新基建背景下的智能交通产业升级之路

推荐会员: 点金大数据     发布时间: 2020-11-24 11:42  阅读次数: 163 views

一、新基建简介

“新基建”是主要发力于科技端的基础设施建设,包括城际高速铁路和城际轨道交通、大数据中心、人工智能等七大领域。相较于传统的铁路、公路、桥梁等“老基建”,“新基建”是科技端与产业端的进一步拓展融合。新基建最为核心的是什么?京东副总裁郑宇讲得很到位:“ 新基建是将5G、大数据、AI这些数字科技基础设施与数字政府、数字经济进行连接,实现各产业数字化。以智能城市建设为例,数字科技新基建的推动,能够让城市中的万物互联互通,构建起城市级数据中心,让人工智能发挥更大的价值,让交通、规划、环保等各个部门打破数据孤岛,更高效的地沟通、协同。”用一句话讲,就是大数据连接驱动的智能化升级,会助力各产业的跨域式发展。

二、新基建技术体系解读

《说说大数据智能》一文中,笔者提出了四位一体看大数据智能技术体系(如图1),这个技术体系本质上也是新基建的核心技术架构。那么大数据跟智能和新基建是个什么支撑关系呢?这就不得不说说其它几个前沿技术领域。这些年最核心的前沿信息技术基本可以从物联网、云计算、大数据和人工智能四个层面加以概括。为什么这样讲,移动互联网的兴起是大数据时代的分水岭,移动互联网之前的PC时代、互联网时代,传统的企业信息化系统也多是小数据或结构化大数据;进入移动互联网时代之后,特别是android和iphone智能手机的普及,让每个人都成为了数据产生器,甚至不需要你输入,你的位置,关注,社交等都一直在产生海量的数据,还有越来越广泛的企业移动应用,产生的数据量惊人,可以说没有移动互联网的普及我们就无法进入大数据时代,从技术角度讲,移动互联网属于物联网技术范畴,物联网的发展不只是让人和智能手机作为数据生产者,更是能让越来越多机器、电子设备、传感器、甚至道路建筑本身都是数据发生器,通过5G和人工智能技术,传统物联网技术的扩大化就是工业互联网和综合交通人、车、路的车联网,新基建将极大推进物联网技术驱动的万物互联深度和广度。

图1  四位一体看大数据智能技术

    上述四种前沿信息技术发展遵循量变到质变规律,物联网、大数据、云计算和人工智能是四位一体发展的(时间有先后,但技术实质性突破都在最近十年),未来新基建时代的基础设施、核心架构将基于这四个层面(大数据智能技术是智能电网、智能交通、智慧城市等产业的关键支撑),这种社会演化趋势也很明显:从农业时代、工业化时代、信息化时代到智能化时代。从物联网、大数据、云计算到人工智能,一个比一个热,一个比一个快,一个比一个深入,这是信息技术发展的大势,其内在的逻辑联系和发展趋势使然,终极目标直指大数据智能。四位一体看大数据智能技术,这就好比我们人体一样,物联网(移动互联网)构造了眼耳鼻舌身等感官,主要功能是负责各类数据的自动采集;大数据是各种物联感官获取的感受信息,数据规模太大之后,需要云计算来进行记忆和存储,反过来云计算的并行计算能力也促进了大数据的高效智能化处理;而基于大数据深度学习的人工智能就是我们最终获得的价值规律、认知经验和知识智慧;当然人工智能模型的训练也需要大规模云计算资源的支持,构建的智能模型也能反作用于物联网,进行更优化更智能地控制各种物联网前端设备,而这个过程中的数据、指令交互和应用部署也是一种典型的云-端互联架构。综上所述,大数据智能时代的基础信息架构包含两个维度,横向是从数据到智能,纵向是从云到端,连接起上述核心架构的管道是物联网+5G技术。这种云管端+数据智能的技术体系,就是新基建智能化时代的基础设施。

三、新基建背景下的交通智能化挑战

综合交通产业不仅产业链长、带动效应强,自身也正迎接自动化、智能化等发展趋势,在交通强国的大战略下,交通产业的智能化升级有着不容忽视的重要地位。特别是在当前的新基建背景下这一趋势更为突出,大数据、人工智能等技术为智能交通产业升级提供了核心技术支撑,两者的融合式发展,必将成为未来智能交通产业升级的关键。然而新基建背景下,交通产业的智能化升级还面临一系列挑战:

