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    当我们在谈论新一代智能交通系统时,我们在谈论什么

    2018-11-27 09:12:30 来源:its114.com 作者: 董海龙 评论:
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    11月初,2018中国智能交通年会在天津盛大举行,与往届相比,除了影响力大、规格高、权威性强等特点外,议程拉长,议题更多,参与人数也更多。

    实际上,这两年的智能交通、智能汽车两大领域的行业交流活动繁多,从行业组织、媒体到地方政府,再加上阿里巴巴、华为、百度、腾讯、海康威视等大型企业组织的合作伙伴大会、开发者大会等,都将年会上不少内容给提前剧透了。即便如此,也没有哪一个行业交流活动有如此高规格,能够横跨产学研不同领域,能够将几乎所有行业内近年所有热点都囊括在内(论坛与沙龙)……

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    尽管不少内容,我们在不同场合或者媒体上听过,也有非常多的分论坛、技术沙龙没有去学习,但仍然收获到了很多,尤其是本次大会开幕式上的唯一一个主旨报告——《构建新一代智能交通系统的探索与思考》,由北京理工大学校长、中国工程院院士张军代原定出席的科技部副部长、中国工程院院士黄卫进行演讲分享,洪钟大吕,高屋建瓴,受益很多。

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    在2017年,国家ITS中心首席科学家王笑京就在不同场合就《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》有关ITS部分进行解读,主题就是《国家新一代智能交通框架与部署》。张军院士在演讲中也提到,中国工程院与交通运输部联合向国务院提交了一个交通强国实施纲要,就包括智能交通。

    那么到底什么是新一代智能交通系统?我们在谈论新一代智能交通系统时,是在谈论什么?ITS114从自己对新一代智能交通系统的理解开始,抛砖引玉,与大家分享。

    为什么会有新一代智能交通系统?

    这个可能有很多原因,总的来说就是旧的系统,不能再适应新的需求、新的技术融合。旧的系统我们都知道,交管、运输、汽车、停车、道路等等相互独立发展,在各自领域已经取得了很好的信息化成就,但面对新的技术、新的需求、新的趋势时,可能这种各自为营的发展模式就不再适应了。可能就需要打散重来,搭建新的系统架构,重新规划,重新建设。

    那么新的技术、新的需求、新的趋势是什么?

    新的技术是什么?         

    ITS114认为,新的技术主要包括人工智能、大数据、车路协同/智能驾驶、5G等等,综合来说,就是感知技术、计算能力、类脑决策等技术的提升,为搭建新的系统架构提供了基础。

    现阶段主要的变化在于计算能力的提高,让交通大脑在局部或者部分领域得以实现,挑战主要来于数据的结构化汇聚、数据之间的关联分析等。而最大的挑战应该是自动驾驶、车路协同的逐步实现,对现有交通系统的影响。在本次大会上,不仅有新一代智能交通系统的表达,也有新一代车路协同系统、新一代交通集成指挥平台、新一代交通信号控制系统等概念性的阐述。对于传统的智能交通而言,引入的最大变量应该是车路协同技术,这将深远的的影响智能交通系统发展。理论上通过车路协同+传统ITS系统+移动互联网等,就可以实现全时段全要素的全感知,加上超级计算平台,实现从被动管理到主动管理、主动服务,对传统的智能交通子系统带来较大的改观或者说颠覆。比如说现在就有人在讨论,未来交通是否还需要信号控制系统,是否还需要路面交通诱导设备,是否还需要那么多的交通视频监控设备等等,虽然为时尚早,但可以做理论上的研究。

    作为阶段性的发展重点,车路协同与传统智能交通的结合,已经有很多人在研究,清华大学李萌副教授提出的路基云控平台,易华录、电科智能、上海智能交通公司等,在一些测试示范园区参与了类似平台建设;重庆攸亮科技、上海骏码交通等信号机厂家积极调通信号机与V2X之间的协议;阿里集团则在杭绍甬高速试点车路协同,综合路侧设备已经有了原型,从而打造智慧高速;更不用说车路协同对于汽车本身以及车载信息服务带来的改变。ITS114每半个月会在国际智能交通网翻译最近的全球行业动态,有一个倾向很明显,即有关V2X的内容, 成为最近一年来,国际上技术革新、产品更新的热点,尤其是V2X与汽车、非机动车、道路设施之间的各种融合。车路协同的出现,直接让一些智能交通子系统升级到下一代,这是一个很重要的变化,自动驾驶也许会很多年才有阶段性成果,但车路协同,车车通信,应该离我们不远了。

    新的需求是什么?

