與線上虛擬課堂的穿梭轉(zhuǎn)換，學生在線上通過網(wǎng)絡社群、創(chuàng)客空間與智能機器人進行個性化的自主學習，在線下集中時進行分享、交流、討論、練習、創(chuàng)造等活動。人工智能時代的課堂會更加趨向“個人導向的系統(tǒng)學習”，它是介于“碎片化學習”與“學校內(nèi)系統(tǒng)學習”之間的課堂學習方式。學習者更多根據(jù)個人的興趣愛好、問題解決需要選擇學習內(nèi)容和學習路徑，而不只是按照學科知識體系的要求進行系統(tǒng)學習。在此過程中，通過平時碎片式的“零存”，最終實現(xiàn)系統(tǒng)性的“整取”，將碎片化知識按照個人的需要逐步建構成屬于自己的知識體系。

這樣的課堂，教師可以利用人工智能技術和大數(shù)據(jù)，更加精細、精準地了解學生特點、個性和需要。例如，教師運用一個軟件大致可以知道哪一個知識點、能力點、方法點學生會了，什么還不會；利用英語語音分析智能軟件，學生跟隨軟件講一句，軟件馬上一點一滴地幫助教師指出學生的發(fā)音問題在哪里、怎么改？又如，人工智能技術能夠讓教師知曉哪些學生在聽“我”講話，或在走神，或在睡覺，甚至可以通過腦電圖了解學生課堂上的思維走勢和情感波動……到此為止，已經(jīng)無須對人工智能帶來的改變做過多描述，現(xiàn)在最緊迫的問題依舊是：既然如此，教師怎么辦？什么可以被人工智能替代，什么無法被替代？教師需要做出什么改變才可能適應這個變化，并掌握主導權，重新置于時代的潮頭。

可以被替代的是那些需要重復做的事情（如布置作業(yè)、批改作業(yè)），需要大量信息資料搜集、數(shù)據(jù)積淀和分析的事情（如把很多教師的教學經(jīng)驗匯聚到機器里，計算所有的可能性，找到最佳路徑），需要精準定位的事情（如學生的個性特質(zhì)、個性需求，學生的學習難點、障礙點等）。這些事情被替代，是對教師的解放。當人工智能可以隨時隨地用更精準、更有效的方法來教學的時候，何樂不為？什么是人工智能無法替代的？決定教師能否被替代的不是人工智能，是教育的本質(zhì)，是學生的需要，是貫穿其中不變的教育之理、教育之道。在此之前，我們一直在思考并回答“人工智能時代什么將發(fā)生改變”的問題，與此同時還需要提出另一個問題：人工智能來了，什么不會改變？這個明確了，人工智能時代的教育就圍繞著這些不變的東西“教書育人”。

首先，不變的是教育本身。無論是通過“學校”還是“學習中心”，或者“社區(qū)”等其他載體，人類始終需要教育，人工智能本身的發(fā)展、使用始終也離不開教育。既如此，“教育在”則“學生在”，“學生在”則“教師在”。

其次，不變的是學生成長的需要。學生的素養(yǎng)與能力不會自動發(fā)生，也不能只憑自學養(yǎng)成，學生的成長始終需要“教師”這樣的引路人、互動者、對話者、幫助者和陪伴者。這些角色，是人工智能時代教師最需要承擔的角色。他們是陪伴學生在人工智能時代的重重險灘和荊棘中前行的人，是通過賦予學生自主學習能力和創(chuàng)新性思維，給予學生打破舊知識、創(chuàng)造新知識能力的人，從而是引導、幫助學生在人工智能的世界里，獲得不可被替代的自主、自立、自強和自由能力的人。

人工智能時代的教師需要具備三大本領，即“愛商”“數(shù)商”“信商”，才能成為依然被學生需要的人。與人類的智商、情商相呼應，“愛商”是教師最核心的情商，“數(shù)商”和“信商”是教師最重要的智商。

“愛商”與價值觀、情感實踐相關。