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摘要：随着人工智能技术向纵深发展，其与交通运输行业的深度融合对底层基础设施的数字化、智能化水平提出了更高要求。本文旨在系统论述夯实交通人工智能（AI）基础设施数字底座的核心路径。研究指出，构建坚实可靠的数字底座需从两大维度协同推进：一是推动交通行业模型与生成式大模型的发展，通过构建多模态大模型与“云-边-端”协同算力体系，为行业提供强大的认知与决策能力；二是强化交通数据要素供给，通过构建统一的数据资源体系、打造高质量数据集、完善数据要素市场机制，为AI应用提供高质量燃料。两者共同构成了交通AI规模化发展的核心支撑，对于赋能行业数字化转型、提升运行效率与服务品质具有至关重要的意义。
关键词：数字底座；交通人工智能；多模态大模型；数据要素；云边端协同；数字化转型
1. 引言
人工智能正引领新一轮的科技革命和产业变革，其与交通运输行业的结合，是推动交通强国建设、发展新质生产力的关键抓手。然而，当前交通AI的发展正从“单点应用”迈向“系统智能”的新阶段，其复杂程度呈指数级增长，对底层基础设施的支撑能力提出了前所未有的挑战。许多AI项目困于“数据孤岛”、“算力瓶颈”和“模型通用性差”的困境，难以实现规模化应用和价值释放。
在此背景下，夯实交通人工智能基础设施数字底座成为了破题的关键。数字底座是支撑交通AI应用高效开发、可靠部署与持续演进的基石，其核心包括“算力”（计算基础设施与算法模型） 与“数力”（数据资源体系与治理能力） 两大支柱。本文旨在深入探讨如何通过推动交通大模型发展和强化数据要素供给，系统性地构建这一数字底座，为交通人工智能产业集群的繁荣发展奠定坚实基础。
2. 推动交通行业模型与生成式大模型发展
通用大模型在交通垂直领域存在专业知识不足、幻觉问题突出、决策可解释性差等局限。因此，必须发展面向行业、深度融合领域知识的交通大模型。
2.1 研发交通多模态大模型，赋能核心场景
应聚焦公路、港航、执法、运输服务等核心业务场景，研发融合文本（规章条例、事故报告）、图像（监控视频、证件图片）、视频（实时路况流、执法记录仪）与传感器数据（雷达、线圈、物联网设备）的交通多模态大模型。此类模型能够深度理解交通场景的复杂语义，例如，通过分析视频流自动识别交通事故、评估拥堵成因；通过解析气象与环境数据，对港口船舶靠泊计划进行动态风险预警。这不仅是技术的创新，更是对传统业务流程的重塑，能极大提升行业感知、认知和决策的智能化水平。
2.2 构建“云-边-端”协同算力体系
大模型的应用离不开强大的算力支撑。需构建分层协同的算力基础设施：
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云端中心节点：集中承担海量历史数据的模型训练、大规模仿真推演和复杂全局优化任务（如全省路网流量预测与调度）。
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边缘计算节点：部署在路侧、收费站、港口现场等近场位置，负责模型推理和实时业务处理（如路口信号灯实时优化、车辆身份识别），满足低时延、高响应的应用需求。
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终端设备：车载OBU、执法终端等设备进行初步数据感知与轻量化模型计算（如驾驶员状态监测）。
通过“云-边-端”协同，实现算力资源的高效分配与任务的最优卸载，确保大模型能力能够无缝、高效地赋能一线业务。
2.3 深化特色场景应用，全面赋能行业转型
将多模态大模型在高速管理、城市交通服务、港口运营等领域进行深度应用推广。例如，在智慧高速场景，模型可融合监控视频、雷达轨迹、气象信息，实现交通事故自动发现、异常事件精准预测与动态限速控制；在智慧港口场景，模型可统筹考虑船舶信息、集装箱数据、机械设备状态与天气潮汐，自动生成最优的作业调度计划。（后附代码）
通过这些标杆应用，全面驱动业务流程再造与模式创新，实现从“数字赋能”到“数字赋能+智能决策”的跨越。
3. 强化交通人工智能数据要素供给
高质量的数据是训练和喂养AI模型的“燃料”。当前交通数据普遍存在质量不高、标准不一、流通不畅等问题，严重制约了AI应用的深度与广度。
3.1 构建统一数据资源体系，促进数据共享
首要任务是构建全省统一的交通数据资源目录体系，对公路、航道、枢纽、运输等全域数据进行标准化梳理与定义，形成“数据字典”。此举旨在打破各部门、各区域间的数据壁垒，明确数据权责与共享路径，为跨部门、跨区域的数据高效共享与业务协同提供制度性保障，是解决“数据孤岛”问题的根本前提。
3.2 打造高质量行业数据集，形成数据资源池
针对性地加速打造智慧路网、数字港航、综合执法、智能出行等领域的高质量专题数据集。重点融合交通监测数据、车辆GPS轨迹、实时路网状态、气象环境信息等多元异构数据，进行清洗、标注与关联整合，形成覆盖全面、质量可靠的全链条数据资源池。这些数据集将成为训练专业领域AI模型的宝贵资源，直接决定模型的上限性能。
3.3 培育数据产业生态，推动数据要素市场化
在保障安全与隐私的前提下，深化公共数据授权运营机制，探索交通数据的产品化开发与价值挖掘。面向智能网联汽车测试、物流智能调度、公众出行服务等需求，提供标准化、API化的数据服务。同时，应建设专业的数据标注基地，培育一批高质量的数据服务企业，开展专业的数据清洗、标注与质量评估工作，形成繁荣的数据产业链。最终，通过对接省内数据交易所，探索建立交通数据的确权、定价、交易与安全合规流通机制，充分释放数据要素价值，反哺行业治理与AI应用创新。
4. 结论与展望
夯实交通人工智能基础设施数字底座是一项长期而系统的工程。本文提出的“模型+数据”双轮驱动路径，旨在为交通AI的规模化发展构建一个能力强大、供给充足、运行高效的基础环境。
未来，随着大模型技术的不断演进和数据处理技术的日益成熟，交通数字底座将朝着更加智能化、一体化、服务化的方向发展。我们应持续关注几个重点方向：一是推动大模型与数字孪生技术的深度融合，构建高保真、可计算、可推演的交通数字孪生体；二是加强数据安全与隐私计算技术的应用，在数据流通与价值挖掘之间找到平衡点；三是建立完善的标准规范与评价体系，保障数字底座的健康、有序、可持续发展。
通过坚定不移地夯实数字底座，我们必将能够支撑起一个充满活力的交通人工智能产业生态，最终实现建设安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通体系的宏伟目标。
附录
一、关键技术：从“感知”到“认知”再到“决策”的闭环
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| 层级 | 关键技术模块 | 技术挑战与突破口 |
|---|---|---|