    传统的交通需求是快捷、便利、安全,这三个永恒的主题,实际上在人类发展的任何阶段,这三个主题都不会发生改变,主要的技术和服务都为这三个主题提供支撑。但在这三个主题之外,产生了越来越多的个性化出行需求,在原有的快捷、便利方面的诉求更为强烈,解决有限的道路供给和不断增长的高端出行需求之间的矛盾,也就成下一阶段要解决的问题。出行服务的提供模式会发生改变,事实上正在发生变化,网约车、定制公交、共享单车、分时租赁等,尤其是传统汽车厂商,比如吉利、上汽、福特等,都推出了自己的网约车服务。简单概括,就是智慧出行会成为整个交通行业的推动力量。

    此外,由于物流大发展,对于多式联运的需求也越来越强烈,不同交通载具之间的货物转运实现无缝对接,港口、铁路、物流园、高速公路以及转运中心等环节之间的快速直达,货物转运场站的自动化作业等。

    新的趋势是什么?

    新的趋势,其实就是由前两者推动带来的跨界融合,比如汽车与传统交通管控的融合,道路建设、运营与车载信息服务运营的融合,以及跨地区、跨部门的融合,前者很容易理解,后者正成为趋势,比如路政(治超)与交警,运管(重点车辆管控)与交警,城市规划、交通规划与交通基建、交通信息化等等。

    此外还有一个很重要的融合,以智慧出行为核心,交通管理系统、交通工具、出行方式、出行信息服务、支付方式等等不同领域在智慧出行需求推动下进行融合,不管是欧洲提出来的“交通管理即服务(TMaaS)”,还是“预约出行、有序出行”,都是基于这种融合而提出的概念。



    新一代智能交通体系具有什么特点?

    北京交通发展研究院院长郭继孚在演讲中有两个说法让人印象深刻,一是他建议组织力量开发一个城市级交通特征分析的超级计算平台或者城市级交通仿真平台,以便支撑那些影响全局的政府决策,以及支撑第二个让人印象深刻的说法——预约出行系统。前者也许只是需要更大、更高效的超级计算平台,后者则需要更多的探索,做到预约出行,就是做到出行需求提前被获悉,要做到供需有序、供需整体平衡。

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    现在都强调交通大脑实现前提是大数据汇聚全景感知。强调全方位数据的运用,对细化到个体的数据进行融合分析,对交通要素实现全面感知。什么是全景感知?在本人2018年初写的《未来交通,可预测的需求,难预测的变化》设想过,未来很可能所有交通设施、道路、运载工具、事件、交通参与者都将被数字化、电子化,布设大量的交通感知和边缘处理设备,加上超级计算平台,可能就可以实现彻底的全面感知。数字化就必然需要安全,汽车电子标识可以用于智能驾驶车了的法定电子身份,那么路侧设施的电子身份如何确保不被篡改,不会被黑客攻破写入病毒或者其他,这也是未来实现全景感知的必备前提,毕竟安全才是最大的需求。

    电科智能在今年正式推出“智慧路口”产品,通过多种检测器的数据采集来感知整个路口的交通状态,为交通信号和交通组织提供决策依据。路口可以视为比较重要的神经元,路口的交通事件往往可能影响局部交通甚至全局交通,让路口这个神经元快速感知、智慧运行,是支持全景感知的重要组成部分。海康威视、高新兴推出的AR云图/云防,实际上也是全景感知的另一种呈现形式,而且是更为直接的可视化形式,从全局到细分场景,全视频,自动检测和预警推送。

    以上两种形式都是对全景感知的局部体现,呼应着未来。

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    当所有要素都被数字化、电子化之后,一个统一的数据资源池,也就成为必需的了。公安部交通管理科学研究所提出的新一代智能交通管理系统架构,其重要组成部分就是统一的数据资源池,汇集交管、公安、其他政府单位、互联网企业数据等,统一数据接口,统一服务接口,然后各部门在统一数据资源池上定制开发。引申到下一代城市智能交通系统,未来很可能将TOCC与智能交通管理系统两大平台所汇聚的数据池合并为一个大的数据资源池,为交通管理、运输管理、公共交通、共享交通等开放数据接口,将交通管理与出行服务都放到一个平台上,从而支持预约出行、智慧出行。

