舟山岛际交通智能化建设与应用.pdf

浙江交通职业技术学院学报，第2 5卷第1期，2 0 2 4年3 月Journal of Zhejiang Institute of CommunicationsVol.25 No.1,Mar.2024舟山岛际交通智能化建设与应用何佩，周波，汪斯贝，桂晓海，吴震，金湖庭（1浙江交通职业技术学院，浙江杭州3 10 0 12；2舟山普陀交通投资发展集团有限公司浙江舟山3 16 199；3.杭州龙骞科技有限公司，浙江杭州3 10 0 12)摘要：随着海岛常住人口下降和岛屿旅游资源开发，岛际交通呈现新型特点，为适应海岛城市的快速发展，函需进一步整合岛际间交通系统资源，提高岛际交通网络运营管理效率。本文针对浙江舟山岛际交通存在的问题，提出舟山岛际交通智能化架构方案，建设大数据平台，实现信息发布、智能调度、智能监控、客流量分析、旅游电商等功能；并提出建设岛际交通智能化要规范标准、以民为本、放眼未来。关键词：岛际交通；智慧航运；智能化中图分类号：TP391文献标识码：Adoi：10.3 96 9/j.i s s n.16 7 1-2 3 4X，2 0 2 4.0 1.0 0 4文章编号：16 7 1-2 3 4X（2 0 2 4）0 1-0 0 19-0 6公司、岛际交通需求人员和交通管理部门三者利益0引言浙江省岛屿众多，面积大于50 0 平方米的海岛有2 8 7 8 个，各个岛屿拥有各具特色的旅游资源，岛际间交通往来是常态，旅客与常驻人口频繁往返各岛屿之间。岛际间交通是岛与岛之间、岛与陆地之间的客货运载运输，主要通过航运轮渡的方式完成。近年来，岛屿常住居民数量下降，但部分岛屿游客数量激增，涉岛物流快速增长，岛际间传统的交通方式已较难适应海岛城市的快速发展。从岛际交通需求侧分析，岛上常住居民人数下降、游客数量变动不稳给交通运营带来较大压力；从岛际交通供应侧分析，服务常驻居民作为民生工程不能随意撤销航次，适应游客淡旺季出行需求航运班次动态调整频繁。因此，新形势下如何协调岛际交通运营收稿日期：2 0 2 4-0 3-0 4基金项目：浙江省教育厅一般科研项目“山溪性浅水航道应急物资储备库与救援点选址研究”（2 0 2 146 448）；浙江交通职业技术学院教育教学改革研究项目（JW202204）作者简介：何佩（198 9），女，湖北仙桃人，助教，硕士，Ema i l：h e p e i z j v t i t.e d u.c n平衡、和谐发展是岛际交通呕待解决的问题，我们认为以智能化手段提升岛际交通的规模效益、便捷性、经济型和民生性，是切实可行的。目前，国内部分海岛城市已陆续推进智能化航运体系建设，但大多在于客、货、船、港等航运领域，较少考虑岛际交通智能化体系建设-5。国外对水上交通智能航运的研究、应用较为深入，航运公司、科技公司都在积极探索创新方案，从企业自身、航运线路上考虑通过智慧航运提升交通效率、优化资源配置，然而，岛际间交通智能化的综合研究还不够多见，成效也有待进一步提升6 -9 201舟山岛际交通主要特性舟山群岛由嵊泗列岛、马鞍列岛、崎岖列岛、川湖列岛、中街山列岛、浪岗山列岛、七姊八妹列岛、火山列岛和梅散列岛组成，拥有13 90 个岛屿，4696个岛礁。舟山拥有普陀山等佛教文化景观、山海自然景观和海岛渔俗景观10 0 0 余处，主要分布在2 3 个岛屿上，如定海（本岛）、岱山、桃花岛等。近年来，除了部分岛屿原著居民外迁岛际交通需求量有所下降外，随着海岛旅游资源的不断开发开放，部分岛屿旅游旺季外来游客数量激增，主要呈现以下特点：1.1岛际出行流量存在时间差各岛屿居住人员数量各异，陆地、岛屿之间交通出行以航运轮渡为主，通行的乘客、货物流量在不同的季节、时段、气候条件下存在较大差异。每日早晚时段，周围岛屿与本岛之间的交通流量较大，轮渡处于满负荷运载，其它时间段轮渡舱位空闲较多；部分岛屿旅游资源丰富，节假日游客数量相较平时爆发式增长，如图1所示，2 0 2 2 年3 12月舟山市水路客运量变化。七、八月份舟山市水路客运量处于高峰期，“十二”小长假期间呈现小峰值。