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1 智慧交通與智慧城市

探討“智能”與“智慧”的思辨關(guān)系，預(yù)測(cè)智慧交通、智慧城市的發(fā)展方向，建設(shè)理想的智慧交通、智慧城市體系。

“Smart Engineering”中的“Smart”，其實(shí)并不等于智慧，“Smart Engineering”也不等于智慧工程?！爸腔邸钡闹形囊馑际歉鶕?jù)人的理解和經(jīng)驗(yàn)作出更好和更準(zhǔn)確判斷的能力，智慧應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于“Smart”。

智慧與智能

各個(gè)國(guó)家都在建造智慧城市，應(yīng)該要明確定義，目前只能做到智能，而不是智慧。智慧城市是從英文“Smart City”翻譯過(guò)來(lái)的，如果要建設(shè)智慧城市就需要建設(shè)智慧交通?！爸腔邸北取爸悄堋备咭粚哟危腔劢煌ㄅc智能交通不是同樣的事物，智慧城市也不等于智能城市。智能城市是根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)機(jī)器，在不同情況下做我們認(rèn)為應(yīng)該做的事情。智慧城市是把我們做人做事的原則，教導(dǎo)機(jī)器去考慮和決定在不同環(huán)境下應(yīng)該做什么事情。智能城市是千篇一律的，智慧城市是和人一樣隨機(jī)應(yīng)變的。有兩個(gè)詞也是不同的：“指導(dǎo)”與“教導(dǎo)”，指導(dǎo)與教導(dǎo)有不同的含義。把智慧灌輸?shù)綑C(jī)器里不一定是好事情，有一天機(jī)器不聽(tīng)話怎么辦？其實(shí)這也是人們一直以來(lái)不放心的事情。

機(jī)器有自己的腦子，就等于我們教導(dǎo)我們的孩子。所謂十年樹(shù)木、百年樹(shù)人，孩子長(zhǎng)大了是怎么樣一個(gè)人，我們沒(méi)有辦法預(yù)測(cè)。假如孩子不聽(tīng)話，問(wèn)題不大；假如機(jī)器不聽(tīng)話，后果很嚴(yán)重。

鄧文中，美國(guó)國(guó)家工程院院士、中國(guó)工程院外籍院士，40多年來(lái)一直從事結(jié)構(gòu)工程工作。1965年獲得德國(guó)達(dá)姆城工業(yè)大學(xué)的工學(xué)博士學(xué)位，除此之外，還擁有名譽(yù)文學(xué)博士和名譽(yù)建筑師等學(xué)位，是13所大學(xué)的名譽(yù)教授和重慶市榮譽(yù)市民。他設(shè)計(jì)的100多座大橋遍布世界各地，有“鄧文中橋梁永不日落”之說(shuō)。

智慧工程從何而來(lái)

智慧工程的智慧從哪里來(lái)？城市本身只是一堆建筑材料，沒(méi)有智慧。要建設(shè)智慧城市，必須把人工智慧灌輸?shù)匠鞘邢到y(tǒng)中，這一過(guò)程就是智慧工程。

2016年，美國(guó)頒布了無(wú)人駕駛的新政，新政最大特點(diǎn)是政策制定部門(mén)將更多參與到汽車售前研發(fā)工作。

智慧工程的歷史可以追溯到2008年，IBM總裁Sam Palmisano提出了“Smarter Planet（更智慧的地球）”倡議；2010年提出了“Decade of Smart（智慧十年）”；2011年提出“Smarter Computing（更智慧的計(jì)算）”理念，以此支撐更智慧的地球的發(fā)展。這里有一個(gè)“更”字，“更智慧的地球”與“智慧地球”是不同的，“更智慧的城市”與“智慧城市”也不同，建造一座“更”智慧的城市很容易，建造一座智慧城市就困難多了。因?yàn)椤案弊质潜容^，一座完全沒(méi)有智慧的城市增加了一點(diǎn)智慧，它就變得“更”智慧了。如果一座城市只有一點(diǎn)智慧，還算不上一座“智慧城市”。智慧有什么用？一個(gè)人的智慧是用來(lái)管理一個(gè)人的行為，那么一個(gè)城市的智慧就是用來(lái)管理一個(gè)城市的行為，包括通信、交通、衛(wèi)生、環(huán)保、教育、醫(yī)療等。

