产业规模高达上万亿元的智能交通城市运营商可持续吗？

“智能交通运营商”是什么，要干什么，以及为什么需要它？“智能交通运营商”需要建设哪些内容？这些内容需要哪些产品？这些建设内容的先后顺序是什么？建设以后如何具体运营？在智能汽车的路线图已经清晰之后，让我们从智能交通、智能城市的角度看待这一新兴的万亿市场如何布局。

引子：

我曾在《汽车是带轮子上的手机还是带轮子上的局域网》一文中，积极的蹭了李彦宏老师新书《智能交通》的热度。这篇文章厚着脸皮继续蹭他老人家的热度了。

01.划时代的概念创新：“智能交通运营商”

他在第三章《智能交通运营商》中提出了这个开创性的概念。

他写道：“智能交通运营商将统筹建设并运营智能交通基础设施；搭建面向用户的智能交通运营平台，为用户提供更好的体验和服务；同时带动产业链不断突破创新，创造合作共赢的生态；智能交通运营商还要主动承担碳减排的任务，创造绿色出行方式。”

这个概念的提出在交通，至少在道路交通领域是具有划时代的意义的。

他参照电信运营商的模式，为交通基础设施的建设、运营提出了一个可持续的商业模式。并定义了智能交通运营商的四种角色：

一是成为智能交通基础设施建设的驱动者；

二是成为智能交通服务的提供者；

三是成为智能交通产业链的推进者；

四是成为智能交通技术的创新者。

以及建设智能交通运营商的关键参与方：政府和企业。

但是，该章节着重于“智能交通运营商”是什么，要干什么，以及为什么需要他，并没有就“智能交通运营商”需要建设哪些内容？这些内容需要哪些产品？这些建设内容的先后顺序是什么？建设以后如何具体运营，如何实现盈利做出更加细节的阐述。

本文，就以上问题做一些进一步的展开，欢迎同行们加入讨论。

02.智能道路的分级

要讨论什么是智能道路，我们还要回到另一个概念V2X（Vehicle to Everything）。迄今为止V2X的应用分为两个阶段，见下表。

V2X第一阶段应用（图表2）以安全预警、道路信息车内化提示为主，主要的V2X软硬件供应商多少都在某种程度上实现了这些功能（进场支付除外）。然而，第一阶段的应用无论是对购车者的吸引力还是对交通基础设施的投资者来说都缺乏足够的吸引力，并没有产生对交通效率、安全的飞跃式提升。再加上在中国的推进速度过快，产品不稳定，软件bug较多，投入较大等问题，迄今没有出现爆发式的增长。

但是，V2X本身的特性就是能够将道路和车辆之间的数据链打通。要实现交通效率的大幅提高、就需要将道路和车辆的信息，以及对应的功能更加紧密的整合，产生进一步的融合应用。在这样的思路下，V2X提出了第二阶段的应用（图表3）。

可以看到，V2X第二阶段的应用特点是和道路基础设施的结合变得更加紧密，除了协作式车辆编队外，都需要道路基础设施的配合。

值得一提的是，大部分这些V2X应用，已经不是单个的V2X设备可以独立实现的功能。他需要融合车辆、道路上的其他传感器数据，需要对车辆完成控制，需要与交通控制设施联动，甚至需要与个人手机联动。V2X的发展已经向协作式智能交通的系统化集成方向发展。也只有这样才能大幅提高交通效率，产生质的飞跃，从而带动广泛的基础设施投资热潮，和V2X终端设备的大规模安装。

欧盟智能交通的等级划分

欧盟为了让基础设施更好的对自动驾驶进行支持和引导，INFRAMIX2研究项目对道路基础设施进行分级，类似于SAE对自动驾驶车辆等级的划分；即：ISAD（Infrastructure Support levels for Automated Driving）- 支撑自动驾驶能力的基础设施级别。

结合现有技术能力，从上面的表格中我们可以看到，现阶段协作式智能交通的建设目标基本上处于B级水平：协同感知作为项目目标。以此目标就可以分解出现阶段的协作式智能交通的架构和产品形态，指导智能交通的投资和建设。而同期的研发目标，已经向A级水平迈进。V2X第二阶段应用中，无论是协作式车辆变道、协作式车辆汇入、协作式交叉口通行、动态车道管理、场站服务、协作式优先车辆通行、弱势交通参与者的安全通行都需要具备A级动态数字化的基础设施。