    建设统一的数据资源池,现阶段会进一步促进智能视频分析技术的发展,因为智能交通、城市管理越来越多的依赖视频监控,而在在相当长的一段时间内不会发生重大变化。智能视频在前端、后端尽可能的实现结构化处理,最基本的是车牌识别和车辆特征识别,慢慢的会将人脸识别、行为识别、状态识别、事件识别等等都纳入进来。来自公安、交管的需求,会快速推动智能视频技术的AI化发展,像人眼人脑一样感知和判断。

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    现阶段的交通管理、运输管理依然是被动式的,系统依然无法获知出行者的出行需求,从而适应出行者,对系统运行做出改变。在张军院士的演讲中就提到,未来交通应该是系统适应人,而不是像今天这样,人来适应系统,所有航班、列车、公交都是固定的,大部分信号是固定配时,诱导信息也是面向全局而非个性化……当然,对于提前获知出行者的出行需求,目前并没有更好的解决方案。但是现在可以根据历史数据,引入天气、节假日、事件等变量,来做出行预测,只是这种预测比较粗放,也无法实时反应出行需求。

    要做到系统适应人,类似“预约出行”这样提前获知出行需求,预判整体出行需求,从而让系统在一定程度上为人的出行做调整。实际上,现在的定制公交、自适应信号灯、个性化诱导、共享单车、分时租赁等,都在体现了未来交通的一些特点。这种特点会在随后一段时间内,继续被强化。未来或许在MaaS等一站式出行平台、智慧出行助手APP、车载大脑的帮助下,进一步精确个体的出行需求。从而让“人”这个交通运行中的最不可预测的变量,逐步变得可预测。

    新一代智能交通系统的演进路径



    根据黄卫院士/张军院士的演讲,我们目前所处的阶段是交通信息化阶段,并正在向网联化阶段发展,再下一阶段就是协同化阶段、自动化阶段,最高阶是自主交通阶段。

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    脱离阶段谈未来,容易造成观点上的冲突,概念上的混淆。但阶段划分本身也存在分歧,不是说院士提出来这个分阶段就完全正确,但在没有更好的划分依据前,可以遵照这个阶段来解读未来交通,来判断智能交通的未来发展走向。

    现阶段的主要任务还是推进车路协同、主动安全防控技术的落地,尤其是前者,是一个需要很大投资才能形成产业化,而且需要探索商业模式的领域,政府企业出行者都受益的大型系统,前期需要政府推动、投资,但可持续性运营必须要找到合理的商业模式。主动安全防控技术则主要为机动车单车自动驾驶奠定基础,虽然现阶段主要在营运车辆上实施,而且基本上是单目设备,但也可以支撑这些研发企业在初始阶段完成造血功能,并积累数据、人才以及丰富应用场景,单车自动驾驶和车路协同必然是同时行进的,而不是非此即彼。

    推进车路协同,势必会与传统的交通系统、车辆带来改变,这种改变应该是未来几年行业创新发展的主要内容。

    唯一的问题就在于阶段的时间节点,可能会有较大分歧,就个人来看,再过50年,自主交通也未必能实现。理想化的自动化阶段,完全的自主交通,绝大部分运载工具都实现自动驾驶,路侧设施高度智能化,管控与决策高度智能化。

    当然理想总是要有的,万一提前实现了呢?就像郭继孚院长说的,有序出行不是梦,但还得梦一段时间!



    最后想说的是,我国智能交通发展存在地区间的较大差距,经济发达城市正在迈向新一代智能交通系统建设阶段,而大部分城市,依然处于完善外场设备、挖掘现有系统潜力的阶段。同时,不同地区的管理者,对于智能交通系统的理解、功能也存在差异,专业人才稀少,跨部门、跨领域合作欠缺,这就决定了我国智能交通系统应用发展会存在多阶段同时进行的情况,但对于一些欠发达地区而言,后发居上反倒更有可能。

    冬天来了,春天也不远了。



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