智慧城市之辨

城市是一個(gè)沒(méi)有生命的載體，本身沒(méi)有智慧，假如說(shuō)哪座城市有智慧的話，這個(gè)智慧必定是由人類賦予的。那么，人是世界上最具智慧的動(dòng)物，但是每一個(gè)人的智慧很有限；人因?yàn)橛兄腔劢y(tǒng)治了世界，但人的壽命是有限的，一個(gè)人一生中積聚的智慧也是有限的。如果我們把每個(gè)人的智慧存儲(chǔ)起來(lái)，疊加在一起就是無(wú)限的。從前用的是書(shū)籍，把每個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)積累記錄下來(lái)，后人可以有更高的起點(diǎn)?，F(xiàn)在用的是電腦，發(fā)明了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等不同的工具，幫助人們把知識(shí)和智慧融合起來(lái)，這就是“智慧”的來(lái)源。

這里有4個(gè)不可或缺的支柱：一是電子設(shè)備，即所有的電子機(jī)械；二是電子設(shè)備+衛(wèi)星，即互聯(lián)網(wǎng)；三是電子設(shè)備+衛(wèi)星+互聯(lián)網(wǎng)，即物聯(lián)網(wǎng)；四是電子設(shè)備+互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)，即城市智慧的載體。通過(guò)最恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)作程序，就得出了我們認(rèn)為的“智慧城市”。

運(yùn)作程序是什么？就是人工智能。人工智能讓我們指導(dǎo)機(jī)器做不同的事情，這項(xiàng)工作就是“智能工程”。同樣，把智慧灌輸?shù)綑C(jī)器里，就成了“智慧工程”。每座城市都涉及通信、交通、衛(wèi)生、環(huán)保等服務(wù)，存在不同需求，所以，要建造一座“智慧城市”，必然要建設(shè)智慧通信、智慧交通、智慧衛(wèi)生、智慧環(huán)保等不同的子系統(tǒng)。在一座“智慧城市”里，我們必須把每一個(gè)子系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)智慧的管理系統(tǒng)。這是一項(xiàng)相當(dāng)大的工程，目前還沒(méi)有能夠真正實(shí)現(xiàn)的城市?，F(xiàn)在世界上那些所謂的“智慧城市”，都是在某一個(gè)或者某幾個(gè)子系統(tǒng)里灌輸了人工智能。由于發(fā)展的重點(diǎn)不同，出現(xiàn)了許多不同的子系統(tǒng)，也發(fā)展出不同版本的“智慧城市”。

在30年前建造一座“智慧城市”，肯定與今天的“智慧城市”不同。那么，今天要建造一座“智慧城市”，30年后還有用嗎？橋梁的設(shè)計(jì)壽命通常是100年，一座城市的設(shè)計(jì)壽命絕對(duì)不止100年?，F(xiàn)在，很多人聚焦雄安新區(qū)，認(rèn)為雄安的發(fā)展應(yīng)該是千年大計(jì)，但是我們對(duì)于1000年后世界的變化又知道多少？有誰(shuí)可以預(yù)測(cè)往后100年里的世界是什么樣子？1000年更不必說(shuō)。當(dāng)人們回看，1000年前的城市，并非不可思議的，但假如我們展望未來(lái)，100年后的城市，今天絕對(duì)沒(méi)法想象。高性能的電子設(shè)備讓機(jī)器高效地幫助人們工作，我們把人類智慧累積起來(lái)灌輸給機(jī)器，機(jī)器就可以做很多我們難以做到的事情。

