楊曉光：國家綜合交通與運輸智能化體系之探

          楊曉光 教授 同濟大學智能交通運輸系統(tǒng)（ITS）研究中心主任 ITS世界

          我國提出“交通強國戰(zhàn)略”，表明國家高度重視交通事業(yè)發(fā)展。這里我想先做個解讀，交通，是人和物的移動，是人類活動世界的“交”（連接）與“通”（通達）。交通包含但不是汽車、列車，也不是道路、軌道、機場，而是幾者的集合，運輸則融于交通之中，重在“運”與“輸”。
交通看上去概念很大，甚至很龐雜，但仔細觀察一下，交通系統(tǒng)又是非常具象的。任何一個交通體系都有六大基本要素——移動主體：人和物；交通工具：比如車輛等；交通設施：比如道路等；通行環(huán)境：比如條件等；通行規(guī)則：比如法規(guī)等；信息交互：比如誘導與信息服務等。
我們以前講交通系統(tǒng)，往往指“人-車-路-環(huán)境”，這個認識要改變了，至少現(xiàn)在要把“物”加進去，還有要講“規(guī)則”，再就是信息。所謂系統(tǒng)，即若干部分相互聯(lián)系、相互作用，形成的具有某些功能的整體。錢學森先生認為：“系統(tǒng)是由相互作用相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的，具有特定功能的有機整體，而且這個有機整體又是它從屬的更大系統(tǒng)的組成部分?！?br>交通運輸系統(tǒng)可歸納為七張網(wǎng)絡所關聯(lián)，包括：需求網(wǎng)、運輸網(wǎng)、設施網(wǎng)、能源網(wǎng)、服務網(wǎng)、管控網(wǎng)，還要有一個治理網(wǎng)。我們知道這幾者不能夠很好耦合，不能很好協(xié)同，交通運輸系統(tǒng)必將是不和諧的?，F(xiàn)在又出現(xiàn)了三張信息網(wǎng)絡：一個是感知網(wǎng)，系統(tǒng)再怎么復雜，其一舉一動皆可以監(jiān)測；還有通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。因此，將原來的七張網(wǎng)整合在一起就變得可能了。

          國家綜合立體交通網(wǎng)

          國家綜合立體交通網(wǎng)為什么提出來，我借用當時研究交通強國戰(zhàn)略時候所形成的一個認識，現(xiàn)代交通+的概念。可以認為，按照交通+的理念、交通跟城市及社會關系，我們國家提出來國家綜合立體交通網(wǎng)，其基本框架為：一個是“四大”，就是四大都市圈；20個左右國際性綜合交通樞紐、80個左右全國性綜合交通樞紐，還有一批是國際性、全國性樞紐港站。這里還有一些基本指標，包括：便捷順暢、經(jīng)濟高效、綠色集約、智能先進、安全可靠。這不是告訴你未來發(fā)展什么樣的，而是告訴你未來怎么能夠建設好它，建設過程當中都有相應的標準要求。

          樞紐和樞紐城市問題

          把交通和城市融合在一起，實現(xiàn)交通運輸與區(qū)域、城市及社會融通發(fā)展，實現(xiàn)智能交通的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、信息化、智能化、一體化。這便是交通樞紐的基本功能。
國家綜合立體交通網(wǎng)它實際上一個是很大的網(wǎng)絡，包括“一帶一路”立體交通網(wǎng)、城際立體交通網(wǎng)絡、城市立體交通網(wǎng)絡等，由此一層層網(wǎng)絡化。要實現(xiàn)這種綜合立體交通網(wǎng)功能的話，樞紐就變得很重要，特別是零換乘問題，包括時間零換乘、空間零換乘、服務零換乘、運能零換乘。其中，服務零換乘，讓你感受到的服務是連續(xù)的；運能零換乘，則是讓貨物集散運輸非常順暢。
          進一步來看城市立體交通網(wǎng)。為什么說有樞紐城市，有港口城市、車站城市等等，都是交通與城市融合的結(jié)果。交通高度集約化、土地集約化，這一點對中國來說特別重要。為什么中國現(xiàn)在發(fā)展高鐵，發(fā)展軌道交通，不僅是我們國家高度重視，更因為我們最適合發(fā)展這種模式。美國為什么高鐵那么少，不是它沒有錢，不是沒有技術，是因為它不是完全需要。

