王長(zhǎng)君：城市交通智能管控20年發(fā)展反思

      中國(guó)城市道路交通系統(tǒng)規(guī)模日漸擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)化程度不斷提升，對(duì)城市交通管理工作持續(xù)提出新的要求。通過(guò)集成利用多類(lèi)信息通信技術(shù)(Information and Communications echnology, ICT)，城市交通智能管控實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通流的實(shí)時(shí)檢測(cè)，信息的集成、處理、應(yīng)用以及動(dòng)態(tài)交通控制、調(diào)度、指揮等，從而實(shí)現(xiàn)提高城市交通運(yùn)行效率和道路安全性的目標(biāo)[1]。

      20世紀(jì)70年代，北京開(kāi)始研發(fā)城市交通信號(hào)控制技術(shù)；80年代起，部分大城市開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外的交通信號(hào)控制系統(tǒng)；80年代后期，國(guó)家組織科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的交通信號(hào)控制系統(tǒng)，由此拉開(kāi)了中國(guó)城市交通管控技術(shù)和系統(tǒng)發(fā)展大幕。但在2000年以前，受制于經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)能力、人才儲(chǔ)備、管控需求以及信息限制等諸多因素，交通管控技術(shù)和系統(tǒng)的研發(fā)、推廣、應(yīng)用總體上處于模仿、探索、蓄勢(shì)階段[1]。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，中國(guó)智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems, TS)體系框架完成并發(fā)布[2]，在由公安部、原交通部、原建設(shè)部聯(lián)合啟動(dòng)城市“暢通工程”的大力推進(jìn)下，中國(guó)城市交通管控技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。隨著圖像處理、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等大量先進(jìn)技術(shù)被不斷嘗試并逐步大規(guī)模應(yīng)用，交通管控技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)入快速智能化的發(fā)展階段，并逐步形成具有中國(guó)特色的智能交通管理系統(tǒng)(Intelligent TrafficManagement Systems, ITMS)[3]。城市交通智能管控是中國(guó)智能交通管理系統(tǒng)的核心，也一直是過(guò)去20 年來(lái)中國(guó)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展重點(diǎn)。

      在城市交通智能管控快速發(fā)展的同時(shí)，也必須認(rèn)識(shí)到現(xiàn)階段城市交通系統(tǒng)運(yùn)行狀況仍然不容樂(lè)觀[4]，在暢通、安全、效率等方面依然面臨嚴(yán)峻的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，亟須在城市交通智能管控的范疇內(nèi)進(jìn)行總結(jié)、反思和展望。

      過(guò)去20年，中國(guó)的城鎮(zhèn)化率從36%提升至超過(guò)60%，汽車(chē)保有量從1600萬(wàn)輛增加至2.6億輛，而城市交通智能管控在國(guó)家相關(guān)部委的頂層設(shè)計(jì)和積極推進(jìn)下，充分利用信息化、智能化技術(shù)等快速發(fā)展的契機(jī)，很好地應(yīng)對(duì)了城鎮(zhèn)化、機(jī)動(dòng)化飛速發(fā)展產(chǎn)生的一系列交通問(wèn)題，有力地支撐了城市各級(jí)政府以及公安交通管理部門(mén)對(duì)城市交通系統(tǒng)的良好管理，確保城市居民的出行需求得到滿足。

      2001年，科技部聯(lián)合公安部、原交通部等組織專(zhuān)家完成“九五”國(guó)家科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目“中國(guó)智能交通系統(tǒng)體系框架研究”[5]，其中明確了先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)領(lǐng)域。2002年4月，科技部正式批復(fù)“十五”國(guó)家科技攻關(guān)重大項(xiàng)目“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)和示范工程”，北京、上海、天津、重慶、廣州、深圳、中山、濟(jì)南、青島、杭州等10個(gè)城市成為首批智能交通應(yīng)用示范工程的試點(diǎn)城市，城市交通智能管控均是各試點(diǎn)城市建設(shè)的核心和重點(diǎn)。以試點(diǎn)城市的發(fā)展為引領(lǐng)，尤其是2008年北京奧運(yùn)交通智能管控體系的建設(shè)和成功應(yīng)用，推動(dòng)中國(guó)城市交通智能管控進(jìn)入快速發(fā)展期。此后，國(guó)家“863”、“973”、科技支撐計(jì)劃及之后的重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目都先后設(shè)立了面向不同類(lèi)型城市和不同研發(fā)重點(diǎn)的交通智能管控領(lǐng)域重大科研示范項(xiàng)目，為推動(dòng)中國(guó)城市交通智能管控的研究開(kāi)發(fā)和示范應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支撐。