3002502001501005003月4月5月6月 7月 8月9月10月11月12月图12022年3 12 月舟山市水路客运量变化(单位：万人）1.2岛际通行效率存在信息差在遭遇台风、大雾等恶劣天气时，为确保旅客安全，轮渡通常临时暂停运营，往往造成旅客难以及时获取轮渡航次停运及恢复运营的实时准确资讯，影响出行效率。此外，现有的岛际交通服务平台客户端未能提供当班航次订票人数的实时数据，居民、游客无法获取实时客流量信息以错峰避开高峰拥挤时段。岛际交通管理部门在保障安全的同时，巫需提升交通服务平台智能化水平，以方便旅客实时掌握航班动态与订票信息，根据自身需求优浙江交通职业技术学院学报化出行安排。1.3岛际交通组织存在需求差岛际交通在节假日期间呈现显著的单向高峰流特征，节假日开始时进岛流量大，结束时出岛流量急剧增加。岛屿长驻居民对岛际交通需求通常是经济、快捷；来岛游客对岛际交通需求则是舒适、高效，为兼顾考虑两类人群的不同交通需求，确保岛际运输的高效与安全，函需提升客流高峰期、低谷期和不同轮渡资源灵活调配的能力。1.4客货舱位利用存在装配差如图2 所示，近10 年舟山市社会旅客运输量呈下降趋势，货物运输量呈显著上升趋势。岛际间的出行、货物转运均需通过航运轮渡来完成，轮渡码头成为关键节点。目前，岛屿轮渡在运营过程中存在人、物混装的情况，导致资源利用不均衡。有时客舱满载而货舱空余率较高；有时则货舱满载而客舱空余率较高，由此造成运力浪费、影响轮渡整体运营效率。因此，函需通过科学装配，有效提升预测、管理、灵活调度手段，实现人、物装载的经济性。50004000030000200001000020112012201320142015201620172018201920202021旅客运输（万人）货物运输量（万吨）图2 22011年-2 0 2 1年舟山市社会客货运量变化1.5码头安全管控存在数据差到2 0 2 2 年底，舟山拥有陆岛交通码头16 3 座，轮渡码头是岛际交通要塞，该环节一旦流量过大或发生事故，极易造成严重的拥堵或引发其它次生灾害，必须时刻进行安全管控。旺季岛屿景点客流大，曾经个别岛屿因客流超负荷，码头等运输节点运转不畅，造成全岛交通大面积拥堵2 4小时以上。现有的交通监控系统尚无法结合岛屿气象、生活物资、住宿等资讯，对外来客流进行合理预判，也未能深度监控关键节点的交通流量、交通状况，无法实现精准管控和高效排查交通隐患。2舟山岛际交通智能化建设的必要性2.1精准对接交通强国战略第1期海岛地区的交通规划需与国家交通规划方向、目标相符，面向未来，推动大数据、互联网、人工智能等新技术与舟山岛际交通行业深度融合，精准对接我国交通强国战略，改善当前岛际交通存在的问题，提升岛际间交通运营管理能力，完善海岛现代化交通运输体系。2.2提升岛际交通安全与效率智能化岛际交通系统利用先进的信息技术手段对交通节点和线路进行实时监控，及时发现潜在的安全隐患，有效预防和减少交通事故。岛际交通智能化建设能有效整合舟山地区各岛屿现有交通系统资源，优化码头、轮渡、车辆等交通设施管理措施，有效提升交通系统运营效率。2.3减少环境污染、优化出行体验海岛面积狭小，高峰期交通资源紧张，生态系统脆弱，引入智能交通系统能集成调度交通设施设备，优化交通线路，减少能源消耗，降低对环境的负面影响。此外，利用信息技术实现岛际交通基础设施信息实时共享，为出行人员提供准确、实时信息，协助出行者优化出行线路，避开拥堵路段，节省出行时间和成本，极大地改善出行体验。2.4促进海岛城市和经济发展交通不便一直是制约海岛发展的痛点，传统的岛际交通极易受自然灾害或突发事件扰动，一定程度上造成人才和企业资源的流失，影响城市经济发展。岛际交通智能化能提升群岛交通效率，促进岛屿间的互联互通，吸引更多的投资和人才，带动岛何佩，周波，汪斯贝，等：舟山岛际交通智能化建设与应用21屿产业协同发展，增强海岛城市在区域中的竞争力，既造福当地百姓，又助推地方经济发展。3舟山岛际交通智能化建设方案设计2021年开始由浙江交通职业技术学院牵头，联合舟山普陀交通投资发展集团有限公司和杭州龙骞科技有限公司，研发舟山岛际交通智能化架构体系，以提升岛际交通智能化水平、提高出行效率为目标，改变传统的以人管为主的调度模式，降低运输成本和安全管控风险，构建可控、绿色的高效出行体系。