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當我們在談論新一代智能交通系統(tǒng)時,我們在談論什么

發(fā)布時間:2018-11-27 14:21

11月初,2018中國智能交通年會在天津盛大舉行,與往屆相比,除了影響力大、規(guī)格高、權威性強等特點外,議程拉長,議題更多,參與人數(shù)也更多。

實際上,這兩年的智能交通、智能汽車兩大領域的行業(yè)交流活動繁多,從行業(yè)組織、媒體到地方政府,再加上阿里巴巴、華為、百度、騰訊、海康威視等大型企業(yè)組織的合作伙伴大會、開發(fā)者大會等,都將年會上不少內容給提前劇透了。即便如此,也沒有哪一個行業(yè)交流活動有如此高規(guī)格,能夠橫跨產(chǎn)學研不同領域,能夠將幾乎所有行業(yè)內近年所有熱點都囊括在內(論壇與沙龍)……

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盡管不少內容,我們在不同場合或者媒體上聽過,也有非常多的分論壇、技術沙龍沒有去學習,但仍然收獲到了很多,尤其是本次大會開幕式上的唯一一個主旨報告——《構建新一代智能交通系統(tǒng)的探索與思考》,由北京理工大學校長、中國工程院院士張軍代原定出席的科技部副部長、中國工程院院士黃衛(wèi)進行演講分享,洪鐘大呂,高屋建瓴,受益很多。

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在2017年,國家ITS中心首席科學家王笑京就在不同場合就《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》有關ITS部分進行解讀,主題就是《國家新一代智能交通框架與部署》。張軍院士在演講中也提到,中國工程院與交通運輸部聯(lián)合向國務院提交了一個交通強國實施綱要,就包括智能交通。

那么到底什么是新一代智能交通系統(tǒng)?我們在談論新一代智能交通系統(tǒng)時,是在談論什么?ITS114從自己對新一代智能交通系統(tǒng)的理解開始,拋磚引玉,與大家分享。

為什么會有新一代智能交通系統(tǒng)?

這個可能有很多原因,總的來說就是舊的系統(tǒng),不能再適應新的需求、新的技術融合。舊的系統(tǒng)我們都知道,交管、運輸、汽車、停車、道路等等相互獨立發(fā)展,在各自領域已經(jīng)取得了很好的信息化成就,但面對新的技術、新的需求、新的趨勢時,可能這種各自為營的發(fā)展模式就不再適應了??赡芫托枰蛏⒅貋?,搭建新的系統(tǒng)架構,重新規(guī)劃,重新建設。

那么新的技術、新的需求、新的趨勢是什么?

新的技術是什么?         

ITS114認為,新的技術主要包括人工智能、大數(shù)據(jù)、車路協(xié)同/智能駕駛、5G等等,綜合來說,就是感知技術、計算能力、類腦決策等技術的提升,為搭建新的系統(tǒng)架構提供了基礎。

現(xiàn)階段主要的變化在于計算能力的提高,讓交通大腦在局部或者部分領域得以實現(xiàn),挑戰(zhàn)主要來于數(shù)據(jù)的結構化匯聚、數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)分析等。而最大的挑戰(zhàn)應該是自動駕駛、車路協(xié)同的逐步實現(xiàn),對現(xiàn)有交通系統(tǒng)的影響。在本次大會上,不僅有新一代智能交通系統(tǒng)的表達,也有新一代車路協(xié)同系統(tǒng)、新一代交通集成指揮平臺、新一代交通信號控制系統(tǒng)等概念性的闡述。對于傳統(tǒng)的智能交通而言,引入的最大變量應該是車路協(xié)同技術,這將深遠的的影響智能交通系統(tǒng)發(fā)展。理論上通過車路協(xié)同+傳統(tǒng)ITS系統(tǒng)+移動互聯(lián)網(wǎng)等,就可以實現(xiàn)全時段全要素的全感知,加上超級計算平臺,實現(xiàn)從被動管理到主動管理、主動服務,對傳統(tǒng)的智能交通子系統(tǒng)帶來較大的改觀或者說顛覆。比如說現(xiàn)在就有人在討論,未來交通是否還需要信號控制系統(tǒng),是否還需要路面交通誘導設備,是否還需要那么多的交通視頻監(jiān)控設備等等,雖然為時尚早,但可以做理論上的研究。

作為階段性的發(fā)展重點,車路協(xié)同與傳統(tǒng)智能交通的結合,已經(jīng)有很多人在研究,清華大學李萌副教授提出的路基云控平臺,易華錄、電科智能、上海智能交通公司等,在一些測試示范園區(qū)參與了類似平臺建設;重慶攸亮科技、上海駿碼交通等信號機廠家積極調通信號機與V2X之間的協(xié)議;阿里集團則在杭紹甬高速試點車路協(xié)同,綜合路側設備已經(jīng)有了原型,從而打造智慧高速;更不用說車路協(xié)同對于汽車本身以及車載信息服務帶來的改變。ITS114每半個月會在國際智能交通網(wǎng)翻譯最近的全球行業(yè)動態(tài),有一個傾向很明顯,即有關V2X的內容, 成為最近一年來,國際上技術革新、產(chǎn)品更新的熱點,尤其是V2X與汽車、非機動車、道路設施之間的各種融合。車路協(xié)同的出現(xiàn),直接讓一些智能交通子系統(tǒng)升級到下一代,這是一個很重要的變化,自動駕駛也許會很多年才有階段性成果,但車路協(xié)同,車車通信,應該離我們不遠了。

新的需求是什么?