      全國(guó)各地公安交通管理部門(mén)是城市交通智能管控技術(shù)和系統(tǒng)推進(jìn)、實(shí)施的主體。2000年開(kāi)始的“暢通工程”建設(shè)和2017年開(kāi)始實(shí)施的“城市道路交通文明暢通提升行動(dòng)計(jì)劃”中，城市智能交通管控都是最為重要的內(nèi)容之一。與此同時(shí)，公安部交通管理局在對(duì)中國(guó)城市交通智能管控進(jìn)行全面、系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，分步驟、分階段組織全國(guó)公安交管部門(mén)推進(jìn)實(shí)施。2009年，已基本建成覆蓋全國(guó)道路交通管理所有核心業(yè)務(wù)的公安交通管理綜合應(yīng)用平臺(tái)(“六合一”)；2016年，初步建成依托互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的全國(guó)互聯(lián)網(wǎng)交通安全綜合服務(wù)管理平臺(tái)(“交管12123”)；2018年，建成涵蓋路面主要執(zhí)法管控的公安交通管理集成指揮平臺(tái)；2020年，即將建成全國(guó)交通管理大數(shù)據(jù)分析研判(部級(jí))平臺(tái)。由此構(gòu)成全球規(guī)模最大、集成度最高，橫向覆蓋全國(guó)、縱向深入現(xiàn)場(chǎng)，相互協(xié)同的交通管理“四大平臺(tái)”，全面提升、支撐交通智能管控的技術(shù)水平和應(yīng)用能力。

      在強(qiáng)勁的需求驅(qū)動(dòng)和有力的開(kāi)發(fā)投入支撐下，結(jié)合各種高新技術(shù)的快速發(fā)展，各城市基于各自的發(fā)展需求通過(guò)大量的工程技術(shù)項(xiàng)目實(shí)施，大大推動(dòng)了城市交通智能管控的落地應(yīng)用和深化發(fā)展。上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)、深圳大運(yùn)會(huì)等活動(dòng)也為相應(yīng)城市交通智能管控的發(fā)展提供了良好的契機(jī)。

       從技術(shù)發(fā)展角度看，城市交通智能管控大致經(jīng)歷從分散到集成、人工到智能、系統(tǒng)到大腦的發(fā)展過(guò)程。

     城市交通智能管控發(fā)展初期，各地主要是按具體應(yīng)用分系統(tǒng)推進(jìn)建設(shè)，例如逐步發(fā)展的交通信號(hào)控制系統(tǒng)、違法抓拍系統(tǒng)、信息服務(wù)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、指揮調(diào)度系統(tǒng)等。這些城市交通管控中的各個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)、功能等缺乏整合、共享，管控的智能化程度很低。此后，隨著國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目支持的城市交通集成指揮系統(tǒng)的研發(fā)成功和推廣應(yīng)用，城市交通管控開(kāi)始從分散走向集成，各地開(kāi)始在城市交通指揮中心建設(shè)交通集成指揮平臺(tái)，在一個(gè)單位內(nèi)部打通各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、功能集成。到2010年左右，城市交通智能管控逐步成型，交通集成指揮平臺(tái)逐漸成為城市交通智能管控的核心。

      此后，快速發(fā)展的信息通信技術(shù)推動(dòng)城市交通智能管控進(jìn)入發(fā)展快車(chē)道。例如，依托人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以對(duì)交通視頻監(jiān)控和卡口視頻監(jiān)控的圖像、圖片進(jìn)行準(zhǔn)確、快速、自動(dòng)的目標(biāo)抓取，依托分布式計(jì)算進(jìn)行快速的抽取、確認(rèn)、比對(duì)、預(yù)警和推送，從而實(shí)現(xiàn)交通事件或違法行為發(fā)現(xiàn)更及時(shí)、警情處置更迅速、監(jiān)管調(diào)度更科學(xué)，助力交通管控從人工邁向智能。

     近幾年，隨著越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)IT、互聯(lián)網(wǎng)、AI龍頭企業(yè)致力于城市交通擁堵治理，“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)更進(jìn)一步融合應(yīng)用到城市交通智能管控中，出現(xiàn)了“城市交通大腦”的概念和初步成果[6]?！俺鞘薪煌ù竽X”在基于視頻分析的異常事件發(fā)現(xiàn)、交通流多場(chǎng)景信息檢測(cè)、多源數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的信號(hào)控制優(yōu)化等方面開(kāi)始體現(xiàn)出人工智能的一些潛力，交通智能管控顯現(xiàn)出從系統(tǒng)到大腦的趨勢(shì)。

