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时间:2019-05-31 来源:中国交通报 作者:赵鹏飞 梁微

中国交通报头条:人工智能让美好出行加速抵达


当前,在移动互联网、大数据、超级计算等新理论新技术的驱动下,人工智能呈现深度学习、人机协同等新特征。当人工智能与交通运输深度融合加速,一幕幕科幻电影中的智慧出行场景逐步走向现实,走进生活。本期《新视野》栏目,邀您一起关注北京交通大学在人工智能与交通运输深度融合方面的研究进展。

——编者


“南沙大桥(虎门二桥)现行42元的定价就是由我们提供的决策支持。”北京交通大学计算机与信息技术学院副院长林友芳介绍,自今年4月2日通车以来,这一定价下的实际运行数据与实验仿真结果几乎无二,获得了管理方的正向反馈。

为什么是42元?林友芳说,基于历史数据,团队用智能算法将对价格敏感的、不敏感的、通勤、偶尔走一次等各种出行者进行分类,设计出一个模拟出行者在交通路网上的行为决策模型,最后用仿真的方式推算出合理的定价区间。

“数据在电脑上走了一遍又一遍。我们最终得出结论,定价为42元到44元之间,大概能吸引虎门大桥30%左右的流量,达到预期目标。”林友芳直言,之前有些新开路桥的收费决策模式,缺乏基于实际运行大数据的有效智能决策支持,多数是大家开会座谈,主要靠管理者的感觉或一些简单统计数据为主进行定价,不合适再调整。

这仅仅是林友芳团队应用大数据、人工智能等技术为智慧交通赋能的一例。在民航、铁路、高速公路等多个领域,在我们生活的细微之处,他们的研究成果也正在施展身手。

在具体场景中作出正确决策

“毕业之后几年,我下定决心转型走计算机、人工智能与行业结合特别是交通运输行业结合的路。离开了交通,就可能离开了我校面对的行业‘主战场’。”林友芳说,他在原有专业的基础上从零开始学习,为的就是在行业的广阔天地中解决现实问题,提出新思路、新工具、新系统,或是新管理制度、新运营机制,打造出新的产品。

对于“智慧交通”中的“智慧”二字,林友芳认为,智慧不仅仅是智能,智能只是基础。

“智慧指什么?是指一个具体的人或一个智能体,在具体的场景中作出正确决策的能力。”林友芳解释道。

一条新建的高速公路不收费的话,投资的钱谁来付?收费既不能太高也不能太低,怎样作出恰当的决策?这就体现了管理者的决策是否智慧。

“老百姓开车出行总要打开地图软件看一下路况。因为我们心中有疑惑,不知道哪个路段不好走。要解决疑惑,就需要有信息来支撑。”林友芳说,地图软件平台需要用大数据技术搜集实时路况数据、用智能加工技术加工成路况信息,最后推出科学的指引或路况预测服务。

到了路口往左转还是往右转?一个出行者的决策或许不重要,但要是100个人里有50个人都错了,社会成本多大?智慧的决策显得尤为重要。当今,出行者正在享受的便捷服务,正是通过交通大数据或人工智能手段实现的。

在林友芳眼中,智慧交通的另一个层面,是交通工具本身的智能。

“交通工具的智能性越来越好的话,就可以避免许多事故的发生,也会使老百姓开车越来越规矩。”林友芳举例说,这背后除了对路线标识的实时识别技术,还包括基于视频数据构造场景模型,并根据当前位置和道路信息的相对关系、生成智能辅助驾驶决策等技术。车载系统实时采集、处理数据,实时理解场景能力越强大,系统所作出的辅助决策或自动动作就越智慧。

未来可实时感知交通现场信息

沿着北交大计算机与信息技术学院所在的九号教学楼二楼走廊踱步,可以看到两侧墙壁上挂着的几块牌子——交通数据分析与挖掘北京市重点实验室、综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室、民航旅客服务智能化应用技术重点实验室。

挖掘交通大数据,并将其应用到交通运输领域,是林友芳团队的研究重点。近期,团队正在开展航班大面积延误场景建模及延误传播影响分析研究、高速公路车辆路径选择仿真系统等应用研究。

走进团队实验室,有的学生正在训练机器人打游戏,有的正在高仿真飞行游戏平台用计算机训练自动驾驶飞机的智能体。记者不禁问道:“这些研究最后能用来解决哪些行业问题?”