3.1逻辑构架舟山岛际交通智能化逻辑构架如图3 所示，首先通过展开深入调研，明确系统要解决的问题和实现的目标，包括确定居民出行需求、旅行游客需求，调查业务场景和现有系统瓶颈，交通企业运营难点，详细需求分析，确定岛际交通系统智能化提升的方向；再根据需求分析，选择合适的技术，研究相应算法和改造工具；第三步，进行系统设计，针对岛际交通智能化目标，分别设计数字大屏系统、信息发布系统、智能调度系统、智能监控系统、客流量分析系统、旅游电商系统，以上述系统为依托集成建设大数据平台；最后根据系统设计展开具体的开发工作，完成系统开发后进行全面测试和验证，继而选点应用新系统，正式上线全部系统。数字大屏系统确定居民出行需求信息发布系统智能调度系统确定游客出行需求大数据平台建设试点应用正式上线确定运营企业痛点智能监控系统图3 舟山岛际交通智能化研究步骤3.2大数据平台际交通智能化。本文限于篇幅，对大数据平台所包图3 中，大数据平台建设是舟山岛际智能化建含的六大系统仅做功能性阐述，具体技术细节不做设的核心内容。利用大数据平台，集合岛际交通全详细展开（如表1所示）。过程要素，以数据驱动和赋能为手段，最终实现岛客流量分析系统旅游电商系统22大数据平台建设数字大屏系统信息发布系统智能调度系统智能监控系统客流量分析系统旅游电商系统浙江交通职业技术学院学报表1舟山岛际交通智能化大数据平台功能模块提供数据服务能力的平台，整合交通出行、旅游服务、景区、物流等区内各项数据资源，通过多种数据采集方式及线下综合信息采集实现数据接入、数据挖掘、数据分析、数据共享交换和辅助决策等功能。展示实时游客量、实时天气、轮渡航次、景区拥堵情况、停车场等数据的统计情况。支持景区宣传、上级指示精神及紧急事件发布到大屏、触摸屏、广播、手机等终端，实现景区所有信息收集与发布的统一管控。轮渡调度：根据游客数量，系统软件合理安排轮渡班次，通过信息发布系统给游客提示轮渡班次、开船时间、预计等待时间等信息。轮渡调度功能主要由软件实现，硬件上给轮渡船上安装CPS定位。货物装配调度：提供在线预约货仓功能，系统根据货物重量、货物装载要求、是否可堆叠、轮渡最大荷载、运行状态，采用堆优化算法，智能分配轮渡，实现车辆最少，满载率最高，有效减少货物损坏率；交通管控：通过摄像头实时监控景点游客数量、车辆信息，及时准确地掌握关键路口流量、交通状况，并实现运营车辆与调度中心之间的双向通讯，及时动态调配运营车辆，提升出租车、网约车运营效率；利用计算机视觉技术对视频采集系统的信号进行分析处理，剥离人为干预，对序列图像进行自动分析，对监控场景中的变化进行定位、识别和跟踪，在此基础上分析、预测、判断目标的下一步行为，在异常情况发生时及时发出警报信息，同时向运营管理部门和当事人提供信息，有效地协助安全人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报现象通过视频智能分析技术实现实时游客人数统计，当景区内游客人数达到峰值，立即通过LED显示屏提示区域内游客总体保有量信息，防止景区内游客出现群体事件，同时，根据信息统计热门景点流量，引导游客适时分流，为景区客流安全有序游览及景区正常运行提供有力支持。电商平台集成综合服务：提供车票、船票、景区门票、住宿、特产、餐饮等项目的在线预订，同时支持在线支付，预订最终通过卡券的方式进行消费，打通线上线下销售渠道；功能3.3技术路线技术实现上，以智能监控系统开发为例。该系统以计算机多媒体技术、3 DGIS技术、VR技术、网络通信技术、智能图像分析技术、数据挖掘技术等为基础，构建基于云3 DGIS的智能视频监控系统。实现重点区域的实时监控。系统建设可实现所有监控视频的统一管理与数据整合，便于对整个视频监控系统整体把控。支持对所有监控视频实时连接、调取，历史视频回放、分析等功能。实现对监控点位的快速查找，通过关键字、关键信息能够快速查找到相应视频点位并调取视频数据。客流量分析系统构建所用的核心技术包括如下两点：（1）基于小波神经网络的节点行人流量预测传统的以线性模型为主的人流量预测方法不能很好地处理和解决现实情况中存在的行人流量随机性和非线性问题，行人流量预测精度较低。