傳統(tǒng)的交通需求是快捷、便利、安全,這三個永恒的主題,實際上在人類發(fā)展的任何階段,這三個主題都不會發(fā)生改變,主要的技術和服務都為這三個主題提供支撐。但在這三個主題之外,產(chǎn)生了越來越多的個性化出行需求,在原有的快捷、便利方面的訴求更為強烈,解決有限的道路供給和不斷增長的高端出行需求之間的矛盾,也就成下一階段要解決的問題。出行服務的提供模式會發(fā)生改變,事實上正在發(fā)生變化,網(wǎng)約車、定制公交、共享單車、分時租賃等,尤其是傳統(tǒng)汽車廠商,比如吉利、上汽、福特等,都推出了自己的網(wǎng)約車服務。簡單概括,就是智慧出行會成為整個交通行業(yè)的推動力量。

此外,由于物流大發(fā)展,對于多式聯(lián)運的需求也越來越強烈,不同交通載具之間的貨物轉運實現(xiàn)無縫對接,港口、鐵路、物流園、高速公路以及轉運中心等環(huán)節(jié)之間的快速直達,貨物轉運場站的自動化作業(yè)等。

新的趨勢是什么?

新的趨勢,其實就是由前兩者推動帶來的跨界融合,比如汽車與傳統(tǒng)交通管控的融合,道路建設、運營與車載信息服務運營的融合,以及跨地區(qū)、跨部門的融合,前者很容易理解,后者正成為趨勢,比如路政(治超)與交警,運管(重點車輛管控)與交警,城市規(guī)劃、交通規(guī)劃與交通基建、交通信息化等等。

此外還有一個很重要的融合,以智慧出行為核心,交通管理系統(tǒng)、交通工具、出行方式、出行信息服務、支付方式等等不同領域在智慧出行需求推動下進行融合,不管是歐洲提出來的“交通管理即服務(TMaaS)”,還是“預約出行、有序出行”,都是基于這種融合而提出的概念。

新一代智能交通體系具有什么特點?

北京交通發(fā)展研究院院長郭繼孚在演講中有兩個說法讓人印象深刻,一是他建議組織力量開發(fā)一個城市級交通特征分析的超級計算平臺或者城市級交通仿真平臺,以便支撐那些影響全局的政府決策,以及支撐第二個讓人印象深刻的說法——預約出行系統(tǒng)。前者也許只是需要更大、更高效的超級計算平臺,后者則需要更多的探索,做到預約出行,就是做到出行需求提前被獲悉,要做到供需有序、供需整體平衡。

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現(xiàn)在都強調交通大腦實現(xiàn)前提是大數(shù)據(jù)匯聚全景感知。強調全方位數(shù)據(jù)的運用,對細化到個體的數(shù)據(jù)進行融合分析,對交通要素實現(xiàn)全面感知。什么是全景感知?在本人2018年初寫的《未來交通,可預測的需求,難預測的變化》設想過,未來很可能所有交通設施、道路、運載工具、事件、交通參與者都將被數(shù)字化、電子化,布設大量的交通感知和邊緣處理設備,加上超級計算平臺,可能就可以實現(xiàn)徹底的全面感知。數(shù)字化就必然需要安全,汽車電子標識可以用于智能駕駛車了的法定電子身份,那么路側設施的電子身份如何確保不被篡改,不會被黑客攻破寫入病毒或者其他,這也是未來實現(xiàn)全景感知的必備前提,畢竟安全才是最大的需求。

電科智能在今年正式推出“智慧路口”產(chǎn)品,通過多種檢測器的數(shù)據(jù)采集來感知整個路口的交通狀態(tài),為交通信號和交通組織提供決策依據(jù)。路口可以視為比較重要的神經(jīng)元,路口的交通事件往往可能影響局部交通甚至全局交通,讓路口這個神經(jīng)元快速感知、智慧運行,是支持全景感知的重要組成部分。??低?、高新興推出的AR云圖/云防,實際上也是全景感知的另一種呈現(xiàn)形式,而且是更為直接的可視化形式,從全局到細分場景,全視頻,自動檢測和預警推送。

以上兩種形式都是對全景感知的局部體現(xiàn),呼應著未來。

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當所有要素都被數(shù)字化、電子化之后,一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源池,也就成為必需的了。公安部交通管理科學研究所提出的新一代智能交通管理系統(tǒng)架構,其重要組成部分就是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源池,匯集交管、公安、其他政府單位、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)等,統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口,統(tǒng)一服務接口,然后各部門在統(tǒng)一數(shù)據(jù)資源池上定制開發(fā)。引申到下一代城市智能交通系統(tǒng),未來很可能將TOCC與智能交通管理系統(tǒng)兩大平臺所匯聚的數(shù)據(jù)池合并為一個大的數(shù)據(jù)資源池,為交通管理、運輸管理、公共交通、共享交通等開放數(shù)據(jù)接口,將交通管理與出行服務都放到一個平臺上,從而支持預約出行、智慧出行。

