Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xây dựng hệ thống giám sát giao thông cao tốc thông minh sử dụng Internet vạn vật và robot kiểm tra
Springer Science and Business Media LLC - Trang 1-25 - 2023
Tóm tắt
Với sự tăng tốc không ngừng của quá trình đô thị hóa, ùn tắc giao thông, tai nạn giao thông và các vấn đề về môi trường đô thị đang ngày càng trở nên nghiêm trọng, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến cuộc sống của cư dân thành phố. Với xu hướng đô thị hóa hiện nay, quản lý giao thông trở thành một vấn đề cấp bách, và sự an toàn cũng như thông suốt của các tuyến đường cao tốc ảnh hưởng sâu sắc đến nền kinh tế và chất lượng cuộc sống của một thành phố. Do đó, robot kiểm tra thông minh đã xuất hiện trước công chúng. Nó có những ưu điểm về ổn định và hiệu quả, có thể tiếp tục làm việc trong trạng thái cường độ cao, và giúp giảm bớt rất nhiều khối lượng công việc cho con người. Đầu tiên, một hệ thống giám sát giao thông thông minh dựa trên Internet vạn vật (IoT) được đề xuất. Hệ thống này tích hợp công nghệ học sâu và trí tuệ nhân tạo, có thể truy vấn nhanh chóng các thông số giao thông, thông số môi trường và các vi phạm có thể gây ra tai nạn giao thông. Thứ hai, một robot kiểm tra thông minh được giới thiệu để giám sát lưu lượng giao thông đường bộ và ghi nhật ký vi phạm theo thời gian thực, điều này cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho việc quản lý khoa học hơn về giao thông đường bộ. Cuối cùng, độ nhạy của hệ thống giám sát thông minh và các biện pháp cải thiện được phân tích bằng cách sử dụng kết quả của thuật toán Định vị và lập bản đồ đồng thời (SLAM), giúp giám sát giao thông thông minh trở nên phổ biến hơn. Một đoạn đường an toàn đóng kín được chọn để thử nghiệm robot kiểm tra. Các kết quả tiết lộ rằng (1) mô hình giao thông đô thị dựa trên IoT có thể đáp ứng kiến trúc của giao thông đô thị thông minh. (2) Cân nhắc về hiệu suất của robot kiểm tra, thuật toán SLAM phù hợp hơn cho giám sát giao thông thông minh trên đường. (3) Khi số lượng hạt trong thuật toán SLAM cải tiến là nhỏ, độ chính xác và hiệu suất theo thời gian thực của thuật toán cũng có thể được đảm bảo. Hiệu quả tính toán được cải thiện đến 80%, và độ chính xác mô hình được cải thiện 23.3%. Các phương pháp giám sát giao thông truyền thống thường dựa vào cảm biến tĩnh và nguồn dữ liệu hạn chế. Tuy nhiên, hệ thống được đề xuất tận dụng khả năng thu thập dữ liệu theo thời gian thực của công nghệ IoT và robot kiểm tra, đạt được một cách tiếp cận dữ liệu giao thông toàn diện, chính xác và linh hoạt hơn. Thông qua cuộc khám phá này, các ý tưởng và mục tiêu tổng thể của việc xây dựng các tuyến đường cao tốc thông minh được làm rõ, điều này sẽ tạo nền tảng vững chắc cho việc xây dựng các tuyến đường cao tốc thông minh trong tương lai và cung cấp ý tưởng thiết kế và thực tiễn toàn diện. Thuật toán SLAM cải tiến có thể hoàn thành việc định vị và lập bản đồ của robot kiểm tra hầm trong môi trường đường bộ một cách ổn định hơn. Trong thuật toán SLAM, Bộ lọc Kalman mở rộng được đưa vào để đảm bảo độ chính xác và tính thời gian thực của thuật toán cải tiến, có thể áp dụng cho việc lập mô hình và định vị trong các môi trường chưa biết. Do đó, việc sử dụng thuật toán SLAM trong hệ thống robot kiểm tra đường có thể hiện thực hóa ổn định nhận thức môi trường và lập kế hoạch lộ trình tự động.
