基于语音的交通报告：智能交通系统的自动化数据收集方法

### 基于语音的交通报告：智能交通系统的自动化数据收集方法 #### 1. 引言 城市生活中，交通拥堵是极具挑战性和令人烦恼的问题。不过，交通拥堵最初其实是解决基本出行问题的一种方式。不同社会系统、经济和教育等方面的基本运作需求，使得人们在同一时段外出互动，这让交通状况变得极为复杂，若不打破现代社会生活模式，就难以有效控制交通。 幸运的是，交通拥堵也推动了相关研究领域去构建适应性解决方案以逐步缓解这一问题。人们为此付出了诸多努力，如改善基础设施、优化交通信号灯管理、加强执法、推广环保交通方式以及发展智能交通系统等。在当今快速发展的科技时代，智能交通系统（ITS）因其高效、经济且可行的特点而日益普及。 过去二十年间，众多 ITS 技术得以开发，如城市范围的交通调控、综合交通信息辅助、智能停车等。ITS 从多种来源收集信息，如 GPS、执行器、多媒体定位器和互联网社区等，产生了从万亿字节到拍字节的海量数据。由于数据量巨大且种类繁多，传统系统框架已无法满足大数据分析的需求，向以数据为中心的解决方案转变成为了讨论焦点。许多结合人工智能方法的大数据机制，包括文本挖掘、数据科学、机器人技术和知识发现等，为该领域带来了意想不到的创新。然而，传统上输入这些系统的数据来自固定传感器、环形检测器、RFID 和摄像头系统等，在像越南这样的发展中国家，由于部署和维护成本过高，这些设备难以广泛应用。 随着移动通信和智能终端技术的融合，交通系统通过移动众包技术获得了缓解交通拥堵的新途径。这极大地为现有的智能交通系统提供了丰富且现代的数据来源，使其能够充分利用专业的大数据解决方案和新颖的系统架构。 如今，最受欢迎的交通系统当属谷歌地图，其导航技术、广泛的地理覆盖范围以及高效的最短路径规划，均基于历史数据、统计记录和人工输入。另一个知名的系统是 Waze，它在交通状况监测和为终端用户服务方面表现出色，无疑充分利用了用户的驾驶信息。具体而言，Waze 应用允许用户直接报告交通状况，但仍需传统的人工操作软件。尽管这些知名应用已得到广泛开发，并被证明是高效且可扩展交通系统的设计典范，但由于开发成本高昂或不适用于特定地区，它们在某些情况下并不适用。以胡志明市的一个现有众包和交通感知系统 UTraffic 为例，它鼓励在线用户分享交通数据、及时报告交通状况，帮助人们轻松监测交通情况。然而，当前系统通过 GPS、移动传感器或用户手动输入报告表格来收集数据，这对于驾驶时手持设备的司机来说是一项艰巨的任务。 随着人工智能，特别是自然语言处理技术的兴起，我们有动力采用并提出一种合适的方法，以合法、轻松且便捷的方式支持司机贡献交通数据。为实现这一目标，我们引入了一种现代方法，即要求用户以语音记录的形式提供交通报告，并借助大数据分析技术和最先进的自然语言处理模型，实施一个完整的分析管道，从端到端收集、处理和提供数据，实现实时交通状况监测服务。语音报告包含用户想要报告的位置信息、道路上出现问题或事故的原因以及司机的当前速度。这些细节可作为基于速度的路线规划程序的有效信息，或作为交通预测模型的数据。我们的主要贡献如下： - 设计了一个允许用户发送展示交通拥堵情况的自然语音记录的功能。 - 应用自然语言处理模型：语音转文本识别、意图分类和槽填充分类。 - 实现实时数据收集和处理分析管道。 #### 2. 相关工作 国外一些智能交通系统已投入运行，例如日本的 VICS。该系统从管理员和地方警察总部收集数据，在信息中心处理后，通过 FM 和广播频道或街道上安装的红外信标将信息广播给用户。然而，这种方法需要大量人力和资金，因此不适合像越南这样的国家实施。其他传统的使用环形检测器收集速度和交通密度的方法已经使用了很长时间，并且仍在改进中。不过，物理设备在恶劣天气条件下、大量车辆通过时或设备内部损坏时会出现问题，而且由于价格和安装复杂性，其覆盖范围也存在疑问。 在越南，也有一些旨在减轻交通负担的工作。胡志明市人民之声（VOH） - 95.6MHz 和越南之声（VOV） - 91MHz 这两个广播电台从交通用户（司机、行人等）和贡献者那里收集数据，并通过广播频道将信息传播给人们。但这些系统需要大量人力、主动贡献以及用户主动获取信息，其覆盖范围完全取决于积极报告交通数据的贡献者数量，因此难以扩展。最近，胡志明市理工大学（HCMUT）的研究人员提出了一个名为“智能 BK 交通”的系统，它通过收集城市公交车的 GPS 数据，并将分析后的信息发布在网站上。该系统大大减轻了人力负担，但在公交系统网络未覆盖的路线上存在重大缺陷。 全球最受欢迎的交通导航应用当属谷歌地图，作为行业巨头，它拥有丰富的资源和技术，从卫星、贡献者和数十亿用户设备的 GPS 收集交通数据。显然，我们无法拥有像谷歌那样大量的数据源，也无法采用其方法。我们现有的智能交通系统 UTraffic 旨在从社区和相关来源收集数据，提供交通警告，提高交通用户的安全意识，并以最小的成本和人力解决胡志明市的交通拥堵问题。据我们所知，只有少数导航软件允许用户实时报告交通状况，其中最成功的是 Waze。Waze 允许用户直接报告交通状况，用户只需选择要报