          國家綜合交通智能化問題

          為什么要推進智能化？這是因為，人類特別是對中國來講仍然面臨這樣挑戰(zhàn)——無限增長的社會需求和有限的自然資源供給之間的矛盾。這個矛盾是很難通過增加供給加以滿足的，因此，具體體呈現(xiàn)三大問題：自然環(huán)境問題、社會效率問題和人身安全保障問題。這三個問題都和交通有關系，以前我們基本是靠消耗資源，增加供給來解決的，顯然現(xiàn)在已很困難。世界上一共發(fā)生了四次工業(yè)革命：第一次是機械化，第二次是電氣化，第三次是信息化，第四次工業(yè)革命是智能化。這次智能化對整個人類發(fā)展非常重要，對國家偉大復興也是非常關鍵的。四次工業(yè)革命主要是兩次機器革命，即蒸汽機革命和計算機革命。進一步發(fā)現(xiàn)，原來四次工業(yè)革命很大一部分都是從交通出發(fā)，后又回到交通上來。我們在推進的智能道路交通、智能軌道交通、智能航空交通、船舶交通等是不是還是這兩臺機器之作用。
          中國正在進行創(chuàng)新型國家建設，如“十九大報告”里這樣描述：科技強國、質(zhì)量強國、航天強國、網(wǎng)絡強國、交通強國、數(shù)字中國、智慧社會?！敖煌◤妵睂⑹莿?chuàng)新型國家的重要載體。所以你就不難理解我們國家為什么要提出交通強國戰(zhàn)略。
          “交通強國”最核心的還是智能交通。為什么說是創(chuàng)新性國家的載體，因為它涉及到數(shù)字化、網(wǎng)絡化，還有信息化和智能化等。我們很多城市做了所謂智能交通系統(tǒng)，在我看來基本還是一個高級信息化工程。如果你說那個是智能化的話，就一定要涉及到邏輯判斷、邏輯推理以及智能決策應用。
我注意到今天來參會者有不少是來自企業(yè)界的朋友，大家一定要堅定信心，一開始世界上發(fā)展智能交通的時候，就是把產(chǎn)業(yè)化放在一起考慮的，并不是簡單靠政府財政做這個事兒的。因為智能交通系統(tǒng)里面有很多產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換問題，至少涉及到設備制造業(yè)、軟件集成業(yè)和信息服務業(yè)，未來更多的將會轉(zhuǎn)到信息服務業(yè)上去。值得重視的是，我們國家智能交通這個框架體系應該重構(gòu)，主要原因是我們原來框架體系還是在第一代的智能交通認知基礎之上，基本是模仿美國的ITS-NSA經(jīng)驗來做的。另外，我國智能交通框架體系初步形成于本世紀初，現(xiàn)在已經(jīng)過了20年了。因此，早期的智能交通總體框架，尚不適應“交通強國”、“國家綜合立體交通網(wǎng)”發(fā)展的重大需求；亟須面向重大需求和發(fā)展目標，基于新技術發(fā)展重構(gòu)國家智能交通系統(tǒng)框架體系。國家智能交通系統(tǒng)框架體系為什么要重構(gòu)？因為當今新型科技發(fā)展已經(jīng)形成了物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)技術、人工智能和智能技術等。我們當時構(gòu)建中國智能交通框架體系的時候，這些技術大概只有人工智能，其他技術還沒有被提出或應用。所以，我們有必要針對這樣的一些新技術和重大發(fā)展需求來重構(gòu)我們中國智能交通運輸系統(tǒng)框架體系。怎么弄？這需要集中很多方面的智慧。

