基于人工智能應用的福建省交通運輸行業前景分析

鄭兆鵬 張顯松

(福建省港航事業發展中心，福州 350001)

0 引言

交通運輸是國民經濟中基礎性、 先導性、 戰略性產業。 目前，福建省的交通運輸行業正處在高位運行、穩中有進的發展關鍵期。據官方最新數據統計，全省公路總里程為108901.276 公里， 內河航道通航總里程為3245.28公里，全年總客運量為51435 萬人，總貨運量為136974萬噸[1]。因此，把握發展關鍵期，推動福建省交通行業高質量發展，構建現代化智能交通運輸系統(ITS)，是引領經濟發展新常態，推動國家重大戰略實施，支撐全面建成小康社會的客觀要求。

1 ITS 概念及作用

智能交通運輸系統(簡稱ITS)是將信息技術、傳感技術、通信技術結合當今前沿的人工智能、大數據等技術綜合運用于交通運輸行業，形成一種大范圍、全方位、實時準確高效的綜合交通管控系統[2]。 ITS 被公認是現階段交通運輸領域研究的前沿性課題。 它將改變公路、水路、航空等傳統的交通方式，是解決交通擁擠、提高運行效率、改善交通安全、減少空氣污染等問題的最佳途徑[3]。

2 國內外現狀

2.1 國外智能交通發展現狀

美國、日本、歐盟等國家對于ITS 的研究起步較早(20世紀90 年代)， 并且在有關當局積極參與和財政的大力支持下，經過三十年的發展，形成了較為完善的體系。 根據相關資料顯示， 在對美國智能交通發展情況進行分析時，可以將《2050 年遠景：國家綜合運輸系統》作為分析和研究的主要導向。 對于歐盟而言，則更多的是將《交通白皮書》 作為指導思想， 實現對交通樞紐科學合理的建設， 保證綜合交通運輸系統在構建和具體應用過程中的綠色、環保以及高效性。日本的ITS 研究主要集中于電子收費、緊急車輛優先、商業車輛管理、公共交通以及交通信息發布等方面[4-6]。

2.2 國內智能交通發展現狀

我國對于ITS 的研究起步較晚， 應用尚處于起步階段，但也進行了一些富有成效的基礎性工作。 目前，我國在智能交通研究和應用領域已進入高速發展期， 相關的方針政策正在出臺推進。 2016 年，國家發改委和交通運輸部就聯合發布了《推進“互聯網+”便捷交通促進智能交通發展的實施方案》，首次提出了搭建ITS 的整體框架以及具體落實措施；交通運輸部門在2016 年，也同步印發和落實了 《關于推進交通運輸行業數據資源開共享的實施意見》。該《意見》明確提出對現有的行業數據資源進行開放共享管理以及科學合理的構建， 同時還要保證數據的完整性和有效性；2017 年，國務院印發了《“十三五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》，在該規劃當中明確提出了綜合交通基礎設施網絡在建設時的主要目標和任務。同年，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，對研究智能運載工具、 加快推進智能交通技術應用等方面提出了要求。 綜上所述, 我國智能交通系統的研究前沿是以安全、高效、綠色為核心,推進綜合交通運輸系統向網聯化、協同化和智慧化方向發展[7-10]。

3 福建省ITS 發展的現狀及未來

根據國務院 《政務信息系統整合共享實施方案》、交通運輸部《國家綜合交通運輸信息平臺總體技術方案》和福建省人民政府 《福建省政務信息系統整合共享實施方案》相關要求，“大平臺、大數據、大系統、大服務”是當前及今后一段時間內信息化發展方向。 通過構建“大平臺、大數據、大系統、大服務”信息化發展體系，實現“三融合、五推進”，即：應用融合、數據融合、業務融合；推進要素感知高度智能、推進信息傳輸高度發達、推進基礎設施高度集中、推進網絡信息高度安全、推進保障機制高度完備，實現交通運輸管理與服務工作的數字化、 網絡化、 智能化，為建設交通運輸強省提供有力支撐。

3.1 交通大數據匯聚期

為實現福建省交通行業的跨越式發展，依據《交通運輸部辦公廳關于推進交通運輸行業數據資源開放共享的實施意見》、《福建省促進大數據發展實施方案(2016—2020 年)》，交通運輸廳組建“智慧交通云辦公室”，啟動福建省交通資源中心工程(一期)建設，作為交通運輸大數據發展項目的先導性、基礎性子項目。 本項目擬建設“物理分布、 邏輯集中” 的省級交通運輸行業數據匯聚交換中心，推進技術融合、業務融合、數據融合，實現福建省交通運輸行業數據資源跨層級、跨地域、跨系統、跨部門、跨業務安全的服務，依托豐富的、高質量的交通運輸行業數據資源，促進行業管理和行業服務領域的協同管理和服務，增強交通運輸行業科學治理能力， 提升交通運輸行業公共服務品質， 助力交通運輸行業轉型升級和健康的可持續發展。