      如前所述，20年來(lái)城市交通智能管控取得了很大進(jìn)步和成效。但是，也應(yīng)該冷靜地思考一個(gè)基本問(wèn)題：面對(duì)現(xiàn)階段仍然十分嚴(yán)峻的城市道路交通狀況，在該領(lǐng)域內(nèi)大量的技術(shù)應(yīng)用、持續(xù)的資金投入是否取得了預(yù)期的效果？城市交通發(fā)展中暴露出來(lái)的一些基礎(chǔ)性問(wèn)題與智能管控中大量使用的高新技術(shù)之間的較大反差，也在提醒我們亟須在技術(shù)發(fā)展的思路、理念甚至科學(xué)性方面進(jìn)行必要的反思、調(diào)整和完善。

      一方面，應(yīng)該準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)、分析當(dāng)前城市交通面臨的客觀環(huán)境。中國(guó)城市已經(jīng)并仍將經(jīng)歷人類(lèi)歷史上從未有過(guò)的快速機(jī)動(dòng)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程，在出行者的交通安全意識(shí)尚在緩慢提升的過(guò)程中，機(jī)動(dòng)車(chē)交通量迅速達(dá)到飽和乃至過(guò)飽和狀態(tài)，導(dǎo)致交通秩序混亂、高峰期交通擁堵等在所難免，這也使城市交通管理的壓力更大、交通智能管控的要求更高。

      另一方面，必須清醒地意識(shí)到，以高新技術(shù)應(yīng)用所驅(qū)動(dòng)的城市交通智能管控快速發(fā)展到今天，也明顯暴露出對(duì)技術(shù)應(yīng)用所依賴的基礎(chǔ)、條件等重視不夠，基本交通規(guī)律掌握和分析的深度不夠甚至非常欠缺等一些重要問(wèn)題。

      在道路設(shè)施的基本通行能力和交通管理設(shè)施的保障能力得到良好發(fā)揮的基礎(chǔ)上，智能交通系統(tǒng)的基本發(fā)展思路是充分利用信息通信、智能控制等技術(shù)進(jìn)一步提升道路網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率和安全水平[7]。而基本通行能力和保障能力的良好發(fā)揮需要應(yīng)用傳統(tǒng)、經(jīng)典的交通工程技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如交通組織優(yōu)化技術(shù)，包括科學(xué)的交通標(biāo)志、標(biāo)線設(shè)置，利用合理的交叉口渠化、配時(shí)優(yōu)化技術(shù)等實(shí)現(xiàn)交通流時(shí)空協(xié)調(diào)，適合交叉口交通流特征的定周期、感應(yīng)、實(shí)時(shí)控制策略的設(shè)計(jì)和選擇等。這些是決定城市路網(wǎng)基本通行能力發(fā)揮程度的基礎(chǔ)技術(shù)(從整個(gè)城市的角度來(lái)看則是管理工作)，如不能得到應(yīng)有的重視和合理使用，則會(huì)使基于高新技術(shù)的交通智能管控的作用、功能大打折扣。此時(shí)，如果再疊加城市路網(wǎng)規(guī)劃、道路橫斷面設(shè)計(jì)、交叉口幾何設(shè)計(jì)等方面存在的一些先天性缺陷，則更會(huì)使得道路基本通行能力的發(fā)揮大打折扣，再先進(jìn)的技術(shù)、再好的設(shè)備、再大的投入也將事倍功半、效率無(wú)法發(fā)揮。

      同時(shí)，高新技術(shù)在交通管控領(lǐng)域的有效應(yīng)用也首先需要對(duì)交通問(wèn)題本身有深刻的理解和對(duì)交通運(yùn)行基本規(guī)律的準(zhǔn)確掌握。癡迷高新技術(shù)而忽視傳統(tǒng)交通工程技術(shù)、過(guò)于強(qiáng)調(diào)機(jī)器的“人工智能”而忽略專(zhuān)業(yè)人士的“人類(lèi)智能”，也影響建設(shè)投資效益的發(fā)揮。應(yīng)該清楚，人工智能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是對(duì)客觀規(guī)律的精準(zhǔn)和深度把握。例如在交通信號(hào)控制領(lǐng)域，各類(lèi)IT巨頭紛紛涌入、各類(lèi)智能技術(shù)不斷應(yīng)用、各種資源持續(xù)投入，然而時(shí)至今日，仍然比較普遍地缺乏對(duì)交通流規(guī)律的分析、缺乏科學(xué)合理的交通控制策略、缺乏有效精準(zhǔn)的模型支持等，大量的軟硬件投入并未使交通信號(hào)控制的實(shí)質(zhì)水平有效提高。

      無(wú)論是傳統(tǒng)的交通工程技術(shù)，還是交通智能管控技術(shù)甚或城市交通大腦，都取決于對(duì)實(shí)時(shí)交通流信息精準(zhǔn)且全面的采集、對(duì)實(shí)時(shí)交通狀況的準(zhǔn)確了解和掌握。