从V2X第二阶段应用的定义以及交通智能化等级的定义，我们可以清晰的看到作为“智能交通运营商”，现阶段的建设目标是什么，以及可预见的未来建设方向是什么。

03.智能交通基础设施需要建设哪些内容？

第二章《智能交通的分级》告诉我们，智能交通基础设施建设的目标是什么？可预见的未来方向是什么？本章将会讨论作为“智能交通运营商”基础设施需要建设哪些内容？这些建设内容之间的关系又是什么？

在智能交通分级中，无论是B级数字化基础设施还是A级数字化基础设施，从系统架构的方向来考量，其架构体系是基本一致的。其主要区别是1）基础设施提供的数据是否完善、2）引导算法是否成熟可靠，3）引导信息的标准是否完善和合理，4）部分基础设施的更新，包括软件和可能的硬件性能。

显然，为了实现以上提到的场景，协作式智能交通要求强大的系统集成能力，除去现有的摄像头、交通管理后台、红绿灯控制器、红绿灯后台等，也会带来很多对新设备和配套软件的要求，例如：

1)负责将车辆与基础设施链接起来的V2X OBU、RSU。

2)负责实时交通参与者事件预警的边缘计算设备（MEC）。

3)对这些设备进行远程管理的IOT平台。

4)对交通数据进行存储和挖掘的数据平台。

对这些新设备、平台的掌控，是掌握协作式智能交通的关键（图表5）。

▲智能交通系统架构

此架构基本上可以涵盖所有第一阶段和第二阶段的需要车辆与基础设施配合的场景。

基于以上架构，以交叉口部署为例（图表6），各产品的功能如下。

▲智能交叉口产品罗列图

(一)路侧RSU主要负责与车辆、交通参与者交换信息。

1)从交通信号控制器获取信号周期，并向过往车辆发送。

2)甄别特种车辆、向交通信号控制机发送优先请求信号。

3)收集过往车辆发送的V2X信息，并传递给边缘计算设备。

4)接受边缘计算设备传递来的碰撞、事件预测，并发送给特定过往车辆。

5)可以具备定位交通参与者的功能，或者发送DGPS增强信号（RTK）。

(二)路侧边缘计算设备主要负责实时性强的短期事件、碰撞预警：

1)融合其他传感器目标物与车载V2X目标物，大幅提高目标物各类特性的可信度。

2)依据目标物特性（分类、位置、速度、航向等）实时计算碰撞危险等级、交通事件发生概率。

3)向V2X RSU 或后台发送碰撞、事件预测。

4)实时预测短周期交叉口车流状况，并发送红绿灯后台，供决策参考。

5)将实时交叉口数据整理后发送红绿灯控制器后台、交通数据平台，供决策参考。

(三)交通数据平台主要负责非实时性的交通数据挖掘与市域级交通控制的智能化。

1)分时、分车道数据提取。

2)天气、大型活动等其他变量对各车道交通流的影响建模。

3)市域特种车辆优先通行的整体优化策略。

4)市域路网交通流优化与引导方案。

5)不同条件下（极端天气、大型活动、交通管控）市域各道路的交通流预测与疏解方案

(四)IOT平台主要负责前端设备的管理工作

1)RSU设备的远程诊断、管理、固件的OTA升级。

2)边缘计算设备的远程诊断、管理、固件的OTA升级。

3)市域内RSU、MEC部署情况的可视化。

4)RSU、MEC线下维修要求的发送与管理。

当然，协作式智能交通不仅仅只有交叉口，也有很多其他的部署场景，诸如：

1)在城市各道路以及高速公路的限速、车流状况、危险路段、积水情况、事故情况、道路维修、封闭、天气情况等都应当主动发送给过往车辆。

2)高速公路的收费也可以通过V2X的RSU提供清缴。

3)停车场空闲车位的户外广播；停车场内部的地下定位、空闲车位引导与缴费。

4)加油站位置与排队情况的对外广播；加油站进站引导与自动付费。

5)快餐不停车购买“得来速”的自动缴费。

04.基础设施建设中的产品功能介绍

鉴于以上信息和架构，我们就可以基本上将协作式智能交通涉及的主要产品做出罗列。

(一)已有成熟产业链和市场的产品：