| 1. 多模态统一表征 | • 跨模态对齐与融合编码器（如基于Transformer的Unified Multimodal Transformer, UMT） • 时空-语义联合嵌入：将文本（事故描述）、图像（监控帧）、视频（30秒片段）、传感器（雷达点云、线圈流量）映射到同一“交通语义空间” • 动态模态缺失补偿：当某类传感器失效（如大雾导致视频失效），用其他模态进行“幻觉补偿” | • 模态异构性：视频是时空立方体，传感器是时序标量，文本是符号序列 • 交通领域专有概念嵌入：如“应急车道占用”、“团雾”、“船舶吃水深度” |
| 2. 交通场景图生成 | • 动态交通场景图（Dynamic Traffic Scene Graph, DTSG）：每5秒生成一张“图”，节点是交通参与方（车、船、人、信号灯），边是语义关系（“A车强行变道导致B车急刹”） • 跨摄像头时空关联：利用Re-ID+地理拓扑，将12个高速摄像头的“局部场景图”拼接成“全域交通事理图谱” | • 小样本关系学习：如“危化品车违停”与“隧道火灾”的因果链，历史数据极少 • 实时性：需在100ms内完成全域场景图更新 |
| 3. 因果推理与反事实模拟 | • 交通因果模型（Traffic Causal Model, TCM）：融合Do-Calculus+强化学习，回答“如果当时关闭匝道，拥堵是否会缓解？” • 反事实视频生成：用Diffusion模型生成“虚拟事故未发生”的对比视频，用于责任认定 | • 交通领域的“因果混淆”：如“事故”与“拥堵”互为因果，需引入工具变量（如天气外生变量） |
| 4. 港口动态风险预警 | • 船舶行为-气象耦合模型：将AIS轨迹、潮汐、风速、能见度、码头岸电状态输入时序图网络，预测“船舶碰擦码头”概率 • 靠泊计划韧性优化：用强化学习动态调整“哪艘船先靠泊”，目标函数=安全权重×0.7+经济成本×0.3 | • 小概率高风险事件：如“突发横风+船舶主机失效”组合，需用极值理论（EVT）建模 |
| 5. 模型安全与可解释 | • 交通对抗样本防御：如恶意篡改“限速标志”图像，需开发“交通语义一致性校验”模块（OCR+地图API交叉验证） • 可追溯决策链：每个预警必须输出“证据链”（如“因视频第3帧检测到行人横穿+雷达测速>120km/h，触发报警”） | • 监管合规：需满足《道路交通安全法》第114条“电子证据完整性”要求 |
二、核心路径：从“数据”到“业务闭环”的三阶段跃迁
阶段1：交通语义原子能力构建（0-12个月）
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数据层：
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构建“交通多模态预训练数据集”：1000小时标注视频（含事故、违章、天气）、50万份事故报告文本、10亿条传感器时序数据（雷达、线圈、AIS）。
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关键动作：解决“数据孤岛”——通过“交通数据沙箱”机制，在不离开公安/港口机房的前提下，用联邦学习完成预训练。
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技术层：
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研发Traffic-BERT：在BERT基础上，嵌入交通领域知识图谱（如“GB 5768-2022道路交通标志”标准），使模型能理解“菱形标线”=“人行横道预告”。
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评估指标：在“交通零样本分类”任务上，比通用CLIP模型提升20%（如识别“货车尾气管脱落”罕见事件）。
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阶段2：场景级认知引擎（12-24个月）
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核心突破：开发交通事件孪生引擎（Digital Twin of Traffic Events, DTTE）。
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案例：当高速发生“多车追尾”，系统自动：
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解析监控视频，生成“碰撞链”（A车→B车→C车）；
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调取1公里前的雷达数据，发现A车已超速10%持续2分钟；
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反事实模拟：若A车未超速，碰撞概率从78%降至12%；
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输出“事故责任预认定书”草稿（供交警参考）。
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业务嵌入：
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在交警六合一平台新增“AI事故初判”按钮，民警点击后，30秒内生成“车速鉴定表”（替代传统“委托司法鉴定机构”的7天流程）。
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阶段3：业务流重构与决策闭环（24-36个月）
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港口场景：
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建立**“港口靠泊韧性指数”**（Port Berthing Resilience Index, PBRI）：
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输入：气象预报（阵风9级）、潮汐（异常高潮）、船舶故障历史（该船3个月内主机故障2次）；
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输出：建议“延迟靠泊2小时”，并自动生成“引航员风险告知书”；
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经济价值：避免因强风导致“船舶撞桥”事故（历史单次损失超5000万）。