      在固定式的交通流信息采集技術(shù)方面，傳統(tǒng)的環(huán)形線圈檢測(cè)在國(guó)外城市有著廣泛的應(yīng)用，超聲波和紅外線檢測(cè)在中國(guó)也有過(guò)積極的探索嘗試。由于對(duì)環(huán)形線圈的材料、尺寸、結(jié)構(gòu)、接口處理以及路面切割、敷設(shè)等技術(shù)及工程方面的考慮不足、要求不細(xì)、標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)，加上城市道路施工質(zhì)量、車(chē)輛嚴(yán)重超載等一系列問(wèn)題，具有最高性價(jià)比的環(huán)形線圈已經(jīng)逐步淡出中國(guó)城市道路交叉口實(shí)時(shí)流量檢測(cè)領(lǐng)域。同時(shí)，約20年前開(kāi)始，技術(shù)上看似更為先進(jìn)、時(shí)髦、方便的視頻檢測(cè)開(kāi)始出現(xiàn)，近年來(lái)AI技術(shù)的快速發(fā)展及其在視頻圖像處理方面的技術(shù)升級(jí)，又進(jìn)一步提升了視頻檢測(cè)技術(shù)在道路交叉口交通流檢測(cè)方面的能力。毫無(wú)疑問(wèn)，視頻圖像處理技術(shù)，特別是輔之以AI技術(shù)之后，在視頻目標(biāo)抓取、識(shí)別、確認(rèn)等眾多方面確實(shí)非常有效、實(shí)用，例如交通事件、違法行為的精準(zhǔn)識(shí)別及自動(dòng)報(bào)警，車(chē)輛身份特征的準(zhǔn)確提取、識(shí)讀、關(guān)聯(lián)應(yīng)用等。但是，對(duì)于城市道路交叉口交通流信息采集而言，能夠在風(fēng)雨晴雪霧霾全天候、晝夜黎明黃昏全時(shí)段、365天每天24h都能實(shí)現(xiàn)全交叉口分流向精準(zhǔn)流量采集，至少到目前為止這樣的道路交叉口視頻交通流檢測(cè)器的性價(jià)比還遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)檢測(cè)手段。而從視頻檢測(cè)技術(shù)的基本原理來(lái)看，能滿足這種道路交叉口交通流檢測(cè)基本需求的單套視頻檢測(cè)器，其技術(shù)難度仍然較大、成本也仍較高。環(huán)形線圈檢測(cè)器和視頻檢測(cè)器的一退一進(jìn)，致使現(xiàn)階段中國(guó)城市道路交叉口實(shí)時(shí)流量采集很不到位、非常缺乏。雖然目前有地磁、多目標(biāo)雷達(dá)等類(lèi)型檢測(cè)器在一定范圍內(nèi)得到使用，但似乎都尚未成為主流配置，可靠性、有效性等還需長(zhǎng)期的檢驗(yàn)。

      在移動(dòng)數(shù)據(jù)采集方面，“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展使得可以采集的交通流相關(guān)信息越來(lái)越多。以浮動(dòng)車(chē)技術(shù)為例，目前已經(jīng)能夠支撐各家導(dǎo)航平臺(tái)(如百度、高德等)提供實(shí)時(shí)路況信息，一定限度上滿足了出行者對(duì)于出行信息的需求。然而，與城市交通智能管控所需要的精細(xì)化數(shù)據(jù)相比，目前的浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)所能提供的信息較為有限，如抽樣率不足導(dǎo)致的部分參數(shù)準(zhǔn)確性不足、無(wú)法獲取渠化配時(shí)所需的詳細(xì)轉(zhuǎn)向交通量、部分交通流參數(shù)難以估計(jì)等，導(dǎo)致其在精細(xì)化的交通管控方面支撐不足。

      目前有一種存在偏差的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為不管是基礎(chǔ)的道路交叉口渠化配時(shí)、交通組織優(yōu)化，還是智能的信號(hào)控制、交通管控，管理、控制優(yōu)化的對(duì)象或是道路交叉口、路段等基礎(chǔ)設(shè)施，或是交通標(biāo)志標(biāo)線、信號(hào)燈、誘導(dǎo)標(biāo)志等管理設(shè)施，或是行駛、停放的車(chē)輛。但是，城市交通智能管控的目標(biāo)更應(yīng)該是人——駕車(chē)(或步行、騎車(chē))按交通標(biāo)志標(biāo)線和信號(hào)燈等規(guī)定在路面行駛(出行)的道路使用者。正是人的交通行為的不確定性導(dǎo)致了交通的不完全可控性，而交通智能管控的本質(zhì)基礎(chǔ)正是要解析各類(lèi)交通流的基本規(guī)律和人所導(dǎo)致的交通的不可控性，而不是車(chē)、路和設(shè)施。

