人工智能与交通运输

　　随着经济技术的发展，社会对客货运输的需求不断提高，不但要“走得了”还要“走得好”，不但要“运得了”还要“运得准”，新时代的大目标是满足 人们日益增长的美好生活的需求。智能交通是面向交通运输的服务与管理系统，将先进的通信、控制、传感及云平台、大数据、物联网、人工智能、移动互联 网等技术有效地综合运用于交通运输系统，使得交通的使用者、管理者、基础 设施、环境和载运工具之间达到融合，从而形成安全、便捷、高效、绿色、经 济的综合交通运输系统。 智能交通经过20 余年的发展，在出行服务、交通管理等方面发挥了重要作用。 社会上常常关注“智能交通”与“智慧交通”的定义或区别，笔者在研究过程 中认为，无论是“智能交通”还是“智慧交通”，其内涵都是利用新技术赋能 和驱动交通运输的发展，不管多么“智能”或“智慧”，均要服务于人和物的 物理位移，应重点关注新技术带给社会用户或管理者的实效是什么，可以说安全、 畅通、效率是智能交通和智慧交通的“初心和使命”，其核心是“交通”，而非“智 能”或“智慧”本身，不必纠结两者的定义。 人工智能作为引领未来的新技术之一，已在人们生活的方方面面得到应用，交通运输必然是人工智能发展的重要应用领域。国家相关规划和政策也在积极 推进人工智能在交通行业的应用，强化了人工智能在交通产业变革中的突出作 002 人工智能与交通运输 用，必将迎来人工智能与交通运输深度融合的发展阶段。但需要注意，国家政 策偏重于提出两者结合的发展方向，具体的实施工作还有待广大从业者来落实。 基于人工智能技术在感知、决策、服务、管理等方面都能发挥作用，笔者团队 着重于研究如何将人工智能技术应用到交通运输的具体场景和提出可操作的工 程措施。 本书力图思考人工智能与交通相结合的技术性、科学性问题，并从工程层 面来探讨解决人工智能在智能交通系统中的具体应用，为智能交通的发展提供 实质性的功能措施，以及有助于未来发展的落地方案，相关成果已在我国多个 省市得到推广应用。由于本书成稿较早，笔者团队仍在持续研究人工智能技术 在智能交通中的应用，未来愿意和同行进行进一步学习交流！ 铁路、公路、水运、航空是关系国民经济大动脉的关键基础设施和重大民 生工程，在我国经济社会发展中的地位和作用至关重要，支撑了世界大规模 的交通运输基础设施网络化运行、大规模的人口日常出行和节日迁徙。交通 不断发展的背后，离不开人工智能、大数据等强有力的科技创新支撑。 本书围绕交通运输存在的问题，对当前人工智能技术在智能交通中的应用 场景进行了详尽的技术分析和探讨，介绍了具体的工程应用案例。全书由三大 部分组成：第一部分思考“智能交通为什么离不开人工智能”（第一章），阐 述了智能交通的定义，介绍了智能交通的发展历程、人工智能与现有交通产业 的共同技术迭代及人工智能对交通行业的影响；第二部分描述“智能交通如何 应用人工智能”（第二至第八章），阐述了交通行业在感知系统、交通管控、 信息服务等方面存在的问题及发展趋势，结合实例论述了人工智能在深度学习、 专家系统、计算机视觉、分布式人工智能、自然语言处理、逻辑推理等方面的 主要技术，从状态感知、交通视频监控、智能语音、交通大脑、信息服务、机 器人、预防性养护、能源互联网、5G、北斗及车路协同等方面，详细介绍了人 工智能技术在交通行业的融合应用；第三部分介绍“人工智能在智慧公路的工 程应用”（第九章），探讨了对智慧公路和新一代交通控制网的理解，主要从 002 人工智能与交通运输 工程角度探索人工智能技术在智慧公路的应用，提出了基于云脑的智慧公路解 决方案，并对未来广义车路协同的发展方向进行了展望。 交通运输部公路科学研究院北京中交国通智能交通系统技术有限公司在长 期的研究和工程实践过程中，得到了行业内外专家及交通运输部领导的指导、 院属单位的支持，经过不断学习、提炼，总结出有助于智能交通发展的解决方案。 本书由孟春雷、蔡蕾、王新科、王宏丹、王艺新、刘雨辰编写，编写工作 得到北京航空航天大学王宝会教授及研究生刘雨莎、党高峰、张英韬、郑广远 等的鼎力支持，还得益于李铁柱、高龙、马宇超、张佳惠、郝亮等的大力帮助 和技术支持。在本书编写过程中，梳理了大量课题研究及工程实践的相关成果，从而形成本书内容，在此对所有参与研究与支持人员一并表示由衷的感谢！