1）摄像头、微波雷达、激光雷达等交通参与者识别传感器

2）水深、雨量、车速等传感器

3）可变情报板

4）红绿灯控制器

5）红绿灯控制器后台

6）交通管理后台（城市道路、城市快速路、高速公路）

7）静态及半动态地图

8）现有交通专网

(二)需要开发或者尚未有成熟产业链和市场的产品：

1）V2X OBU

2）V2X RSU

3）边缘计算MEC

4）IOT平台

5）交通数据平台

6）5G蜂窝公网

7）升级版的交通专网

(三)需要完成的软件开发（不包括车载端）

1）V2X协议栈及其API

2）多源数据下的目标物特性融合

3）防碰撞与交通事件预测算法

4）设备间的接口以及与各类后台间的接口程序

5）短周期、单个路口交通流预测算法

6）交通流各类影响因子的建模

7）中长期市域交通流预测模型

8）各类影响因子或干预下的交通流模型与优化（包括交通信号配时）

9）支付缴费

10）无GNSS信号下的亚米级定位

显然，以上三个分类中，对于已经拥有成熟市场和产品形态的市场，贸然进入，只是徒增竞争对手。而且，成熟产品相对价格稳定、供应稳定且有一定的市场可替代性，因此，可以以采购产品和部分定制化服务（主要是接口开发）为主。

对于，第二和第三类产品、软件，尚没有成熟的市场，产品即使有，也不算成熟，购买获得的产品往往不够成熟，而且，在具体项目中，会出现大量的个性化的各类定制化开发需求。因此，既是从成本角度考虑，也建议以自我开发为主。另外，这其中涉及大量可以筑建行业门槛的核心技术，掌握这些产品和技术有助于公司建立护城河，形成技术壁垒，排除竞争对手，具体论述请见下节。

05.技术突破与产业门槛

协作式智能交通产业链较长、涉及技术多：包括计算机、嵌入式、互联网、物联网、蜂窝网、数据挖掘的所有方面，也涉及地图、传感器、图像分析、虚拟网络、动态均衡等技术，还涉及到交通控制、交通流建模、交通诱导、场站管理等专业；同时行业协同要求非常高：监管部门也比较多，城市交通信号灯、信息系统属于交警管理、高速公路又有自己的信息中心，道路施工、维护属于路政；电子信息产品、通信产品、车载设备又属于不同的监管部门。

依据以上协作式智能交通的复杂特性，结合各个技术、产业的现状，我们依然可以提炼出以下核心技术和行业门槛。

1）芯片技术

核心是高性能处理器、高适应的射频、基带芯片。这是V2X并发能力、传输距离、车辆高速状态下、道路极限拥堵状态下保障可靠性能的基础。但是，因为协作式智能交通不太可能出现超大规模的芯片供货，因此，并不建议涉足该领域。

2）软件算法

除去大数据分析和车载部分，协作式智能交通的核心软件功能是两块。

第一块是数据融合算法。需要将摄像头、激光雷达（如果有的话）、微波雷达（如果有的话）、车载V2X发送出来的自身特性信息，融合在一起，确保对道路上、交叉口内所有交通参与者的感知是最接近现实的。这个算法的好坏直接决定了上层应用的可靠性。

第二块是对感知区域碰撞和交通事件的预测能力。它直接决定了B级智能化基础设施是否能够令最终用户满意，达到商业化的标准。

值得一提的是，虽然实现V2X协议栈的技术门槛不算很高，但是，其合理的API结构和颗粒大小会直接影响上面第一、第二块软件算法的开发复杂度、可靠性和精确度。

3）定位技术

亚米级、分米级的定位精度，和数毫秒级的时间差精度是整个协作式智能交通的基础，是决定成败胜负的关键。这里不仅需要精确的基础设施授时、基础设施提供定位，而且，车载设备上，路侧设备上多源时间的数据融合也是提高精度的重要算法关键。

4）接口适配的积累

接口适配看似难度不大，但是，如同各类汽车CAN总线定义或其他总线定义千姿百态，红绿灯接口定义无论硬件上、软件上、其定义也是种类繁多，各类传感器的输出，摄像头、激光雷达、微波雷达等捕获的目标物的输出也没有标准定义。