一座城市需要通信、交通、衛(wèi)生、環(huán)保等服務(wù)，利用人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等，我們可以建立一個(gè)個(gè)子系統(tǒng)，幫助人們管理一座城市。但是，我們管理城市的目的是什么？這些事情的目的都是為了讓“人”能更舒適地生活。為此，有兩個(gè)很重要的“人”的變數(shù)：將來(lái)城市里的人對(duì)生活的需求是什么？將來(lái)城市里的人口數(shù)量有多少？

人的生活大大改變，“智慧城市”的定義和目標(biāo)必須一同改變，50年前的“智慧城市”與今天的“智慧城市”截然不同。我們?cè)鯓幽眠^(guò)去積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)服務(wù)未來(lái)社會(huì)，這是很大的問(wèn)題。

一座城市的人口是智慧城市設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。目前，比較先進(jìn)的“智慧城市”是哥本哈根、蘇黎世、斯德哥爾摩等人口穩(wěn)定的城市。但是，中國(guó)的城市人口基數(shù)變化太快，很可能突然之間所有計(jì)劃都不對(duì)了。交通研究者都深有體會(huì)，人口增長(zhǎng)是很大的問(wèn)題。2014年世界人口是71.5億，未來(lái)怎么辦？假如世界人口的年增長(zhǎng)率是每年0.5%，那500年后是什么樣？500年后的人口數(shù)量很可能就是今天的12倍。那么這12倍的人口如何生活？事實(shí)上，今天的人口增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.5%，目前世界人口真正的增長(zhǎng)率是1.2%，500年后地球人口將是今天的392.27倍。大家可能連站的地方都沒(méi)有。

建設(shè)“智慧城市”的目的是讓“人”更舒適地生活。在這個(gè)快速變化的世界，我們有什么辦法可以預(yù)測(cè)未來(lái)“人”的需求？未來(lái)會(huì)有多少人？現(xiàn)在創(chuàng)造的智慧城市、綠色建筑、綠色公路等，這些研究都是以過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，是已經(jīng)發(fā)生過(guò)的事情。那么假如有顛覆性的理念出現(xiàn)，我們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)？

“智慧城市”必須提供多樣化的交通模式供人們選擇，這些交通模式必須由數(shù)據(jù)和技術(shù)支持，達(dá)到高效、安全和可持續(xù)性。今天的智能交通其實(shí)只是數(shù)據(jù)的整合，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的管理。假如我們有會(huì)飛的汽車，那么智能交通的管理對(duì)象又變得不同了，安保方式也會(huì)不一樣。那么，假如有一天人也可以在天上“飛”該怎么辦？這并不是遙遠(yuǎn)的將來(lái)。

2 自動(dòng)化交通的未來(lái)

介紹ITS的發(fā)展方向，關(guān)注自動(dòng)駕駛技術(shù)的分級(jí)，構(gòu)建車路互聯(lián)系統(tǒng)。

到底智慧是什么意思？美國(guó)做智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport System，簡(jiǎn)稱ITS）的時(shí)候，其實(shí)并沒(méi)有想過(guò)所謂的智慧交通、智慧城市、智慧工程，也根本沒(méi)有想過(guò)未來(lái)世界是什么樣的，考慮的只是怎樣做智慧型、智能型的交通工具、出行方式。美國(guó)交通部 (US Department of Transportation，簡(jiǎn)稱DOT) 認(rèn)為，ITS工程師應(yīng)當(dāng)思考更多方面，甚至應(yīng)該考慮改變ITS這個(gè)名字。我們?cè)谌蜷_(kāi)展了多個(gè)項(xiàng)目之后發(fā)現(xiàn)，亞洲已是ITS技術(shù)和市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的地區(qū)，美國(guó)也是很重要的組成部分，ITS美國(guó)要跟亞洲國(guó)家一同做未來(lái)的智慧交通。

邁克·沃肯（Michael Walton），美國(guó)工程院院士、德州大學(xué)奧斯丁分校教授；任美國(guó)道路建筑委員會(huì)的主席，美國(guó)I T S執(zhí)行副主席，同時(shí)也是ACCE美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)分會(huì)的主席。