1)交通行业大数据的加速爆炸亟需新的研究方法与技术手段

随着我国交通运营里程的有序增长及运力的大幅提升,交通产业的高速化、信息化和智能化使得该行业大数据呈现出爆炸式增长的态势。特别是在城市交通方面,以地铁、轻轨和公路网等为代表的综合交通大大便利了人们的出行,成为公共交通的重要组成部分,也使得出行大数据高速增长。交通产业的快速化、绿色化、智能化、网络化及对安全性的要求使其成为工业化及信息化两化融合发展的排头兵。而随着各种交通网络设备的物联网化和智能化技术发展,设备运维大数据也呈爆炸式增长,传统的研究方法与技术手段对于综合交通行业智能化管理日益显得无能为力,应对加速增长的交通大数据需要新的研究方法与技术手段。

2)交通行业运营管理的复杂化、系统化需要更智能的安全保障能力

以轨道交通的安全运维为例,“新基建”核心领域包括城际高速铁路、城际轨道交通和人工智能,而且明确了人工智能将成为新型轨道交通产业关键基础设施。当前,随着轨道交通运营规模的持续扩大,部分关键设施设备陆续进入大修阶段,对于设备的质量安全监管压力不断增大,因此迫切需要探索基于人工智能的设备质量状态监测评估、故障诊断预测、安全决策优化于一体的智能设备安全运维技术,但是新技术的应用会带来新的设备质量管理问题,如何提升新技术体系下的设备质量及安全监管水平也面临挑战。另外,轨道交通部门涵盖了客运、物流、列车、基础设施、工程建设、调度指挥、养护维修、安全保障和经营管理等众多行业,实际上是一个复杂巨系统,这对轨道交通部门的运营管理提出了日益严峻的挑战。传统的半军事化管理的模式对轨道交通的发展支撑不足以应对大数据背景下信息化、智能化带来的管理决策挑战,所以现代化、智能化的运营管理需要新的管理策略。因此对轨道交通行业各系统的大数据(特别是安全运维大数据)进行深度挖掘与智能分析决策是提高轨道交通安全运营管理水平和交通服务能力的重要技术支撑。

3)新基建背景下交通产业发展亟待深度融合大数据和人工智能技术

大数据与人工智能的相关理论、方法、工具与技术已在很多行业得到较为广泛的应用。随着5G、移动互联网及物联网等新兴技术为代表的信息技术迅猛发展,大数据与人工智能等正在重塑传统的行业格局,一系列变革性、颠覆性技术的涌现也使得传统的轨道交通面临新的变革与挑战。特别是国家提出的“新基建”战略,交通大数据智能技术的应用带来了新的机遇与挑战。人工智能及大数据相关技术方法与交通信息化、交通系统工程的深度融合应用是智能化交通发展的大势所趋。大数据智能技术的应用可以为交通行业的智能化应用提供新的助力和关键技术支撑。

4)智能交通产业需要适应新时代、新形势要求的高素质复合型人才培养

智能交通是高新技术密集行业。交通各系统的电气化、自动化、信息化和智能化等对技术与管理兼通的复合型人才提出了新的要求,传统的人才培养模式周期长、代价高,难以灵活应对交通管理部门新的发展态势。日益完善的高速公路、地铁、轻轨、高铁等综合交通领域需要更多的人工智能、交通运输、大数据处理等专业综合交叉的高素质复合型人才。

四、智能交通新基建应用支撑:疫情防控为例

智能交通如何支撑疫情防控,笔者早在今年1月份发表的《“新冠病毒”狙击战:疫情大数据联防联控二十一条》一文中提出了几条相关建议(几个月后政府推出了基于交通出行大数据技术的健康码):

“(7)疫情防控不同于一般管理工作,对于数据的实时性与精准性要求高,对每一个感染的个体都应该做到精确跟踪与观察,比如在预警阶段需找出早期可能的超级传播者,另外,没有大数据的支持只靠人力是难以实时管控的。换句话说,这种精准的防控需求,不能只靠传统意义的大数据挖掘技术,而是需要实时大数据流的分析支持。特别是在疫情爆发的早期,基于大数据分析的超级传播者跟踪能够为发现疫情、跟踪疫情扩散提供重要支撑,比如在做好个人隐私保护的条件下,根据对早期感染个体的手机定位时空轨迹及消费记录跟踪,融合整个早期感染群体的轨迹路线图和消费点进行重叠透视,通过交叉点的查找确认就有可能追溯到病毒感染源头。当然大数据应用只是辅助措施,核心工作要结合大数据应用的制度设计和人员协同。