       1）交通智能管控需要一個(gè)基于良好的交通規(guī)則意識(shí)的出行環(huán)境。智能管控充分發(fā)揮作用的必要條件之一就是交通流運(yùn)行需要有規(guī)則、有秩序，一些在純物理系統(tǒng)中應(yīng)用良好的算法或技術(shù)進(jìn)入交通管控領(lǐng)域后往往勞而無(wú)功，這與交通系統(tǒng)是由一個(gè)個(gè)具有不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性的出行者所組成不無(wú)關(guān)系。21世紀(jì)短短20年，中國(guó)城市交通從非機(jī)動(dòng)車(chē)為主轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)化為主，眾多道路使用者特別是駕駛?cè)说某鲂幸庾R(shí)還處于非機(jī)動(dòng)化出行時(shí)代。對(duì)于以速度為主要特征的機(jī)動(dòng)化出行而言，任何沒(méi)有嚴(yán)格遵守交通規(guī)則的不當(dāng)駕駛行為都會(huì)加大其交通行為的不確定性，從而增加交通的不可控性，影響、干擾或削減交通智能管控的應(yīng)有效果。

      現(xiàn)階段中國(guó)在培育規(guī)則意識(shí)方面的具體舉措，不管是駕駛培訓(xùn)、考試，還是交通宣傳、教育，都還未能很好地將嚴(yán)格按基本交通規(guī)則出行作為剛性要求?？v觀路面的交通行為，不靠右行駛、隨意變換車(chē)道、長(zhǎng)期占用超車(chē)道等不當(dāng)駕駛行為或輕微違法行為比比皆是。雖有日漸增多的各類(lèi)交通違法抓拍設(shè)備星羅棋布，但目前的交通違法抓拍更多聚焦在嚴(yán)重交通違法行為方面，對(duì)于違反基本交通規(guī)則的不當(dāng)駕駛行為重視不足。其必然結(jié)果就是交通行為的不確定性降低了交通的可控性和可靠性，智能管控的難度因此大大增加。

      2）交通智能管控需要從服務(wù)機(jī)動(dòng)車(chē)出行轉(zhuǎn)向服務(wù)人的出行。機(jī)動(dòng)化的快速發(fā)展使得交通管控在過(guò)去多年中更多秉承“車(chē)本位”的理念，城市交通越來(lái)越重視對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的管理，越來(lái)越多的資源向機(jī)動(dòng)車(chē)傾斜，例如眾多的道路資源被用來(lái)服務(wù)于機(jī)動(dòng)車(chē)的行駛和停放，而極大地?cái)D壓了非機(jī)動(dòng)車(chē)、步行等的出行空間。同樣，交通智能管控也是圍繞著機(jī)動(dòng)車(chē)管理來(lái)開(kāi)發(fā)的，而在眾多方面忽視了人(出行者)才是出行服務(wù)的根本對(duì)象。數(shù)十年的發(fā)展歷史證明，這種“以車(chē)為本”的城市交通發(fā)展和管理理念永遠(yuǎn)無(wú)法滿足機(jī)動(dòng)化的需求，而以此為指導(dǎo)理念的城市交通智能管控也難以充分發(fā)揮作用。

      當(dāng)然，影響交通智能管控效果發(fā)揮的因素眾多，不僅限于前述部分?？傮w而言，雖然交通智能管控的發(fā)展需要強(qiáng)有力的高新技術(shù)支撐，但當(dāng)交通智能管控的主要興趣點(diǎn)和目標(biāo)過(guò)于集中在新技術(shù)的應(yīng)用，或是一味地追求高新技術(shù)時(shí)，解決問(wèn)題的過(guò)程本身就成了問(wèn)題。

      21世紀(jì)進(jìn)入第三個(gè)10年，中國(guó)城鎮(zhèn)化、機(jī)動(dòng)化都達(dá)到了較高的水平并將繼續(xù)快速提升，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升也使得出行者對(duì)于交通服務(wù)提出更高的要求。城市交通智能管控的發(fā)展需要積極應(yīng)對(duì)城市交通發(fā)展理念和出行模式的變化，更加注重新技術(shù)應(yīng)用所必需的基礎(chǔ)要求、必要條件和客觀環(huán)境。

      未來(lái)中國(guó)城市交通發(fā)展理念將會(huì)從“以車(chē)為本”逐步向“以人為本”過(guò)渡。在交通結(jié)構(gòu)上，需要適度控制小汽車(chē)的保有量和使用量，增大公共交通、非機(jī)動(dòng)車(chē)、步行等可持續(xù)交通方式的比例；在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上，更多的交通用地資源、財(cái)政資源等向可持續(xù)交通方式傾斜；在交通智能管控方面，需要充分重視各類(lèi)可持續(xù)交通方式的需求，在實(shí)際工作中恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用各類(lèi)交通管理設(shè)施等，體現(xiàn)公共交通優(yōu)先、以人為本的可持續(xù)發(fā)展理念。