这样随着与其他越来越多的设备软硬件接口的适配，滴水成河，接口适配也会逐渐成为一条足够深、足够宽的护城河。

5）数据分析与数据挖掘

当V2X设备规模部署后，其产生的数据量将会是极其惊人的。这个时候，如何将这些交通参与者产生的数据提取出有用的特性，不仅是掌控市域交通实时状况，深度理解城市交通特性，优化路网通行能力、提高路网承载能力的基础，也是运营能否持续、是否能够产生盈利的开端。

▲卷积神经网络（网络图）

数据分析能力的好坏，可以淘汰掉只会花钱建设，却看不到任何收益的竞争者。

6）交通建模与多干扰因子下的最优方案建议

这一技术的使用，是迈向A级基础设施的核心环节。有了各类对交通网络流量影响因子的模型，就可以在市域内对交通流进行基于宏观目标的引导。也就是说，可以在恶劣天气、大型集会、特大交通事故、交通管控等各类预定或者突发事件时，及时的自动给出引导方案，优化、平衡路网负载。

这一技术能力将决定性的提高城市交通管理能力。成为在各类城市协作式智能交通项目中的决定性因素。

7）系统集成能力

我们已经看到，协作式智能交通是一个复杂的信息系统，涉及到大量不同的技术和监管部门。而要完成这样系统性的项目必须有对每个环节都有一些了解的公司来建设或者运营。这本身就构成了相当的行业门槛。

06.“智能交通运营商”的产业容量

我国现有高速公路里程16万公里，各级公路总里程528万公里。一个超大城市市区红绿灯个数大约在数万个，全国总量估计在千万数量级。全国救护车11万辆，消防车2.3万辆，公交车58万辆，全国出租车数量约140万辆，全国卡车数量约1500万辆。

▲中国第一条高速公路沪嘉高速

根据以上数据可以估算：路侧设备的市场容量大约在数千亿元。除去私家车，物流、公交、特种车辆的车载设备市场容量也大约在数千亿人民币。再加上停车场、加油站、服务区等场站项目，以及IOT、交通数据后台的建设。协作式智能交通的总市场容量在大几千亿到上万亿的水平。

当然，产业发展绝不是一蹴而就的，它有个逐渐起飞的过程。

(一)从技术角度说：

V2X网络层标准、一阶段、二阶段场景和相对应的消息层标准都已发布，并且已经有不少厂家将其实现。C-V2X芯片也基本就位。但是，在应用的具体实现上离全完的商用和被最终用户认可还有一定的距离。其主要原因在于：１）上文所列的几项核心技术都未完全达到成熟的水平，不过，距离已经不远；２）系统集成度不够，现有示范区、先导项目都没有搭建完成上文提到的智能交通架构，导致示范项目无法达到预期的使用效果。

(二)从商业环境说：

协作式智能交通的投入主要依靠政府的投入。疫情造成的经济停滞会要求政府增加支出、特别是基础建设投资来带动经济，另一方面，经济停滞造成的政府收入减少会抑制政府扩大开支的能力。这就要求政府不得不更多地考虑基础建设的投资回报比。在投资回报比的压力下，能找到合适商业模式的企业将更加容易胜出。这样就更加增加了“智能交通运营商”这样的商业模式的机会。

考虑到各个方面，本轮的基础设施投资不会出现如08年一般的热潮。但是，适度的加大力度是可以期待的。在传统基础设施日渐饱和，投资收益已经接近为零的情况下，投资向协作式智能交通倾斜的可能性会很高。

以笔者的直观感觉，不计算入传统的交通机电部分，新兴的协作式智能交通的投入在可预见的未来数年内会在十数亿到数十亿左右的数量级上。

当然，棋盘本身是相互的，协作式智能交通本身能否大规模爆发、普及速度有多快，也取决于我们是否能够做出符合最终用户需求、能否为他们所接受的系统及解决方案，以及是否能够寻找到能够持续发展的，有合理投资收益的商业模式。