3.2 人工智能技術的應用期

交通大數據的建立， 為人工智能相關技術的應用奠定了結實的基礎。 未來的智能交通主要表現在以下五個方面：

(1)智能感知協調系統

智能感知協調系統在構建以及具體應用過程中，主要是面向運輸工具、 基礎設施等具有多層域特征的感知對象。 與此同時，該系統在操作時，主要是依靠智能傳感器、物聯網等各種不同類型的技術手段進行有效結合。通過理論與實踐的結合， 可以在實踐中構建出面向高效融合的高通大數據， 這樣不僅可以保證大數據的標準具有一致性，而且還可以保證交通信息具有全面性、及時性和有效性。只有這樣，才能讓交通運輸行業朝著智能化的趨勢發展，同時可以保證服務、管理等各個環節都可以有大數據作為支撐。

(2)高可靠性通信系統

智能交通系統在實際應用過程中， 如果該系統處于非常態的交通環境下， 那么其自身就會呈現出一些獨有的特性。比如網絡拓撲具有快速多變的特征，同時現有的物理環境也相對比較復雜等。 在實際應用過程中的很多常規性商用通信技術， 其實很難能夠滿足智能交通在運行時的安全要求，同時也無法滿足其自身在可靠性、網絡性等各個方面提出的基本要求。 尤其是在當前智能交通系統正在逐步完善， 對綜合承載業務的需求一直在不斷提升。所以在此時與其相對應的通信協議、計算模式等都必須要進行適當的改變和優化， 同時還要將人工智能等技術與智能交通系統進行有效結合， 這樣才能夠保證系統在應用時的可靠性和有效性。

圖1 福建省交通運輸大數據資源全景圖

(3)無人駕駛控制系統

移動交通的無人駕駛技術主要綜合運用深度學習、計算機視覺、電子信息以及高精度定位裝置等。無人駕駛控制系統在構建以及具體應用過程中， 主要可以將其劃分為環境感知、 高精度地圖以及智能決策控制這幾個模塊。 首先，在對環境感知進行分析時，其存在的意義和目的就是為了為無人駕駛提供周圍環境的相關信息， 同時還要對車身的情況進行隨時的跟蹤處理， 為了保證其在實踐中的應用效果， 需要對不同的車載傳感器進行科學合理的利用。 其次，高精準度地圖在實際應用過程中，就是為了給無人駕駛控制系統提供有效的路況信息。 最后智能決策在實際應用過程中， 主要是與前兩個模塊提供的各項數據信息內容進行有效整合， 這樣可以提出自主合理的駕駛決策，進而完成整個無人駕駛的流程操作。

(4)綜合安全評估系統

交通系統在運行過程中的綜合安全問題， 會直接影響到系統的運行可靠性和安全穩定性。 因此要結合實際要求，對系統進行主動安全防護措施的有效落實，這樣不僅可以從根本上實現對系統風險的有效識別， 而且還可以實現對風險的有效追蹤和處理。該系統在運行過程中，會涉及到交通行為的監督和控制， 同時還會涉及到各種不同類型的交通風險等。這些技術在實際應用過程中，要保證實現與人工智能技術的有效融合， 只有這樣才能夠最大限度保證道路的整個交通運行情況可以得到有效的監督和控制。 同時還可以對道路上的一些安全隱患事件進行有效的消除， 為主動安全防護體系在實踐中的應用效果提供保障。

(5)智能出行決策系統

運用先進的IT 技術、5G 通信技術、GIS 地理信息系統技術等,基于實時綜合交通態勢分析的信息服務,結合不同交通工具的運行特點, 研究綜合交通系統中的交通工具聯合導航技術。對于客運而言，可以對已知出行者當前的出行狀態、目的地情況等進行及時的獲取，保證了這些路況信息的準確性和有效性。根據出行者的實際需求，可以為其規劃不同的線路， 這樣不僅可以滿足出行人員的個性化要求， 而且還可以促進交通運輸行業的智能化發展。對貨運來講，研究全局交通協同運行下的一票出行問題，在高效智能管理模式下可實現一站安檢，形成一體化智能出行方案。 分析多樣化信息服務對多尺度交通需求生成與分布特點的影響， 進一步研究多樣化的信息服務對潛在交通需求管理手段的影響[11-12]。

4 結論

智能交通運輸系統是人工智能、 大數據等最新技術應用最活躍、最具有潛力的一個領域。通過梳理國內外智能交通系統的現狀及發展趨勢，借鑒先進的經驗做法，為福建省交通運輸行業的發展前景提出相應的對策建議，以提升福建省交通運輸行業綜合治理能力和服務水平，這樣不僅有利于提高整個行業的經濟效益， 而且還能推動我省交通運輸行業的轉型和升級。