ITS與智慧交通

縱觀全球的ITS，世界上各個(gè)區(qū)域、各個(gè)地區(qū)驅(qū)動(dòng)力不同，為什么要建立智慧型、智能型的交通系統(tǒng)，不同地方原因不同。在歐洲，他們的經(jīng)驗(yàn)是原來(lái)的OEM，數(shù)字交通。亞洲已經(jīng)不像以前那樣僅僅是一座制造工廠，現(xiàn)在中國(guó)政府、亞洲其他國(guó)家的政府更加重視創(chuàng)新和智慧。美國(guó)ITS主要的驅(qū)動(dòng)力量或者運(yùn)營(yíng)力量是美國(guó)交通部，但是交通部并沒(méi)有像人們期待的那樣，發(fā)展美國(guó)的道路交通。在世界各個(gè)國(guó)家的ITS項(xiàng)目之下，形成了各種不同的國(guó)際會(huì)議或論壇，開(kāi)展了非常卓有成效的討論和意見(jiàn)的分享。現(xiàn)在世界上主要的經(jīng)濟(jì)體國(guó)家，不管是制造業(yè)為主的國(guó)家，還是以創(chuàng)新或者創(chuàng)新發(fā)明突破為重點(diǎn)的國(guó)家，都非常重視道路交通。

我們?yōu)槭裁聪Ｍ⒅悄芙煌ǎ烤褪窍胗靡豁?xiàng)技術(shù)進(jìn)入全球的視野，因?yàn)楝F(xiàn)在我們面臨很多問(wèn)題，并試圖解決這些問(wèn)題。目前，道路交通事故造成很多人員傷亡，不管在美國(guó)還是其他的地方，應(yīng)該通過(guò)一些智能系統(tǒng)來(lái)減少傷亡。1980年以來(lái)，美國(guó)交通部為了推進(jìn)ITS，出臺(tái)了很多計(jì)劃，而且每隔幾年都會(huì)更新，也出現(xiàn)了一些成功案例。美國(guó)的ITS在技術(shù)方面有非常多的發(fā)展和變化，比如傳感器的發(fā)展，不同的傳感器能幫助人們做不同的事情，現(xiàn)在的技術(shù)通過(guò)車輛傳感器給人們傳達(dá)更多信息。

自動(dòng)駕駛技術(shù)的未來(lái)

自動(dòng)化、智能駕駛汽車的發(fā)展有不同層級(jí)，美國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)也有各自的指南。從零層級(jí)的無(wú)自動(dòng)化到全自動(dòng)化，從一定條件下的自動(dòng)化到第三層級(jí)自動(dòng)化，已經(jīng)出現(xiàn)了很多的挑戰(zhàn)。很多生產(chǎn)廠商生產(chǎn)了第一層級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)，第一層級(jí)是由駕駛員輔助系統(tǒng)控制駕駛，駕駛員執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)。剛投入市場(chǎng)的時(shí)候，這一系統(tǒng)價(jià)格十分昂貴，從幾千美元到兩萬(wàn)美元不等，這樣的系統(tǒng)安裝到車?yán)?，肯定沒(méi)人愿意購(gòu)買。所以，汽車?yán)锏挠布到y(tǒng)是慢慢變成比較普通的配置的。

實(shí)際上，每個(gè)汽車制造公司都有能力研究自動(dòng)駕駛技術(shù)，并且能進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化。他們現(xiàn)在已有能力收集各種數(shù)據(jù)，為自動(dòng)化技術(shù)提升提供輔助，推動(dòng)并輔助駕駛技術(shù)發(fā)展進(jìn)步。美國(guó)的ITS相關(guān)部門(mén)會(huì)與一些機(jī)構(gòu)合作，這些機(jī)構(gòu)可以收集非常多的數(shù)據(jù)，并提供這些數(shù)據(jù)。但是在數(shù)據(jù)收集方面，美國(guó)還需要繼續(xù)發(fā)展。