      其次，隨著信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，城市居民出行將逐步向協(xié)同、共享、預(yù)約的多模式出行演變。城市交通智能管控整體技術(shù)也將更趨于一體化、協(xié)同融合和主動(dòng)誘導(dǎo)，這在近兩年的世界ITS大會(huì)和全球ITS的發(fā)展變化中可見(jiàn)端倪[8]。例如，美國(guó)智能交通系統(tǒng)體系框架的名稱(chēng)已經(jīng)擴(kuò)展為協(xié)同與智能交通(或合作式智能交通系統(tǒng))[9]。同時(shí)，中國(guó)正逐漸起步的預(yù)約式出行和不斷完善拓展的共享交通，與近年在全球交通界漸成共識(shí)的“出行即服務(wù)”(MobilityasaService,MaaS)[10]的交通發(fā)展模式，在5G、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等技術(shù)的驅(qū)動(dòng)和支撐下，將會(huì)日漸成熟，成為城市交通主體，亦將推動(dòng)交通智能管控更快發(fā)展。

      城市交通智能管控效果的發(fā)揮離不開(kāi)交通工程技術(shù)應(yīng)用、交通信息全面精準(zhǔn)采集、交通行為規(guī)則有序等重要基礎(chǔ)，這些方面也反映出城市交通管理乃至整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的科學(xué)化、現(xiàn)代化實(shí)際程度。就這個(gè)角度而言，即使在中國(guó)城市交通智能管控快速發(fā)展20年后的今天，仍然需要打好這些基礎(chǔ)、補(bǔ)齊這些短板。同時(shí)，未來(lái)的交通智能管控應(yīng)充分整合交通管理部門(mén)內(nèi)部秩序、科技、事故、宣傳、勤務(wù)等各機(jī)構(gòu)需求，在打牢前述多方面基礎(chǔ)的前提下，以業(yè)務(wù)需求為驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)高新技術(shù)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。未來(lái)的發(fā)展中，必須充分應(yīng)用交通工程專(zhuān)業(yè)的理論方法，加強(qiáng)對(duì)交通問(wèn)題的理解，以交通工程領(lǐng)域知識(shí)為基礎(chǔ)整合高新技術(shù)，滿足解決交通問(wèn)題的需求，即夯實(shí)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)應(yīng)當(dāng)并重發(fā)展。

      科學(xué)、高效地依托各類(lèi)高新技術(shù)，城市交通智能管控需要從夯實(shí)基礎(chǔ)、系統(tǒng)優(yōu)化、規(guī)則出行、融合發(fā)展等方面入手開(kāi)展工作。

      實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、全面、精細(xì)的交通信息是支撐城市交通智能管控充分發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。目前雖有“互聯(lián)網(wǎng)+”數(shù)據(jù)的不斷豐富、視頻采集數(shù)據(jù)的大量使用，但是能支撐道路交叉口交通信號(hào)配時(shí)方案設(shè)計(jì)、路網(wǎng)交通組織優(yōu)化等方面的精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、特定的基礎(chǔ)交通信息依然非常缺乏。

      未來(lái)一方面要繼續(xù)挖掘現(xiàn)有各類(lèi)交通檢測(cè)信息的充分應(yīng)用，例如利用浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)對(duì)信號(hào)控制優(yōu)化的輔助、在信號(hào)控制中探索應(yīng)用卡口數(shù)據(jù)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等新數(shù)據(jù)源的技術(shù)和方法等。另一方面，必須重新重視和研發(fā)應(yīng)用可靠、有效、高性價(jià)比的交叉口交通信息采集技術(shù)，完善必要的道路交叉口交通流信息采集技術(shù)和設(shè)備。在技術(shù)選型上，需充分考慮技術(shù)可靠性、全天候工作、檢測(cè)精度、維護(hù)方便等特征，而非過(guò)于注重前沿技術(shù)、出于商業(yè)目的等卻忽視技術(shù)的實(shí)效性與成本。線圈、地磁、紅外、超聲波、多目標(biāo)雷達(dá)、視頻等檢測(cè)手段各有優(yōu)勢(shì)和適應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景與檢測(cè)環(huán)境。應(yīng)細(xì)化每一種檢測(cè)手段的技術(shù)規(guī)范、安裝使用要求、調(diào)試維護(hù)規(guī)定，而不應(yīng)一味崇拜技術(shù)先進(jìn)而不計(jì)經(jīng)濟(jì)成本和社會(huì)效益，落得華而不實(shí)的結(jié)局。

