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加快交通运输行业人工智能发展和应用,养护行业应该怎么做?

12月14日,交通运输部党组中心组举行2018年第十四次集体学习(扩大),主题是深入学习习近平总书记在中央政治局第九次集体学习时的重要讲话精神,深刻认识加快发展新一代人工智能的重大意义,促进人工智能与交通运输深度融合,加快建设交通强国。部党组书记杨传堂主持学习。部党组副书记李小鹏,部党组成员李建波、何建中、杨宇栋参加学习。


清华大学人工智能研究院常务副院长孙茂松应邀授课,讲解了人工智能的发展现状及其带来的机遇挑战。大家纷纷反映,授课理论水平高、指导性强,为下一步行业推进人工智能发展应用提供了借鉴。


杨传堂强调,要深刻认识到加快人工智能发展是实现高质量发展的强大动力,将为交通运输发展带来宝贵机遇。要加快交通运输行业人工智能发展和应用,为行业高质量发展添薪续力、增强动能。


❖ 要推动人工智能与基础设施建设深度融合

着力推动高分遥感、地理信息系统等技术在交通规划中的综合运用,推进智能化信息化基础设施建设,加快发展工程智能制造。着力开展工程监测检测的数字化、智能化和维修养护无人化技术与装备的研发应用,特别是将港珠澳大桥打造成人工智能技术在交通基础设施实施运维管理的典型示范工程。

❖ 要推动人工智能与基础设施建设深度融合

提前谋划布局运输装备研发和应用,着力打造具有国际竞争力的运输装备产业集群。大力发展自动驾驶技术和轨道交通系统,在智能化、高端化运输装备制造方面主动作为、加快发展,切实将关键核心技术掌握在自己手中。

❖ 要推动人工智能与运输服务深度融合

推动新一代旅客联程运输发展,大力推进不同运输方式、不同区域之间货运服务信息共享、标准衔接,打造智能多式联运系统。以人工智能推进运输服务产业变革,在创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链等领域培育新的增长点、形成新动能。


❖ 推动人工智能与行业治理深度融合

建立健全适应人工智能发展的法规制度、规划战略、产业政策、标准规范等,确保交通运输领域人工智能安全、可靠、可控。推进开发适用于行业服务和决策的人工智能系统,提升交通运输治理能力和现代化水平。




什么是人工智能,与公路行业有怎样的联系

AI(Artificial Intelligence)即人工智能,一般性解释:指由人制造出来的机器所表现出来的智能,通常指通过普通计算机程序的手段实现的人类智能技术。其核心问题是建构能够跟人类似甚至超越人类的推理、知识、规划、学习、交流、感知、移动和操作物体的能力。

人工智能可分三类,即弱人工智能、强人工智能、超人工智能。其中,弱人工智能具有感知、记忆和存储功能,是特定领域智能,应用场景是图像识别、语音识别、语义分析、智能搜索、大数据应用;强人工智能具有认知与学习、决策与执行功能,是多领域综合智能,应用场景是无人驾驶、机器人;超人工智能具有独立意识与创新创造功能,将超越人类的智能,应用场景是创新创造和解决人类无法解决的问题。

人工智能由智能感知、精确性计算、智能反馈控制三个环节组成,目的是体现感知、思考、行动三个层层递进的特征。智能感知收集足够的结构化数据去表述具体应用场景,使计算机 “能听、会看”;精确性计算使计算机具备足够的计算能力来模拟人的某些思维过程和行为,实现自我学习、逻辑判断、高效决策;智能反馈控制将结果转译为肢体运动和媒介信息传输给人机交互界面或外部设备,实现人机、机物的信息交流和物理互动。

如果把智能的高速公路比作一个人,那么传感器和执行器就是人的神经细胞和肌肉,互联网络就是人的神经系统,而通过人工智能技术构建的模型则是人的大脑。

近年来,我国高速公路路网建设发展迅速,以高速公路为骨架、普通公路为主体的公路网已基本形成。同时,车路持续快速增长,人民日益增长的美好生活需要对高速公路的监测、应急、管理、服务和决策也提出了更高的要求。通过“大脑”的感知、学习、判断、决策、交流与互动,高速公路将变得更加高效、智能。

人工智能技术在养护行业应该体现在哪些方面

不单单是人工智能,借助“云、大、物、移、智”等IT技术,结合“精细管理、精准服务”理念,集成人员、业务、技术、装备、数据、模型等,实现对公路养护全过程、全要素的科学化、智能化、主动式、预防性管理,是公路养护发展方向和革命,是“智能养护”的未来。

