面向長三角一體化的MaaS平臺構(gòu)設(shè)*

茅佳慶 吳志周

(同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室 上海 201804)

出行即服務(wù)(mobility as a service，MaaS)是一種新的運輸服務(wù)理念，它通過深刻理解公眾出行需求，將各種運輸方式整合在統(tǒng)一的服務(wù)體系中，充分利用大數(shù)據(jù)決策，最優(yōu)化地調(diào)配資源、最大限度滿足不同出行需求的一體化出行服務(wù)，并以統(tǒng)一的信息服務(wù)平臺來對外提供出行規(guī)劃、預(yù)定、支付、清分、評價等服務(wù)[1]。David K?nig等[2]結(jié)合不同的MaaS服務(wù)側(cè)重點提出了4種運營商模式。李川鵬等[3]詳細分析了成熟的MaaS平臺Whim。而Amalia Polydoropoulou等[4]結(jié)合多個案例基于商業(yè)模式畫布模型建立通用的MaaS商業(yè)模式雛形，給出了MaaS的基本框架。但是，目前落地的MaaS平臺主要集中在某一種單獨的出行方式，如軌道交通，城市公交等。高德軟件有限公司和北京市交通委員會合作啟動了北京交通綠色出行一體化服務(wù)平臺，是國內(nèi)首個落地實施的一體化出行平臺應(yīng)用，雖然獲得了一定進展，但MaaS平臺仍然局限在單交通方式、局部出行區(qū)域。即使是歐美較為成熟的案例，如Whim等都局限在小范圍的單一城市中，缺少跨區(qū)域出行的城際MaaS建設(shè)研究，國內(nèi)也尚未出現(xiàn)正式的、高度整合MaaS應(yīng)用。“一卡通行”作為MaaS的一大特征，黃藝宇等[5]已經(jīng)對MaaS服務(wù)的電子車票技術(shù)進行了論證。鑒于現(xiàn)有研究對于長三角地區(qū)MaaS實施案例研究尚且空白，結(jié)合長三角地區(qū)一體化上升國家戰(zhàn)略的時代浪潮，本文從長三角地區(qū)一體化出行角度出發(fā)，針對長三角地區(qū)的MaaS平臺，分析出行現(xiàn)狀和需求，并有針對性地搭建出MaaS平臺的整體框架模型，為實際應(yīng)用提供參考。

1 長三角區(qū)域一體化出行

1.1 主要城市出行現(xiàn)狀

目前長三角地區(qū)三大典型城市中的交通出行總需求量大，其中市內(nèi)交通以公共汽車、電車為主，地鐵客運量飛速發(fā)展，城際出行方面鐵路和公路2種方式平分秋色。上海和蘇州仍然是公路運輸占客運主要地位，但隨著鐵路迅猛發(fā)展，公路運輸占比呈逐年下降趨勢，長三角地區(qū)主要城市日均出行量見表1。除了運量之外，各主要交通方式的運營企業(yè)及支付方式見表2。從支付方式來看，目前各個城市都已經(jīng)完成了公交和地鐵之間的支付整合，部分城市的出租車也支持公交卡支付。而網(wǎng)約車則是一個完全獨立的支付系統(tǒng)，目前尚不支持公交卡支付；橫向來看，滴滴和曹操等大型網(wǎng)約車企業(yè)在長三角城市已經(jīng)完成合法入駐。而公共交通系統(tǒng)內(nèi)，2019年12月，滬杭甬等10城軌道交通二維碼地區(qū)率先實現(xiàn)區(qū)域 “互聯(lián)互通”認證。此外，2020年1月1日，“交通聯(lián)合”一卡通在國內(nèi)正式推出，江浙滬積極響應(yīng)，為區(qū)域一體化出行的構(gòu)建奠定又一堅實基礎(chǔ)。

表1 長三角地區(qū)主要城市日均出行量表

表2 長三角地區(qū)主要城市市內(nèi)交通運營情況

綜上，長三角地區(qū)目前的綜合運輸方式正處在持續(xù)優(yōu)化階段，長三角地區(qū)的交通聯(lián)系逐漸緊密。而長三角區(qū)域出行需求越來越大，公共交通，尤其是軌道交通，逐漸取代私人小汽車出行，恰恰符合MaaS理念。高鐵、動車逐漸成為長三角跨城出行的熱門選擇。地鐵逐漸支持日常跨城通勤或市內(nèi)出行，出租車、網(wǎng)約車作為短途出行的補充，共享單車解決最后一公里問題。

1.2 跨城出行現(xiàn)狀

長三角地區(qū)城市聯(lián)系緊密，據(jù)2018年5月部分長三角地區(qū)城市群的出行軌跡顯示，在跨城通勤方面，上海周邊城市與上海已形成一定規(guī)模跨城通勤雙向聯(lián)系。據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)測，折算上海市域跨城通勤人數(shù)約5.7萬人·次。主要跨城通勤聯(lián)系對象有蘇州市、南通市、嘉興市。以 “滬昆同城”為例，2018年，聯(lián)系江蘇昆山到上海的11號線花橋段工作日進出站客流突破6萬乘次，顯示出明顯的都市圈通勤特征和同城化趨勢。此外，南京與滁州、馬鞍山等地的跨城出行需求日益旺盛。