(11)爆发扩散分析是打赢疫控战的关键,疫情大规模爆发之后,要确定将来可能爆发的地方,流行病学家需要时空数据来推演,移动大数据结合各大交通枢纽的实时监控系统对来往人口进行追踪,并通过热传感器实时监控生命体征等提供了数据条件。大数据的实时性、全周期、全覆盖等特点,决定了基于大数据协同的疫情爆发扩散管控可行并有一定的必要性。也为疫情的正式干预防控提供科学支持,比如需要进行更复杂的防扩散分析以制定人员隔离措施、疫苗接种策略,感染风险追踪,联防联控的实施评估与经济社会影响评估等。

(12)移动轨迹大数据主要是从宏观层面把握人流人群的行为特征,包括疫区接触范围及时间,人群流动方向,从而预测疫情的扩散规模及时间长短等。要进一步跟踪定位有感染风险的个体就需要公安身份及社交消费等大数据的支持,首先,社保卡实名普及、铁路实名制、高速ETC、机场刷脸等都普遍实现了大规模的身份核验;其次借助微信、支付宝之类的超级APP+二维码,可以追踪疫情爆发初期在华南海鲜市场有过消费支付记录的高风险感染群体,包括在华南市场周围有过活动轨迹或火车站停留的人群,通过这些人群的社交接触再深入排查二级三级感染扩散路径。通过上述移动轨迹大数据、公安身份大数据与超级APP的社交消费大数据融合分析,疫情后续跟踪与防控措施的开展就更具有针对性,这要比传统的疾病传播模型仿真模拟更精准。

(13)通过将医疗机构大数据,公安人口档案大数据和移动运营商(加交通管理)时空轨迹大数据融合分析,预测疫情传播的规模与强度,并提供全国交通运输网络实时性动态,进一步识别高风险人群,并进行区域位置及轨迹标注;基于个体的行动轨迹、消费记录和就医情况,通过警方与交通部门联控合作,锁定乘坐武汉公共交通系统外出人员的流动路径,通过GPS定位武汉自驾外出人员的分布位置,定位筛选出与病毒感染者有接触过的风险个体,并找到他们的具体位置信息。通过不同级别的扩展计算得出个体或人群的感染风险概率,精准定位主动防控,降低医疗资源浪费。”

上述几条思路的落地应用就是现在的“健康码”,而健康码在面向疫情防控的智能交通新基建应用方面,应该说起到了最为核心的连接协同作用。

五、智能交通产业发展建议

综上所述,新基建的核心是“连接”,轨道交通好比骨架,城市交通好比血肉链接,基于健康码的疫情防控应用,就打通了综合交通出行的大数据链和防控业务链。因此,没有综合交通全网范围、全生命周期的大数据生态,智能交通产业大数据有关键缺失就难以智能化,对外的产业服务能力就会打折扣。

智能交通产业要主动拥抱“新基建”,“新基建”最核心的是将5G、大数据、AI这些数字科技基础设施与交通产业进行连接,实现交通产业数字化的智能化。让大交通网络中的万物互联互通,构建国家级、区域级的交通大数据中心,打破数据孤岛,只有打通城际交通到城市交通数据链服务链,才能更大发挥大数据与AI的价值,实现综合交通的智能服务协同。

另外,“新基建”与以“铁公基”和房地产为代表的传统基建不同,它更强调5G、物联网、人工智能、工业互联网等信息化技术,赋予传统交通和城市等基础设施科技内涵的信息化建设,兼具科技与基建的双重属性。而新基建的科技端强调数字化、网络化和智能化,需要提升智能交通产业软件系统的智能化服务能力,才能跟上这一趋势,而不能仅仅盯着设备。“新基建”不是铁公基等“老基建”的对立,而是对传统基础设施的数字化、智能化提升和改造,注重硬件建设的同时,需要更加注重数字化、网络化、智能化等软件基础设施建设,前段时间习总书记对阿里巴巴构建的杭州“城市大脑”的高度认可就是最好的注解。

最后,需要重视综合交通交叉创新应用人才的培养,智能交通新型基础设施建设内涵十分丰富,涵盖范围很广,体现了数字经济特征,突出了大交通产业转型升级的新方向。如何让“新基建”促进综合交通产业升级激发产能释放,需要高水平的人才支撑,特别是交通+信息学科交叉创新应用人才的培养。

来源:点金大数据     作者:杜圣东

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