建設統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源池,現(xiàn)階段會進一步促進智能視頻分析技術的發(fā)展,因為智能交通、城市管理越來越多的依賴視頻監(jiān)控,而在在相當長的一段時間內不會發(fā)生重大變化。智能視頻在前端、后端盡可能的實現(xiàn)結構化處理,最基本的是車牌識別和車輛特征識別,慢慢的會將人臉識別、行為識別、狀態(tài)識別、事件識別等等都納入進來。來自公安、交管的需求,會快速推動智能視頻技術的AI化發(fā)展,像人眼人腦一樣感知和判斷。

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現(xiàn)階段的交通管理、運輸管理依然是被動式的,系統(tǒng)依然無法獲知出行者的出行需求,從而適應出行者,對系統(tǒng)運行做出改變。在張軍院士的演講中就提到,未來交通應該是系統(tǒng)適應人,而不是像今天這樣,人來適應系統(tǒng),所有航班、列車、公交都是固定的,大部分信號是固定配時,誘導信息也是面向全局而非個性化……當然,對于提前獲知出行者的出行需求,目前并沒有更好的解決方案。但是現(xiàn)在可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù),引入天氣、節(jié)假日、事件等變量,來做出行預測,只是這種預測比較粗放,也無法實時反應出行需求。

要做到系統(tǒng)適應人,類似“預約出行”這樣提前獲知出行需求,預判整體出行需求,從而讓系統(tǒng)在一定程度上為人的出行做調整。實際上,現(xiàn)在的定制公交、自適應信號燈、個性化誘導、共享單車、分時租賃等,都在體現(xiàn)了未來交通的一些特點。這種特點會在隨后一段時間內,繼續(xù)被強化。未來或許在MaaS等一站式出行平臺、智慧出行助手APP、車載大腦的幫助下,進一步精確個體的出行需求。從而讓“人”這個交通運行中的最不可預測的變量,逐步變得可預測。

新一代智能交通系統(tǒng)的演進路徑

根據(jù)黃衛(wèi)院士/張軍院士的演講,我們目前所處的階段是交通信息化階段,并正在向網(wǎng)聯(lián)化階段發(fā)展,再下一階段就是協(xié)同化階段、自動化階段,最高階是自主交通階段。

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脫離階段談未來,容易造成觀點上的沖突,概念上的混淆。但階段劃分本身也存在分歧,不是說院士提出來這個分階段就完全正確,但在沒有更好的劃分依據(jù)前,可以遵照這個階段來解讀未來交通,來判斷智能交通的未來發(fā)展走向。

現(xiàn)階段的主要任務還是推進車路協(xié)同、主動安全防控技術的落地,尤其是前者,是一個需要很大投資才能形成產(chǎn)業(yè)化,而且需要探索商業(yè)模式的領域,政府企業(yè)出行者都受益的大型系統(tǒng),前期需要政府推動、投資,但可持續(xù)性運營必須要找到合理的商業(yè)模式。主動安全防控技術則主要為機動車單車自動駕駛奠定基礎,雖然現(xiàn)階段主要在營運車輛上實施,而且基本上是單目設備,但也可以支撐這些研發(fā)企業(yè)在初始階段完成造血功能,并積累數(shù)據(jù)、人才以及豐富應用場景,單車自動駕駛和車路協(xié)同必然是同時行進的,而不是非此即彼。

推進車路協(xié)同,勢必會與傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)、車輛帶來改變,這種改變應該是未來幾年行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主要內容。

唯一的問題就在于階段的時間節(jié)點,可能會有較大分歧,就個人來看,再過50年,自主交通也未必能實現(xiàn)。理想化的自動化階段,完全的自主交通,絕大部分運載工具都實現(xiàn)自動駕駛,路側設施高度智能化,管控與決策高度智能化。

當然理想總是要有的,萬一提前實現(xiàn)了呢?就像郭繼孚院長說的,有序出行不是夢,但還得夢一段時間!

最后想說的是,我國智能交通發(fā)展存在地區(qū)間的較大差距,經(jīng)濟發(fā)達城市正在邁向新一代智能交通系統(tǒng)建設階段,而大部分城市,依然處于完善外場設備、挖掘現(xiàn)有系統(tǒng)潛力的階段。同時,不同地區(qū)的管理者,對于智能交通系統(tǒng)的理解、功能也存在差異,專業(yè)人才稀少,跨部門、跨領域合作欠缺,這就決定了我國智能交通系統(tǒng)應用發(fā)展會存在多階段同時進行的情況,但對于一些欠發(fā)達地區(qū)而言,后發(fā)居上反倒更有可能。

冬天來了,春天也不遠了。

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