真正的自動(dòng)化汽車，應(yīng)該是在2020年出現(xiàn)的第三層級(jí)或者第四層級(jí)的無(wú)人駕駛汽車，而且很多制造商都有能力制造。在美國(guó)，制造商的目標(biāo)是盡快將自動(dòng)化汽車投放到市場(chǎng)。制造商希望有機(jī)會(huì)展示它們?cè)谑袌?chǎng)上的能力。與此同時(shí)，還有一些法律相關(guān)的問(wèn)題，所以，自動(dòng)駕駛技術(shù)在美國(guó)的推進(jìn)必須在立法方面獲得更多支持。

自動(dòng)駕駛技術(shù)影響到了交通，比如，傳感器使用越來(lái)越廣泛，傳感器的制造商溝通密切。一開(kāi)始，技術(shù)不斷發(fā)展，市場(chǎng)上有很多技術(shù)被采用，不同技術(shù)被引入之后，需要一段時(shí)間真正成為OEM標(biāo)準(zhǔn)的配件或者配置，此后，技術(shù)利用越來(lái)越快速和方便。沃爾沃汽車引入座位安全帶技術(shù)，讓越來(lái)越多的人使用安全帶，最后讓所有人應(yīng)用安全帶雖然也花了一些時(shí)間，這就是相應(yīng)的安全應(yīng)用過(guò)程。

自動(dòng)駕駛與物聯(lián)技術(shù)

美國(guó)一些專家認(rèn)為，連通性可以增強(qiáng)自動(dòng)駕駛帶來(lái)的益處，汽車與其他汽車之間的連通或者溝通，已經(jīng)具備傳輸數(shù)據(jù)和信息的能力，包括車輛或駕駛員接收和使用各種有關(guān)信息的能力，這將是未來(lái)的發(fā)展方向，將會(huì)面臨一些挑戰(zhàn)。如果能更好地傳輸一些重要的信息，那么就可以創(chuàng)造一個(gè)更安全的環(huán)境。未來(lái)，有的自動(dòng)駕駛汽車會(huì)與其他自動(dòng)駕駛汽車溝通，也可能與基礎(chǔ)設(shè)施溝通，它們是相互聯(lián)系的，可以溝通所在位置、是否有事故等信息。在同一個(gè)系統(tǒng)中，自動(dòng)駕駛汽車相互聯(lián)系、互相溝通。同時(shí)，美國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施是政府擁有的，而汽車是個(gè)人所擁有的，傳統(tǒng)的模式融入到這個(gè)系統(tǒng)，將會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。

面對(duì)一些自動(dòng)駕駛方面的爭(zhēng)論，需要利益各方進(jìn)行對(duì)話，了解自動(dòng)駕駛技術(shù)，或者是20年后會(huì)出現(xiàn)怎樣的改變。這樣的對(duì)話將促成戰(zhàn)略性規(guī)劃，確保各方更好地參與。

對(duì)于很多新事物來(lái)說(shuō)，最大的挑戰(zhàn)并不是技術(shù)，而是公眾對(duì)于技術(shù)的了解。美國(guó)一些州政府對(duì)于下一輪發(fā)展特別感興趣，并召集了一些意見(jiàn)領(lǐng)袖，希望能夠通過(guò)這種方法更好地部署工作，并且更好地讓公眾接受技術(shù)。公眾可以開(kāi)展各種交流，不僅是了解技術(shù)本身，還包括了解研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的人的想法。未來(lái)，美國(guó)將更多地討論，如何讓這些愿景成為現(xiàn)實(shí)。

近期，美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局副局長(zhǎng)海蒂·金在接受采訪時(shí)表示：“就目前而言，自動(dòng)駕駛技術(shù)還處于較為初級(jí)的發(fā)展階段，因此我認(rèn)為眼下并不適于對(duì)其開(kāi)展監(jiān)管。但我們?cè)谖磥?lái)會(huì)時(shí)刻關(guān)注何時(shí)可以啟動(dòng)對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的監(jiān)管。”