Từ khóa
#hệ thống giám sát giao thông cao tốc #Internet vạn vật #robot kiểm tra #công nghệ học sâu #trí tuệ nhân tạo #định vị và lập bản đồ đồng thờiTài liệu tham khảo
Liu C, Du Y, Ge Y, Wu D, Zhao C, Li Y (2021) New generation of smart highway: framework and insights. J Adv Transp
Finogeev A, Finogeev A, Fionova L, Lyapin A, Lychagin KA (2019) Intelligent monitoring system for smart road environment. J Ind Inf Integr 15(2):15–20
Ata A, Khan MA, Abbas S, Ahmad G, Fatima A (2019) Modelling smart road traffic congestion control system using machine learning techniques. Neural Network World 29(2):99–110
Zhang R, Ishikawa A, Wang W, Striner B, Tonguz OK (2019) Using reinforcement learning with partial vehicle detection for intelligent traffic signal control. IEEE Trans Intell Transp Syst 22(1):404–415
Tang C, Zhou G, Gao Z, Shu X, Chen P (2019) A novel rail inspection robot and fault detection method for the coal mine hoisting system. IEEE Intell Transp Syst Mag 11(2):110–121
Jo BW, Lee YS, Kim JH, Yoon KW (2018) A review of advanced bridge inspection technologies based on robotic systems and image processing. Int J Contents 14(3):45
Islas-García E, Ceccarelli M, Tapia-Herrera R, Torres-SanMiguel CR (2021) Pipeline inspection tests using a biomimetic robot. Biomimetics 6(no1):17
Njoku JN et al (2023) Prospects and challenges of Metaverse application in data-driven intelligent transportation systems. IET Intel Transp Syst 17(1):1–21
Khan AR et al (2022) DSRC technology in vehicle-to-vehicle (V2V) and vehicle-to-infrastructure (V2I) IoT system for intelligent transportation system (ITS): a review. Recent trends in mechatronics towards industry 4.0: selected articles from iM3F 2020, Malaysia, pp 97–106
Jabbar R et al (2022) Blockchain technology for intelligent transportation systems: a systematic literature review. IEEE Access 10:20995–21031
Zhang J et al (2023) Automated guided vehicles and autonomous mobile robots for recognition and tracking in civil engineering. Automat Construct 146. Article ID. 104699
Zhang X et al (2023) Key technology for the construction and inspection of long-distance underwater tunnel for 1000 kV gas-insulated transmission line. Bull Eng Geol Env 82(1):7
Jia Z et al (2022) Condition assessment of the cable trench based on an intelligent inspection robot. Front. Adv Digital Technol Digital Smart Grid, 10. Article ID. 880825089
Babar M, Arif F (2019) Real-time data processing scheme using big data analytics in internet of things based smart transportation environment. J Ambient Intell Humaniz Comput 10(10):4167–4177
Rudskoy A, Ilin I, Prokhorov A (2021) Digital twins in the intelligent transport systems. Transp Res Proc 54:927–935
Awad AY, Mohan S (2019) Internet of things for a smart transportation system. Int J Interdiscip Telecommun Netw (IJITN) 11(1):57–70
Li W et al (2020) Design and implementation of intelligent traffic and big data mining system based on internet of things. J Intell Fuzzy Syst 38(2):1967–1975
Zhang H, Lu X (2020) Vehicle communication network in intelligent transportation system based on Internet of Things. Comput Commun 160:799–806
Lei G, Zheng Y (2021) Research on cooperative trajectory planning algorithm based on tractor-trailer wheeled robot. IEEE Access 10:64209–64221
Shi Y et al (2020) Integrated navigation by a greenhouse robot based on an odometer/lidar. Instrument Mesures Métrol, 19(2)
Lan C, Chang CY (2020) Development of a low cost and path-free autonomous patrol system based on stereo vision system and checking flags. Appl Sci 10(3):974
Liu T, Kuang J, Ge W, Zhang P, Niu X (2019) A simple positioning system for large-scale indoor patrol inspection using foot-mounted INS, QR code control points, and smartphone. IEEE Sens J 21(4):4938–4948
Szrek J, Jakubiak J, Zimroz R (2022) A mobile robot-based system for automatic inspection of belt conveyors in mining industry. Energies 15(1):327
Pathmakumar T, Kalimuthu M, Elara MR, Ramalingam B (2021) An autonomous robot-aided auditing scheme for floor cleaning. Sensors 21(13):4332
Hollinger NB (2022) Examining autonomous inspection of geologic repositories. ESARDA
Oad P, Kajewski S, Kumar A (2020) Innovation in road construction industry: an analysis of different case studies
Rea P, Ottaviano E (2019) Design and development of an Inspection Robotic System for indoor applications. Robot Comput Integrated Manuf 49(1):143–151