除日常通勤外，節(jié)假出游時，長三角區(qū)域內(nèi)的出行需求明顯高于其他區(qū)域。高德數(shù)據(jù)表明，2018年國慶長假期間長三角地區(qū)城市群之間的跨城出行量占到全國總跨城出行量的14.5%，居國內(nèi)城市群榜首，接近京津冀城市群的3倍。

1.3 一體化出行需求

目前，長三角地區(qū)一體化趨勢強勁，跨行政區(qū)域的出行越來越普遍。但是私人小汽車在這類出行需求當中仍占據(jù)一定份額。主要是各類公共交通之間的信息隔離和復雜的出行規(guī)劃是一大原因，由于無法準確掌握出行時間、出行方式、實時路況，給行程規(guī)劃帶來一定的難度。

因此，本研究針對當前長三角地區(qū)的出行現(xiàn)狀和問題提出面向長三角地區(qū)一體化的MaaS平臺解決方案。

2 MaaS平臺模型

2.1 目標整合對象

MaaS服務(wù)平臺的4個主要利益相關(guān)方是MaaS服務(wù)運營商、用戶、區(qū)域內(nèi)涉及的交通運營商和政府管理部門[6]。此外，還涉及表3中提及的相關(guān)對象，不同利益相關(guān)方與MaaS平臺的業(yè)務(wù)聯(lián)系互不相同，其主要職責及定位見表3。

考慮到滴滴、哈啰等出行平臺同時整合了快車、順風車、拼車、共享單車等多項功能，通過共享單車或共享助力車解決了“最后一公里”問題。而目前城市內(nèi)的磁懸浮已經(jīng)基本整合到地鐵系統(tǒng)當中，城際鐵路作為跨區(qū)域出行的重要方式，也被納入MaaS的目標整合對象當中。介于長三角地區(qū)內(nèi)的航空出行并不普遍，同時航空出行的成本過高，初步的MaaS平臺構(gòu)設(shè)并不包含航空出行。同時，由于鐵路網(wǎng)建設(shè)密度仍然有待提高，對于尚未完成高速鐵路通車的鄰近城市間而言，城際長途客運巴士仍然是出行的關(guān)鍵一環(huán)，因此，考慮接入長途客運，長三角地區(qū)代表性的出行軟件為巴士管家。

綜上，面向長三角地區(qū)可實現(xiàn)的MaaS平臺，目標整合的交通方式有公交、地鐵、出租車、網(wǎng)約車平臺、共享汽車、城際鐵路、長途客運巴士。結(jié)合長三角地區(qū)的交通、信息等實際運營商及相關(guān)部門的情況，總結(jié)目標整合對象見表3。

表3 MaaS利益相關(guān)者職責

2.2 平臺框架

面向長三角一體化構(gòu)建的基于云平臺的MaaS平臺在橫向上分為數(shù)據(jù)源層、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(infrastructure as a service，IaaS)層、平臺服務(wù)(platform as a service，PaaS)層和行業(yè)應(yīng)用層(software as a service，SaaS)。架構(gòu)見圖1所示。這些業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)均依托云計算平臺提供的運行環(huán)境來運行。

圖1 出行即服務(wù)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖

數(shù)據(jù)源層通過采集各服務(wù)商提供的票務(wù)、路網(wǎng)、GNSS數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和手機信令等數(shù)據(jù)，接入云計算平臺，為云計算平臺提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。IaaS基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層整合服務(wù)器計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源，進行統(tǒng)一集中的運營維護和管理。PaaS平臺服務(wù)層的外部支撐平臺包括城市交通的出行方式的運營平臺。應(yīng)用支撐平臺依托基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層，通過開放的架構(gòu)提供共享云計算。構(gòu)建在虛擬服務(wù)器集群之上，把端到端的分布式軟件開發(fā)、部屬、運行環(huán)境以及復雜的應(yīng)用程序托管當作服務(wù)提供給用戶。SaaS應(yīng)用層包括信息服務(wù)、出行規(guī)劃、訂單系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)、信用評價及附加服務(wù)。通過信息整合和處理后，最終面向用戶通過手機APP提供服務(wù)，并向MaaS運營商提供監(jiān)控平臺，可進行實時監(jiān)控和在線調(diào)控[7-8]。

2.3 功能模塊

面向長三角地區(qū)一體化的MaaS平臺具備以下主要功能：向用戶提供一個多式聯(lián)運方案的核心功能、行程信息功能、出行服務(wù)功能及附加功能。因此，初步設(shè)計面向長三角地區(qū)的MaaS平臺界面模塊有：

1) 個人行程助手模塊——動態(tài)信息、路況查詢、MaaS出行規(guī)劃及預(yù)定、呼叫、購買功能。

2) 訂單模塊——行程碼、實時行程顯示、行程動態(tài)與安全監(jiān)測、歷史訂單功能。

3) MaaS錢包模塊——MaaS錢包、支付、出行套餐購買、發(fā)票功能。

4) 其他服務(wù)模塊——服務(wù)質(zhì)量評價、客服及幫助模塊。

3 MaaS平臺關(guān)鍵技術(shù)

3.1 共享交通技術(shù)