          智能交通再發(fā)展問題

          按照習主席講的，“抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來”。我們應進一步踐行國家建設“交通強國”的戰(zhàn)略，落實所確定的2030年 “人便其行，貨暢其流，國惠其昌”；2045年實現(xiàn)“人享其行，物優(yōu)其流，國倚其強”之目標。
          國家綜合立體交通網(wǎng)里面給了多項指標，我們要想辦法通過技術，通過我們具體一些措施加以實現(xiàn)。我大概梳理了一下，應從以下幾個方面注意它的巨大需求：國家綜合可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展問題——賦能創(chuàng)新型國家建設與民族偉大復興；國家綜合治理與綜合管理——智能治理與管理及決策平臺；踐行人享其行與物優(yōu)其流——根治阻塞與低效、低能；高品質(zhì)安全可靠安心出行——智能保障與主動、伴隨服務；數(shù)字網(wǎng)絡-信息智能-產(chǎn)業(yè)——資源共享、科技產(chǎn)業(yè)共生；天地融合全球化智能交通——賦能“一帶一路”發(fā)展，貢獻中國智慧。
智能交通的重大發(fā)展環(huán)境與技術趨勢是智能城市與智能交通及智能社會融合發(fā)展，未來可能很長時間是這三大體系長期協(xié)同發(fā)展。還有一點我們必須認識到，服務科學已經(jīng)被高度認可了，它被認為將是世界經(jīng)濟發(fā)展的核心推動力，我們要想有產(chǎn)業(yè)，沒有服務是不行的，光靠買設備或賣設備是不行的。
          人工智能發(fā)展也是公認的未來一個非常重要的發(fā)展方向，特別是物流和交通運輸領域?qū)⑹芷溆绊懮钸h，未來人工智能會像電一樣無處不在。一方面交通運輸系統(tǒng)是人工智能應用領域，另一方面我們也不要過于神話人工智能。有位人工智能大家的一個比喻很好，他說人工智能就象葡萄干面包里面的葡萄干，核心還是面包。我們搞智能交通也是這樣的，以為里面有計算機，有通信，以為有IT，就能把智能交通搞定了，但就是搞不定，必須高度地重視交通科學與關鍵技術。
          2010年，上海世博會的時候，美國通用公司當時帶過來“車聯(lián)網(wǎng)”、“網(wǎng)聯(lián)城市”的概念，那時候即設想了未來2030的上海交通將會呈現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛，車輛呈現(xiàn)“三化”，亦即小型化、電動化、智能化等等，而且車輛一邊走一邊充電，雖然自己是研究智能交通的，開始還是覺得這個有點太樂觀了，但是仔細看一看我國的交通強國目標、2035年的國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要之后，我相信這是會實現(xiàn)的。
          由于網(wǎng)聯(lián)交通、車路協(xié)同的快速發(fā)展，新一代智能交通是會非常快的進入到我們生活里頭去，未來設施是智能設施，車輛是智能車輛，交通管理和服務必將趨于高品質(zhì)化。多模式一站式出行也是必然的趨勢。今后將會出現(xiàn)定制出行，高速與智能和共享出行等并存，從而實現(xiàn)綜合交通系統(tǒng)最優(yōu)化。
          現(xiàn)在都談MasS，我更認為比MasS更好或者更應該引起重視并發(fā)展的AI-TMaaS，亦即主動智能服務型的交通管理系統(tǒng)，它是把出行鏈、服務鏈和管理鏈結(jié)合起來，只有這樣我們才能真正把新一代交通服務系統(tǒng)做起來。
          我們未來將會實現(xiàn)智能社會、智能城市和智能交通三個體系有機結(jié)合，會實現(xiàn)一圖統(tǒng)管、一圖通管，亦即一座城市或一個區(qū)域一張圖集成管理，到了那個時候，我們將會以“上帝視角”看我們的城市，我們的社會，我們的交通，不再是盲人摸象，相關的決策一定會更加科學化?，F(xiàn)在是信息化的頂峰，智能時代的開始。我們整個社會發(fā)展正進入到一個智慧時代。

          最后總結(jié)三點：

          交通強國是創(chuàng)新型國家建設重要載體，將助力中華民族偉大復興！國家綜合立體交通網(wǎng)發(fā)展是踐行交通強國戰(zhàn)略！我們的愿望——實現(xiàn)中國乃至全人類人享其行、物優(yōu)其流！