“智能养护”应该由数字化接养、无人化巡查、大数据决策、仿真化设计、模块化智造、自动化作业、全景化感知、全方位应急、精准化服务九大部分组成。


❖ 数字化接养

长期以来,公路建设和养护的衔接基本上采用“公路实体+纸质竣工资料”的模式,已经远远不能满足未来公路养护发展的需求。智能养护时代,公路接养应该是“公路实体+数字化孪生模型”的模式,数字化孪生模型指的是公路建设从规划到竣工所有资料的数字化档案,包括立项资料、设计图纸、施工图纸、施工记录、材料清单、质监记录、检测数据、设施档案、养护建议等内容,通过二维、三维、实景、航拍、CAD、BIM等技术构建的数字化模型,为后续公路养护多样化应用提供全面的数据支撑。

❖ 无人化巡查

公路巡查是开展养护工作的基础,随着养护里程增加、养护对象增多,未来的养护巡查将是全方位、立体化的无人巡查,一方面将病害识别、路面检测、探地雷达等技术应用到无人巡查车上,实现路面、路基状况全面掌握。另一方面,通过物联网设备、专业分析模型,实现桥梁、隧道、公路设施的自动监测,提前预警、及时报警。通过无人化巡查,力争实现公路养护巡查“一扩、两提、两降”,即扩大巡查范围,提高巡查频率,提升巡查效能,降低巡查成本,减少巡查漏报。让养护资金发挥最大效益,保证养护巡查工作真实、及时、准确地反映公路实际状况。

❖ 大数据决策

未来的公路养护决策,将从主要依靠人脑、经验逐步向大数据分析转变,在确保数据多维性、系统性、真实性、可靠性、准确性的基础上,通过对公路病害、养护历史、路基路面检测、设施设备自动监测、路域环境、地质灾害等数据的决策分析,为各级公路管理者提供重要的决策支撑,实现科学制定日常养护计划和养护工程计划,最终建立基于大数据的普通公路养护体系。

❖ 仿真化设计

公路的设计最先实现数字化应用,从应用CAD“甩图板”到应用专业设计软件,再到“全部无纸出图”,极大地推动了整个行业的信息化发展。但在设计的连续性、可视化程度、对实施环节的指导,以及全寿命周期管理的落地上尚有一段差距。未来的公路养护设计,一定是在公路全寿命周期理念指导下的、系统化设计、模拟化建造、实时化修正、模拟化运营”,实现设计、建造、运营的一体化联动,让虚拟的“数字公路”和物理的“实体公路”高度一致,进一步提升设计环节在公路全寿命周期中的作用。

❖ 模块化智造

随着公路施工材料的革命、制造装备的发展,以及安全、环保等标准的实施,公路建设、养护材料的模块化制造将成为一种必然。基于公路病害数据、路基路面检测数据、产品数字化设计模型的定制化、工厂化、自动化,毫米级建造(在港珠澳大桥的沉管施工已经达到了毫米级管控)已经成为可能,结合组件化生产、工序化拼装、3D打印等技术的应用,未来的智能养护将极大缩短备料周期、降低养护成本、提高养护效率、提升公众出行感受。

❖ 自动化作业

未来几年,随着采集的公路数据更加全面,养护材料的标准化、模块化,养护施工方案的科学化、规范化,自动化控制技术更加成熟、可靠,施工机械装备更加先进、精准,实现自动化养护施工作业将成为可能。基于公路数字化模型,利用人工智能、大数据分析、BIM虚拟施工推演等技术,不仅在路面的坑槽修复、灌缝等维修环节,甚至包括道路的大中修和桥梁的维修养护方面,都可以实现施工方案自动生成、施工材料定制生产、机械装备科学配置、施工区域安全防护、施工过程自动开展、施工环节无缝衔接、施工质量自动评定验收。未来的养护作业,将是人工干预更少、作业时间更短、养护质量更高的“智能养护”新模式。

❖ 全景化感知

科学的决策离不开真实、可靠、实时的数据,基于物联网、移动互联网等新一代信息技术,建设完善路网交通运行状态感知体系、基础设施技术状况感知体系、环境感知体系、施工质量感知体系、事件感知体系和物资资源感知体系,通过固定监测、移动监测和社会化监测相结合的方式,实现传统信息网络向新型的信息感知网络体系的转化,构造全景化的公路行业信息感知体系。

❖ 全方位应急

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