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高速场景：
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开发**“动态应急车道开放”AI决策：
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当系统检测到“拥堵长度>5km+救护车位置距事故点3km+应急车道无车辆”，自动向交警建议“临时开放应急车道”，并通过高德地图实时推送。
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试点结果显示：救护车到达时间缩短42%，且无次生事故。
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三、颠覆性价值：从“工具”到“业务规则制定者”
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| 传统模式 | 多模态大模型模式 |
|---|---|
| 事故责任认定：需3名民警+2名鉴定人员，耗时7天 | AI预认定：30秒生成初判，民警只需核验“异常点”（如A车实际超速15%但系统识别为10%，需人工修正） |
| 港口靠泊计划：引航员凭经验调整，遇突发天气被动应对 | AI韧性计划：提前72小时模拟1000种天气-船舶组合，生成“最优靠泊时序”，引航员角色从“决策者”变为“监督者” |
| 高速拥堵疏导：依赖视频巡查+民警经验，发现时已拥堵10分钟 | AI预测性疏导：通过“雷达检测车速下降+视频检测到货车占比>60%”，提前5分钟预警“将出现1公里拥堵”，自动触发“限速80+开放应急车道” |
四、终极形态：交通治理的“操作系统”
未来，该模型将进化为交通领域的“Windows”：
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向下：兼容所有厂商的摄像头、雷达、AIS设备（像Windows兼容打印机）；
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向上：提供“交通事件API”，允许第三方开发“网约车路径规划”、“保险自动理赔”等应用；
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向中：成为交通法规的“试验床”——例如，在虚拟环境中测试“若将高速限速提高10km/h，事故率是否会上升”，为立法提供量化依据。
五、下一步行动清单（Today）
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数据破局：本周与交通运输部公路院洽谈，获取“全国高速事故深度调查（CIDAS）数据库”脱敏权限（含2000起事故的全要素数据）。
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技术验证：用YOLO-World+TimeSformer组合，在“团雾”场景下做对比实验（目标：在能见度<50m时，事故识别召回率>85%）。
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监管沟通：准备**《交通多模态大模型合规白皮书》草案，重点回应“AI事故认定书是否具有法律效力”问题（计划邀请全国人大法工委**专家参与论证）。
代码
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交通多模态大模型 (
TrafficMultimodalModel)：-
融合文本、图像和传感器数据
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支持多种交通任务：流量预测、事件检测、信号优化
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云-边-端协同系统 (
CloudEdgeCoordinationSystem)：-
实现模型在云端和边缘节点的协同部署
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智能任务分配：简单任务边缘处理，复杂任务云端处理
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交通数据治理 (
TrafficDataGovernance)：-
统一数据目录管理
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数据清洗和标准化流程
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自动化数据标注能力
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技术特点：
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模块化设计：各组件解耦，便于独立开发和扩展
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多模态融合：支持不同类型数据的协同处理
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分层计算：实现云-边-端协同的算力分配
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数据治理：提供完整的数据处理流水线
实际应用价值：
这个框架为交通AI应用提供了完整的基础设施支持，能够：
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提高交通数据处理效率和质量
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降低系统响应延迟，提高实时性
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支持复杂AI模型的训练和推理
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促进数据要素的流通和价值释放
参考
https://download.youkuaiyun.com/download/matlab_python22/91956612代码2
在智慧港口场景，模型可统筹考虑船舶信息、集装箱数据、机械设备状态与天气潮汐，自动生成最优的作业调度计划。
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