摘要：本文主要介绍了人工智能的定义、现状及其在铁路领域的应用。人工智能被定义为研究、模拟人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学，通过使用机器代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能来模拟人的意识和思想的信息过程。人工智能技术正在迅速发展，应用领域广泛，产业链不断完善。人工智能在铁路领域的应用目前主要包括智能服务、智能运行和智能维护等方面，未来智能调度、智能检修等将是人工智能在铁路领域的重要应用发展方向。 关键词：人工智能；铁路；应用

一、人工智能现状及发展趋势

1.人工智能定义

人工智能（Artificial Intelligence）作为一门前沿交叉学科，其定义表述不一。通过对公开资料提炼总结，人工智能是指研究、模拟人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学，其使用机器代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能，本质是对人的意识和思想的信息过程的模拟。

2.人工智能现状及趋势

1956年夏季，以麦卡锡为首的一批科学家相聚美国汉诺斯小镇，共同研讨用机器模拟智能等一系列有关问题，首次提出“人工智能”这一术语。

人工智能波折前行60年后，2016年3月，谷歌旗下公司研发的AlphaGo与围棋世界冠军李世石进行人机大战，以4比1的总比分获胜；此后又与数十位围棋高手对弈，无一败绩。人工智能由此勃兴，成为互联网、大数据之后第三次信息革命，2016年也被称为人工智能元年。

2017年7月国务院发布《新一代人工智能发展规划》，对人工智能的行业发展提出了明确的战略目标：预计到2030年，我国要形成较为成熟的人工智能理论和技术体系，产业竞争力达到国际领先水平。近期的政策中更加注重人工智能的场景应用，通过人工智能与实体经济的深度融合，培育新的经济增长点。

目前，人工智能技术（或系统）主要包括专家系统、模糊系统、神经网络、机器学习、计算机视觉、自然语言处理、深度学习、知识图谱等。人工智能技术正在经历快速发展期，随着深度学习等技术的发展，算法和模型越来越成熟，应用领域也越来越广泛。人工智能技术的发展也推动了产业链的不断完善，从算法、芯片、硬件到软件、应用等各个环节都有了相对成熟的供应链和生态系统。

2021年7月，由国家人工智能标准化总体组、全国信标委人工智能分委会指导，中国电子技术标准化研究院组织编写的《人工智能标准化白皮书》中将人工智能产业链划分为三层：基础层、技术层、应用层。

基础层是人工智能的基石，提供了数据及算力资源，包括AI芯片、开发编译环境、数据资源、云计算、大数据支撑平台等关键环节，是支撑产业发展的基座。目前华为、寒武纪、中星微等企业推出的推理芯片产品可以对大规模计算进行加速。低功耗芯片、面向通用人工智能的芯片、类脑仿生芯片是基础层未来重要发展方向。

技术层是人工智能产业的核心，以模拟人的智能相关特征为出发点，构建技术路径。主要包括底层算法（机器学习、深度学习）、开发平台（算法开发框架）和应用技术（计算机视觉、自然语言理解）。国内目前出现以华为昇思（MindSpore）和百度飞桨（Paddle）为代表的深度学习平台，而应用技术研究则主要集中在计算机视觉、语音识别和自然语言处理三个发展较为成熟且占领市场份额较大的领域。通过多模态人工智能和大数据等技术实现分析和决策、从专用智能迈向通用智能（例如ChatGPT）是技术层未来的发展方向。

应用层是人工智能产业的延伸，集成一类或多类人工智能基础应用技术，面向特定应用场景需求，形成软硬件产品或解决方案。主要包括行业解决方案（“AI+”）和热门产品（智能列车、巡检机器人、智能终端等）。人工智能目前广泛应用于智能制造、智能家居、智能交通、智能医疗、教育金融等领域的应用。例如智能交通领域，人工智能应用于运营管理优化、预测性维护、物流优化等方面。在未来，人工智能与实体经济将加速融合，无人商店、病例细胞筛查、数字孪生、智慧工厂等新产品、新服务将大量涌现，加速培育产业新动能。