“为什么拿游戏来做前沿的研究?因为要训练智能玩家依赖于训练算法与智能体对游戏环境的实时状态感知与交互能力。目前人类远程实时感知与理解生产场景的能力还不够强,在未来5G、后5G甚至更强大的互联网技术的支撑下,我们未来可以实时感知到交通现场的场景信息,构建逼真的数字孪生体,并在其中训练智能指挥官和精细业务操作智能体,实现实时的自动指挥调度或精细操作的自动执行。”林友芳解释道,在星际争霸II游戏里训练出智能玩家的过程,实际上就是训练智能指挥调度智能体的过程。

研究落到交通运输领域,出租汽车的调度就是一种指挥决策,共享单车的投放也是指挥调度的过程。

“人的智力非常强大,只不过人所拥有的信息、状态,或感知的状态可能不够多,作出的决策有可能是盲目或错误的。”林友芳表示,通过大数据和人工智能的方法,就能将这些抽象的前沿研究和具体的场景打通,帮助人或机器人在具体场景中作出的决策更加合理、智慧,能综合考虑大家的平衡和利益。

最紧要的是解决痛点问题

做过大大小小的民航大数据与智能系统项目,林友芳已经深深扎根于民航领域。

中国民航信息集团有限公司(简称中航信)运营的民航商务信息系统,服务范围涵盖了国内主要城市和100多个国际城市。有50多家国内航空公司、23家地区和海外航空公司的主机就托管在中航信。中航信还拥有世界上最大的航空结算数据处理中心,为全球400家航空公司、4万家代理人提供结算服务。

“中航信构建的就是一个交通交易平台,类似于一个‘菜市场’,只不过交易的是民航出行服务产品。”林友芳介绍,像中航信这样的平台天生就有很好的数字环境。

如何以团队力量助力他们的发展?林友芳介绍,团队将协助中航信再造一个交易市场数字孪生环境,记录平台上所有的交易行为,设计智能算法模拟和学习参与者的业务行为模式,对操作行为进行复盘与评估,支撑航空公司做好内部管理和决策优化,为旅客提供更好的服务。

航班延误是民航业的痛点。航空公司很难准确把控航班延误后旅客群体的潜在去向。在航班恢复后,在制定航班保护方案后,有时即使采用超量保护策略,有时一关舱门还是发现座位坐不满。但是,此时有很多人还等待在候机厅走不了。

“今年我们正在开展智能算法研究,其实就是组合优化的方法,看把谁安排到延误后的航班里更加合理,以此来提高运行效率和旅客满意度。”林友芳认为,如果把大数据和人工智能的办法用好,针对不同旅客和历史上的数据去做分析,对于理解人的行为偏好,促进航空企业降低运行成本非常有益。

在去年全国两会期间的一档访谈节目中,林友芳提出,大数据应用跟具体的痛点、场景结合最重要,做不痛不痒的事情意义不大。大学里的研究团队,就应该做这样接地气的事情。

据了解,团队已经跟中航信合作完成了根据旅客查询数据感知与预测未来航空出行需求的研究。当手机前的人们轻点机票查询键,当很多人同时查询到达同一个地点的航班时,后台就能借助技术手段,感知或预测到未来某个时间这个地方将发生的对民航或铁路需求有较大拉动作用的社会事件,从而助力交通运输主管部门做好更充足的运力准备。

记者手记

成果接地气科研创未来

习近平总书记指出:“广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上,把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中。”

科学研究既追求知识与真理,也服务于经济社会发展和广大人民群众对美好生活的向往。高校既要做好当前的科学研究,又要培养未来的科研工作者。

这些年来,越来越多曾经看似遥远的科学研究,正“飞入寻常百姓家”,成为美好生活场景的有力支撑。一批批高校培养出的人才,也成为各行各业高质量发展的强劲动力。

采访过程中,记者看到,林友芳团队会议室的写字板上,密密麻麻地挤着各种数字、公式。这些都是团队师生在交流研讨时写下来的。

林友芳介绍,经过这些前沿研究的训练,学生们能把以后在工作中可能碰到的管理、技术、平台等问题提前实践一遍,在就业时非常受欢迎。

此种用心让人深思。

新时代我国高水平大学先进科研团队科研创新与人才培养模式、科研服务于高端人才培养、将科研与现实需求紧密结合……采访的过程,恰似一场思维的旅行。

不到园林,怎知春色如许?高校、科研团队如同巨大的宝藏园林,当我们走进他们,会更加迷上科学之春。

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