07.“智能交通运营商”路线图和运营模式

城市级甚至是跨市的协作式智能交通系统的建立肯定不是一蹴而就的。它必然是很多中小项目、中小解决方案在一个城市中的逐渐累加而形成的。同理，IOT平台、数据平台也是一点点积累而来。因此，如何从每一个中小项目的建设中逐渐积累到覆盖全市域范围内的系统就需要一个比较清晰的路线图。而这个路线图完成后如何收回投资，可持续的运营也是在整体计划中必须考虑的重要环节。很显然，现阶段无论哪个公司，无论哪个城市都缺乏这样的路线图、缺乏持续运营的商业模式。

本文提出的可持续商业模式在前文已经略有提及，现在整理如下：

1）以交通大数据作为依托的交通事件责任认定；路网交通流优化；为城市规划、地铁、公交等公共交通规划提供数据支持；为大型事件（如体育赛事、庆典）、道路封控提供交通预案等产生的收入

2）停车场缴费、高速缴费、加油站缴费、快餐店缴费的渠道提成

3）提供市域范围内的亚米级、分米级定位的服务收入

4）边缘计算设备在夜晚（低交通流）时，算力出售的收入。

5）加油站、小卖部、快餐店、停车场等推送服务的广告收入。

6）对于私家车、公交、出租车、消防、救护等特种车辆提供道路动态信息应作为道路基础设施服务免费提供。

显然，以上商业模式的建立，需要完善的基础设施覆盖和车辆端的高渗透率。如何达到这样完善的基础设施覆盖就需要一个合理的路线图。

本文提出的路线图如下：

能够覆盖几乎整个城市道路，却走固定线路的车辆种类不多，一般只有公交和拥有特定用户的物流车，例如向某连锁商超运货的中小型物流车。这些车辆有着固定的线路，基础设施只要覆盖固定线路沿线就可以产生部分的预期效果。之后逐条线路推广，最终就会覆盖全市的大部范围。然后，只要再安装覆盖那些还没有被覆盖的一小部分，就可以实现全市域的覆盖。全市域覆盖后，就可以向一般都在城市范围内运营的特种车辆、出租车和部分私家车销售安装，进而达到基础设施全市覆盖、车端高渗透率，成为上文提及的商业模式的基础。

▲邯郸市公交专用道

现总结路线图如下：

第一步：改装一条公交线路上的基础设施，播发定位增强信号，提供限速、危险路段、公交专用道、天气、路况信息、事故信息等信息服务。改装该线路上红绿灯控制器，结合交通流算法，在交叉口实现公交相位优先功能（即在一定条件下，向公交提供绿灯优先权，可使交叉口通过的人数最大化，而不是车辆数）。同时改装该条公交线路的所有公交车。

第二步：以此类推，改装其他公交线路。

第三步：改装部分固定线路物流车和其所经过的线路。当大型物流车在交叉口不为首车时，可以提高该交叉口、相对应路段的通行能力和车速。

第四步，随着以上三步的迭代，基础设施的覆盖就会逐渐向全市范围扩展。此时就可以开启第四步，向出租车、消防、救护等特种车辆渗透。当然这些车辆都有着自己的行业属性，在具体项目中也会产生很多特定的需求。可以依托已有的基础设施，为他们特定的需求做相应的项目开发和对接。

第五步，向私家车安装相应的车载端。

以上头三步，因为基础设施不全，受益方又多为公共方（如路段交通的改善和车速的提高），其投资因以政府投入为主。第四步，除去出租车外，其他车辆也多是公共服务，其投入可能是以相对应的政府主管部门加运营实体合作的方式。但，此时的基础设施已经基本覆盖完毕，所投主要还是在建立适应其业务要求的解决方案。第五步的私家车，显然会分为前装和后装两部分，在此就不纳入本文了。

完成以上步骤后，就可以进入运营阶段，当然，这其中投入和产出比，收回投资的时长都需要做进一步精确的计算。这里仅提供一个可行的思路。

08.写在最后

本文依托李彦宏老师提出的“智能交通运营商”的商业模式思路，结合V2X应用定义和欧盟智能交通等级划分标准，简要的阐述了现阶段智能交通基础建设的目标、建设内容、产品定义、以及技术攻关和产业门槛。最后，笔者结合我国基础建设的实际情况和协作式智能交通的本身特点提出了一套“智能交通运营商”路线图和运营模式，以期补足李老师在其《智能交通》一书中因篇幅限制，而无法详细展开说明的遗憾。也借此短文，作为引子，希望能引起行业内更加广泛的讨论。