二、人工智能在铁路领域的应用现状及趋势

人工智能在铁路领域应用目前主要方向为智能建造、智能装备、智能运营。涵盖勘察设计、工程施工、建设管理、移动装备、通信信号、牵引供电、检测监测、客运服务、运输组织、养护维修等子领域。其中与车辆运营相关的应用场景目前主要为智能服务、智能运行和智能维护。

1.智能服务

在智能服务方面，人工智能应用于智能查询、智能安检和智能客服等方面。目前，利用视觉识别技术进行筛查已成为当前安检的主要手段。例如，通过监控摄像头和图像识别算法，可以自动检测和识别可疑物品或行为，提高安全性和效率。智能语音和语义技术的发展加速了人机交互的进程，实现了站内智能购票和智能问询等服务。乘客可以通过语音指令或文字输入与人工智能客服进行对话，查询车次、购票、换乘等信息，提供便捷的服务体验。

2.智能运行

智能运行涵盖了智能车站、智能车辆、智能轨道和智能调度等方面的应用。在智能车站方面，计算机视觉技术已成为车站监控的重要支撑。通过安装监控摄像头和使用图像识别技术，可以实时监测客流量、行人流动和设备运行情况，以提供有效的站内管理和乘客服务。

智能车辆方面，自动驾驶技术已成为地铁列车的标配。借助信号系统、传感器和人工智能算法，自动驾驶地铁列车能够自主完成加速、减速、启动和停车等操作，提高列车运行的精确度和安全性。

对于智能轨道，人工智能技术可应用于轨道设备的健康监测和维护预测。通过集成传感器和大数据分析，可实时监测轨道的磨损和破损情况，提前预警和安排维护，从而增加轨道使用寿命和安全性。

智能调度是智能运行的关键要素之一。未来的智能调度将借助人工智能、大数据分析和云端算力平台，设计可靠和高效的调度方案。通过对丰富的数据和实时信息的综合分析，智能调度系统可更准确地预测和优化列车运行，提高运输能力和效率。智能调度还可集成智能运行中的其他技术，如车站监控和自动驾驶，形成协调一致的智能运行系统，提供更高水平的服务和管理。

3.智能维护

智能维护是一种将智能检测和智能检修等技术融于一体的维护模式，旨在为设备和系统的正常运行提供全面保障。其中，智能检测的目的在于及时发现和解决潜在的问题，保障运行的安全性。目前已有一些先进的智能检测设备得到广泛应用，例如轨道线路巡检机器人、车底巡检机器人以及车辆360°检测系统等。这些设备能够及时发现轨道、车辆的异常情况，为检修人员提供有效的业务支撑。

基于大数据预测的状态修是智能维护的重要手段之一。通过对设备运行数据和相关环境数据的收集和分析，利用先进的数据挖掘和分析算法，可以对设备的运行状态进行准确的预测，及时判断设备是否存在潜在的故障隐患，并给出相应的维护建议。基于大数据的预测方法不仅为设备的维护工作提供更全面有效的支持，还有效降低维修成本和停机时间，提高设备的可靠性和生产效率。

三、结语

自1956年提出“人工智能”这一术语以来，人工智能领域经历了波折前行的60年。当前人工智能技术正处于快速发展阶段，特别是深度学习等技术的成熟应用，推动了人工智能产业链不断完善，形成了相对成熟的供应链和生态系统。未来，人工智能的发展将会进一步推动铁路领域的创新与进步。随着技术的不断突破和应用场景的丰富，智能服务、智能运行和智能维护等方面将会得到更广泛的应用，并且通过人工智能与实体经济的深度融合，铁路领域将培育出更多的新产品和新服务，加速产业的发展，为建设智慧铁路做出贡献。

参考文献

[1]谭铁牛.人工智能的历史、现状和未来[J].智慧中国

[2]中国人工智能产业发展联盟交通+人工智能深度融合委员会.人工智能技术在地铁运营场景中的典型应用[R/OL].[2023-10-05].http：//aiiaorg.cn