      鑒于當(dāng)前道路交通基礎(chǔ)設(shè)施快速建設(shè)等帶來(lái)的交通工程設(shè)施及安全設(shè)施設(shè)置不完善、不科學(xué)等問(wèn)題，在繼續(xù)推進(jìn)交通智能管控的同時(shí)，必須同時(shí)從宏觀和微觀兩個(gè)層面入手，以科學(xué)的交通工程技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)交通組織的系統(tǒng)優(yōu)化。在宏觀層面通過(guò)系統(tǒng)性的交通組織優(yōu)化，結(jié)合城市交通系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展等總體目標(biāo)，科學(xué)合理地分配交通用途的土地資源，以“完整街道”“道路瘦身”等理念為指導(dǎo)，從宏觀上增加公共汽車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)、步行等綠色交通方式的出行空間，引導(dǎo)城市交通結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。從微觀上科學(xué)梳理車(chē)輛、行人等的通行空間，精細(xì)優(yōu)化道路交叉口、路段交通渠化，首先從空間維度充分優(yōu)化道路交通基礎(chǔ)設(shè)施的資源分配，以充分發(fā)揮其基本的通行能力，再融合動(dòng)態(tài)交通信號(hào)控制等智能管控手段，實(shí)現(xiàn)時(shí)空資源的整合優(yōu)化與管控水平的提升。

      過(guò)去20年，中國(guó)眾多大中城市以極快的速度完成了從傳統(tǒng)的以人力為主的出行方式到機(jī)動(dòng)化出行為主的轉(zhuǎn)變。然而，不僅出行者在獲取相應(yīng)駕駛技能的同時(shí)，受困于駕駛培訓(xùn)教育等方面的不足，而且全體交通參與者交通行為的規(guī)范化、機(jī)動(dòng)化社會(huì)下的交通文明出行意識(shí)，特別是嚴(yán)格按交通規(guī)則出行的規(guī)則意識(shí)并未相應(yīng)地形成。在當(dāng)前全社會(huì)文明程度不斷提升的時(shí)期，以規(guī)則意識(shí)為核心的交通文明也需要相應(yīng)地加強(qiáng)和提升。

      未來(lái)需要通過(guò)多種途徑、多種方式的終身交通文明教育方式等，來(lái)不斷提升出行者的交通安全意識(shí)、秩序意識(shí)、守法意識(shí)。例如，系統(tǒng)性的駕駛?cè)伺嘤?xùn)考試、全教育體系下的有效教育，以及嚴(yán)格的路面交通執(zhí)法和有效的道路交通工程技術(shù)設(shè)施的約束與引導(dǎo)等。意識(shí)提升有助于提高出行者對(duì)標(biāo)志、標(biāo)線、信號(hào)燈等的守法率，減少全體出行者交通行為的不確定性(例如隨意變道、加塞、不按規(guī)定行駛、隨意過(guò)街等)，進(jìn)而降低交通系統(tǒng)運(yùn)行的不可控性以形成良好的交通運(yùn)行秩序，以便在一個(gè)擁有高度交通文明程度的環(huán)境中充分發(fā)揮城市交通智能管控的作用。

      目前來(lái)看，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)還沒(méi)有給城市交通智能管控帶來(lái)質(zhì)的變化，整體的實(shí)際效果與龐大的投入、熱切的期待之間明顯不相匹配，一如城市交通大腦在多個(gè)城市的初步實(shí)踐，智能含量還在非常初期的水平上。要想加快這一進(jìn)程，除了前面三點(diǎn)建議工作外，城市交通智能管控還需逐步調(diào)整關(guān)注重心，從支撐執(zhí)法管控為主向支撐管控與服務(wù)并重轉(zhuǎn)變。這里“服務(wù)”的內(nèi)涵既包括面向廣大出行者的出行全過(guò)程服務(wù)，也包括現(xiàn)有交通智能管控與更大范圍的智能交通系統(tǒng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等共享、融合、協(xié)同和集成。具體而言，眾多技術(shù)應(yīng)用需要在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上提升，例如交通信號(hào)控制和城市交通大腦。

      1）交通信號(hào)控制作為城市交通智能管控的核心，下一階段應(yīng)該做好三方面工作。

      首先，下決心由真正的交通工程專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)(而不宜是只擅長(zhǎng)系統(tǒng)集成或所謂的大數(shù)據(jù)應(yīng)用等團(tuán)隊(duì))做好所有道路交叉口(包括主城區(qū)和郊區(qū))的交通渠化、配時(shí)和相位設(shè)計(jì)及協(xié)調(diào)策略設(shè)計(jì)等工作。當(dāng)然，這又首先需要在道路交叉口交通信息采集方面有觀念及技術(shù)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變及突破，此為基礎(chǔ)。