共享交通通過提高交通工具利用率對交通工具進行整合再利用的特點與MaaS理念不謀而合。主流網(wǎng)約車企業(yè)滴滴、哈啰不斷進行產(chǎn)業(yè)整合，目前已經(jīng)在各自的體系中整合了快車、拼車、順風車、出租車、共享單車多個模塊，為MaaS平臺的建設(shè)提供了便利。

3.2 數(shù)據(jù)采集、處理和交互技術(shù)

MaaS平臺的搭建和運營過程中，數(shù)據(jù)處于核心地位，本質(zhì)上是數(shù)據(jù)的收集、整合和發(fā)布。海量數(shù)據(jù)需要利用有效的數(shù)據(jù)技術(shù)進行處理，如手機信令、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)定位(global navigation satellite system,GNSS)、圖像技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、多傳感器融合技術(shù)等采集技術(shù)；先進的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)；5G技術(shù)和云計算技術(shù)。

3.3 信息通信技術(shù)一體化

信息通信技術(shù)(information and communications technology，ICT)是又一關(guān)鍵技術(shù)。通過開放的通信體系結(jié)構(gòu)，利用共同數(shù)據(jù)庫集成交通管理、信息技術(shù)及其他服務(wù)，可在數(shù)據(jù)源和應(yīng)用程序之間共享數(shù)據(jù)。

可通過在線接口訪問交通服務(wù)商提供的相關(guān)信息，并整合到一個應(yīng)用程序中。因此需要提供和集成不同的移動數(shù)據(jù)源、開放式數(shù)據(jù)市場與應(yīng)用程序接口(application programming interface，API)，以及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準。

3.4 支付及票務(wù)一體化技術(shù)

平臺一鍵出行的背后是票務(wù)的統(tǒng)一和整合，在一次付款背后需要清分不同的票務(wù)關(guān)系，如乘坐地鐵、鐵路進站時的二維碼生成、MaaS錢包與乘客第三方賬戶的連接、出行賬單的獲取和發(fā)票開具。通過支付一體化技術(shù)使用戶通過一個賬戶進行所有的賬單支付，從而實現(xiàn)MaaS平臺的 “一張卡”、“一個碼”服務(wù)，避免切換多個APP或不同的支付方式。

目前上海公共交通卡可與多個城市互聯(lián)互通，同時可跨交通方式在部分地區(qū)的部分公交、地鐵、出租車等出行方式中進行支付，為長三角地區(qū)的人民生活帶來了極大的便利。因此MaaS平臺最終需要二維碼、NFC手機繳費、手機銀行等多種支付方式，提供交易受理、交易扣款、行程推送、清分結(jié)算，實現(xiàn)一鍵下單、一鍵支付、一碼通行。

3.5 智能決策、規(guī)劃技術(shù)及定制化服務(wù)

隨著路網(wǎng)密度不斷提高，道路信息監(jiān)測手段的多樣化，需要應(yīng)用多源數(shù)據(jù)下的路徑選擇模型和算法提供出行成本最優(yōu)的預(yù)測模型。通過交通路況實時分析、大數(shù)據(jù)分析，對出行做出精準預(yù)測。實現(xiàn)整個交通系統(tǒng)的合理優(yōu)化配置，實現(xiàn)綠色出行，緩解交通擁堵問題。

新興出行方式及各城市出行政策差異要求MaaS平臺通過定制的個性化服務(wù)，生成個性化的出行方式及定制化的出行信息服務(wù)。比如外省市車輛的限行時段、路段信息，未來道路擁堵信息、前方交通事故預(yù)警、未來旅行時間預(yù)測、沿線景點、服務(wù)區(qū)、收費站等信息。

4 結(jié)語

本文通過對長三角地區(qū)的出行需求分析提出面向長三角地區(qū)一體化的MaaS平臺搭建，梳理了平臺涉及到的利益相關(guān)方，提出擬定整合的企業(yè)，并基于云平臺提出了MaaS平臺的基本架構(gòu)。在基本框架的基礎(chǔ)上，充分考慮長三角地區(qū)的交通現(xiàn)狀和一般的MaaS平臺雛形，梳理了MaaS平臺提供的共享交通的賬戶管理、身份認證、票務(wù)支付方式、服務(wù)評價等功能模塊，針對多式聯(lián)運的特點，MaaS還衍生出信息服務(wù)、票價體系、出行規(guī)劃與預(yù)定、票務(wù)清分模塊。由于MaaS平臺在國內(nèi)尚未有成熟的參考案例，且長三角地區(qū)行政區(qū)位劃分復雜、地域廣闊，對MaaS的運營提出了一定的挑戰(zhàn)，長遠來看，MaaS是區(qū)域出行的潮流趨勢，也是學術(shù)界長期的研究熱點，目前，對于MaaS的研究仍舊處在初級階段，通過后期技術(shù)的發(fā)展和平臺的集成，可以先進行城市級的試點，后拓展到區(qū)域性、國家級上來，這需要各個學科的積極合作和深入融合。