为更加准确预测行人流量，本文拟采用一种基于小波神经网络的行人流量预测方法，基于大量相对准确的历史行人流量数据，借鉴深度学习模型，同时结合小波变换良好的时域局域化性质，通过小波神经网络模型对采集的行人流量大数据进行学习、训练，实现行人流量的更精准预测。（2）基于Logistic曲线的景区游客流量预测系统拟采用将Logistic 曲线与景区环境容量相结合的方式，预测景区未来时段的游客流量。相较于传统的基于时间序列数据分析游客流量发展趋势或探究其与旅游需求影响因素之间相关度的方法，该算法的优势在于适用于部分数据量搜集起步阶段、以高效旅游为主要目标、缺乏游客流量的时间统计序列数据的岛屿。结合Logistic 曲线的增长预测特性和景区环境容量的限制因素，能更精准地预测未来时段游客流量。第1期何佩，周波，汪斯贝，等：舟山岛际交通智能化建设与应用23目标检测链纯轻经锅心人年发型型目标跟踪，动态翼叶斯树络+光流KLT翼法2车车辆Q特性提取这城特征7，色特裤4结语舟山岛际交通智能化建设与应用，不仅在技术上变革、提升舟山岛际交通科学管理，也带来相关产业的良性发展，促进舟山航运资源有效融合，海岛旅游产业整合、转型升级。岛际交通不仅涉及交通运营效益，更是一项民生工程。海岛因其特有的旅游资源吸引大量游客，为岛际交通的智能发展带来新契机。但岛际交通智能化无法一而就，推进过程中需要注意以下几点：一是岛际交通智能化建设要规范标准。推动跨物图5智能监控系统技术架构部门协作，制定统一的标准和规范，实现数据共享，谨防系统不兼容、接口不统一、用户体验差、智能化效率低等情况；二是岛际交通智能化建设要以民为本。重视海岛环境保护与可持续发展，使交通智能化建设与生态保护协调发展，不能以短期利益牺牲长期利益、以经济利益牺牲社会利益；三是岛际交通智能建设要放眼未来。岛际交通智能化的提升应具备适当前瞻性，为未来立体化交通体系无缝融人预留接口，技术上提前进行规划布局，为可能到来的无人驾驶车辆、无人船舶融人岛际间交通系统提供现实基础。，碧标纹媒参考文献：1安沈昊，于荣欢。复杂网络理论研究综述J计算机系统应用，2 0 2 0，2 9（9）：2 6-3 1.2全鹏翔，李友林，王鸿鹏。厦门港“互联网+航运”发展状况及对策研究J中国水运（下半月），2 0 16，16(10):65 66.3蔡银怡，蔡文学，郑冀川智慧港口的构成与建设内容探讨J物流工程与管理，2 0 2 0，42（0 5）：2 1-2 3.4高铭瑞。GIS技术在港口智能安全管理中的应用研究J中国设备工程，2 0 2 0（0 4)：2 3-2 4.5颜丙纳，陶冶，刘培检宁波海事局：最强大脑添新翼科技引领助腾飞J中国海事，2 0 19（11)：2 1.6 Najmeh Masoudi.Smart shipping-Seizing opportunities while controlling risks J.Marine Engineering,2019,54(2).7王凯旋，蒋元涛大数据时代航运企业商业模式创新趋势与思路研究一以马士基航运为例J物流科技，2 0 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the intelligent architecturescheme of inter-island transportation in view of the inter-island traffic problems of Zhoushan.Building a big dataplatform to realize information release,intelligent scheduling,intelligent monitoring,passenger flow analysis,tourism e-commerce and other functions.It also puts forward that the construction of intelligent interisland trafficshould be people-oriented,look to the future and standardize.Keywords:inter-island transportation;smart shipping;intelligent