      其次，考慮到數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，交通信號(hào)控制的優(yōu)化需要交通工程師、交通科學(xué)家和數(shù)據(jù)工程師、數(shù)據(jù)科學(xué)家緊密合作以及共同努力方能取得明顯成效。由于交通系統(tǒng)的時(shí)變性、強(qiáng)非線性、不連續(xù)性及不確定性等，現(xiàn)在的控制技術(shù)和單純的數(shù)據(jù)技術(shù)都沒(méi)有辦法很好地求解。信號(hào)控制的有效運(yùn)行需要系統(tǒng)性的頂層設(shè)計(jì)與科學(xué)性的控制策略，而不僅是各類(lèi)不同顆粒度、規(guī)模、精度的交通數(shù)據(jù)加上各種功能服務(wù)器的簡(jiǎn)單堆砌。即使有人工智能等技術(shù)的加持，也離不開(kāi)交通專(zhuān)業(yè)人士的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，只有充分實(shí)現(xiàn)“人-機(jī)”智能的結(jié)合，才能發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢(shì)，此為核心。

      未來(lái)，應(yīng)當(dāng)從城市整體出行規(guī)律、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)特性等層面入手，充分運(yùn)用專(zhuān)家知識(shí)從確定交通信號(hào)控制總體策略開(kāi)始，分區(qū)域、分道路、分交叉口制定因地制宜、因時(shí)制宜的控制策略；結(jié)合控制策略及控制算法的需求，充分整合已有的數(shù)據(jù)并合理設(shè)置必需的檢測(cè)器，從而支撐感應(yīng)控制、自適應(yīng)控制等智能控制的真正實(shí)現(xiàn)，此為關(guān)鍵。

      2）城市交通大腦目前仍處在對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用的初級(jí)理解、側(cè)重各類(lèi)服務(wù)器購(gòu)置的物理大腦建設(shè)階段，距離能精準(zhǔn)及全面地理解、識(shí)讀、判斷、應(yīng)對(duì)等認(rèn)知能力層的智力大腦尚有很大的差距。

      城市交通大腦是中國(guó)科研學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和科學(xué)家將“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)與城市交通的發(fā)展需求緊密結(jié)合、順應(yīng)城市交通管控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和方向的一個(gè)通俗概念，可視為交通智能管控發(fā)展到更高階段的產(chǎn)物，也可以說(shuō)是對(duì)全球城市交通科技發(fā)展的一個(gè)貢獻(xiàn)。城市交通大腦遠(yuǎn)不應(yīng)僅僅是通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)解決交通信號(hào)優(yōu)化、緩解交通擁堵問(wèn)題(雖然實(shí)際上現(xiàn)有的城市交通大腦在這一點(diǎn)上能力也非常有限)，而應(yīng)是可以實(shí)現(xiàn)城市交通事件快速發(fā)現(xiàn)、精準(zhǔn)路面執(zhí)法、及時(shí)預(yù)防事故、有效緩解擁堵、全面交通信息服務(wù)等交通管控服務(wù)的中樞機(jī)構(gòu)。城市交通大腦的下一步發(fā)展建設(shè)除了要不斷加強(qiáng)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)、方案優(yōu)化、輔助決策等方面的功能外，還要注重管理者、運(yùn)營(yíng)者、出行者協(xié)同一體的交通智能管控，更多地通過(guò)良好的信息服務(wù)、出行服務(wù)改變出行需求的特性，從而推動(dòng)城市道路交通實(shí)現(xiàn)有序、安全、高效、綠色的目標(biāo)。

      數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)、人工智能的發(fā)展給傳統(tǒng)的城市交通智能管控帶來(lái)了新的更大的發(fā)展機(jī)遇。同其他一些智能系統(tǒng)相比，以出行者為管理和服務(wù)對(duì)象的城市交通智能管控不是一個(gè)純粹的技術(shù)系統(tǒng)，而應(yīng)當(dāng)以復(fù)雜視角的社會(huì)—技術(shù)系統(tǒng)來(lái)看待，是一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)信息物理系統(tǒng)(Social Cyber-Physical Systems)。在此背景下，將城市交通智能管控過(guò)多寄希望于高新技術(shù)的應(yīng)用能夠自動(dòng)帶來(lái)革命性的成果是不現(xiàn)實(shí)的，未來(lái)的城市交通智能管控還需要繼續(xù)在夯實(shí)基礎(chǔ)、系統(tǒng)優(yōu)化、規(guī)則出行、融合發(fā)展等方面下功夫，既要重視自身科技水平的提升，也要注意外部環(huán)境的優(yōu)化及基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境的優(yōu)化，以期發(fā)揮出更好的作用。