暂缺《人工智能与交通运输》作者简介

目　录
第一章 交通运输与人工智能 / 001
第一节　我国交通运输的发展 / 001
第二节　智能交通的定义 / 003
第三节　国外智能交通发展现状 / 005
第四节　人工智能推动了智能交通的发展 / 013
第五节　人工智能在交通行业应用的政策环境 / 020
第六节　人工智能开启交通产业新业态 / 022
本章小结 / 025
第二章 人工智能将成为未来交通的“千里眼”和“顺风耳” / 026
第一节　概　述 / 026
第二节　交通感知系统的发展历程及发展趋势 / 030
第三节　 大数据和人工智能助力交通感知新技术传承
与融合 / 037
第四节　新技术条件下的“千里眼”和“顺风耳” / 050
本章小结 / 066

002 人工智能与交通运输
第三章 新一代云控中心是交通大脑的核心 / 067
第一节　概　述 / 067
第二节　交通管控现状及面临的问题 / 070
第三节　人工智能如何让传统监控中心变成交通大脑 / 074
第四节　通过交通大脑实现新一代的交通管控 / 091
本章小结 / 097
第四章 人工智能助力交通运输实现以人为本的服务 / 098
第一节　概　述 / 098
第二节　传统交通信息服务 / 099
第三节　人工智能让传统的服务更智能 / 104
第四节　人工智能在交通服务中的新应用 / 116
本章小结 / 128
第五章 机器人与交通深度融合发展 / 129
第一节　概　述 / 130
第二节　机器人的组成 / 131
第三节　人工智能助力机器人在交通运输中的应用 / 134
第四节　机器人在交通行业的应用 / 146
本章小结 / 156
第六章 人工智能可成为交通机电设施的家庭医生 / 157
第一节　概　述 / 158
第二节　传统交通机电设施管理 / 160
第三节　 基于人工智能技术实现外科式管理向内科式管理的
转变 / 161

. 目　录 003
第四节　具有预防性养护功能的资产管理系统 / 177
本章小结 / 181
第七章 人工智能提升交通能源供给新业态 / 182
第一节　概　述 / 183
第二节　公路能源供给发展历程及发展趋势 / 186
第三节　人工智能结合能源互联网推动交通能源转型 / 193
第四节　人工智能条件下的新型供能技术 / 199
本章小结 / 215
第八章 新一代宽带移动通信和定位技术赋能智能交通 / 216
第一节　概　述 / 216
第二节　移动通信技术的发展推动了智能交通发展 / 217
第三节　智能交通离不开定位系统的支持 / 220
第四节　5G 赋能智能交通 / 224
第五节　5G+ 北斗在智能交通中的应用场景 / 226
第六节　 5G 及北斗高精度定位在智能交通中应用的一些
探索 / 234
本章小结 / 236
第九章 新一代交通控制网和智慧公路 / 237
第一节　新一代国家交通控制网和智慧公路试点工程 / 237
第二节　对智慧公路和新一代交通控制网的理解 / 239
第三节　基于云脑的智慧公路解决方案 / 243
第四节　广义的车路协同是解决工程可落地的发展方向 / 259
本章小结 / 262