遇見智能

整理

智能交通、智能網(wǎng)聯(lián)、車路協(xié)同、自動駕駛、智能北斗、大數(shù)據(jù)與智慧城市……這些有關(guān)智能交通的熱詞不斷被點擊、被強調(diào)。

本刊整理了參加2019世界交通運輸大會的知名專家學(xué)者對智能交通、智能公路和車路協(xié)同自動駕駛的核心觀點，匯集成文，從智能交通的重要意義、發(fā)展方向和存在的問題，智能公路的試點和解決方案，以及車路協(xié)同自動駕駛的演進里程、技術(shù)實現(xiàn)方式等角度凝聚主張，以期展示智能交通發(fā)展的一角，描摹未來交通的輪廓。

智能交通的必要性

如何以加快發(fā)展智慧交通推動新時代交通強國建設(shè)？交通運輸部總工程師周偉表示，加快發(fā)展智慧交通是建設(shè)交通強國的必然選擇，現(xiàn)階段發(fā)展智慧交通的重點任務(wù)是：推動交通基礎(chǔ)設(shè)施全要素、全周期數(shù)字化，推動生產(chǎn)組織智能化、自動化，推動運輸服務(wù)一體化、便捷化，推動行業(yè)治理精準(zhǔn)化、協(xié)同化。他表示，智慧交通發(fā)展是一個現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)的交通運輸產(chǎn)業(yè)不斷融合的過程，是一個目標(biāo)與手段共生互動的過程，是一個隨著技術(shù)進步不斷提升的演進過程。要實現(xiàn)智慧交通發(fā)展應(yīng)不斷強化頂層設(shè)計，謀劃中長期發(fā)展；堅持重點突破，務(wù)實推動發(fā)展；努力構(gòu)建以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素的智慧交通；加強跨界協(xié)同，形成工作合力，同時防范“一窩蜂現(xiàn)象”“孤島現(xiàn)象”和“兩張皮現(xiàn)象”。

中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長王笑京認為，智能交通系統(tǒng)（ITS）研發(fā)的主要內(nèi)容是車路協(xié)同、主動駕駛、不停車收費等，產(chǎn)業(yè)界最為關(guān)注的是自動駕駛與合作式ITS、開放數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)、可持續(xù)發(fā)展、智慧城市、車路網(wǎng)絡(luò)安全、未來貨運，而學(xué)術(shù)界的關(guān)注點更多的在互聯(lián)、合作、自動化，以及互聯(lián)服務(wù)、運輸網(wǎng)絡(luò)運行、ITS與環(huán)境、下一代貨運。他認為，ITS在技術(shù)和需求的變化中不斷調(diào)整和發(fā)展，應(yīng)用和目標(biāo)導(dǎo)向是ITS的特色，邏輯功能的穩(wěn)定和對新技術(shù)的包容使得ITS具有強大的生命力。

交通安全得以保障，交通事故率可降低到目前的1%；交通效率提升，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可提高道路通行效率10%，CACC系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用將會進一步提高交通效率；實現(xiàn)節(jié)能減排，協(xié)同式交通系統(tǒng)可提高自車燃油經(jīng)濟性20%至30%，高速公路編隊行駛可降低油耗10%至15%；全面帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)將會拉動機械、電子、通信、互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展；改變交通方式及商業(yè)模式，減輕駕駛負擔(dān)，娛樂、駕車共享，方便出行……清華大學(xué)教授李克強在描述交通技術(shù)革命引發(fā)的交通系統(tǒng)生態(tài)變革時如是說。同時，他認為，新一代ITS技術(shù)趨勢是多網(wǎng)融合，統(tǒng)一平臺，統(tǒng)一接口，統(tǒng)一管理。通過綜合感知、通信、計算、控制等技術(shù)，基于標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議，實現(xiàn)物理空間與信息空間中包括“車、交通、環(huán)境”等要素的相互映射，標(biāo)準(zhǔn)化交互與高效協(xié)同、利用云計算大數(shù)據(jù)能力，解決系統(tǒng)性的資源優(yōu)化與配置問題，促進人車路運行按需響應(yīng)、快速迭代、動態(tài)優(yōu)化，最終支持協(xié)同式自動駕駛。

德國電信子公司的T-Systems International物流和ITS產(chǎn)品經(jīng)理、ERTICO監(jiān)事會成員冉衛(wèi)禮（Ralf Willenbrock）表示，德國ITS已開始實施解決交通污染問題的整體方案，即實施數(shù)字交通系統(tǒng)。實施該方案需要四個階段：前兩個階段是收集和評估數(shù)據(jù)，將市政車隊作為交通管理系統(tǒng)的傳感器；基于匿名蜂窩網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的交通狀況優(yōu)化研究；第三階段是以目標(biāo)為導(dǎo)向的行動計劃，包括車輛的動態(tài)減速、停車換乘點（P&R）轉(zhuǎn)換為公共交通、基于路況的交通引導(dǎo)和基于公共建議的最佳路線選擇，以及包括共享駕駛、停車場動態(tài)供給、貨物運輸坡道控制等相關(guān)公司的建立；第四階段為實施行動的最終優(yōu)化調(diào)整。

智能交通有種種優(yōu)勢，但是也不可避免地存在一些問題。王笑京提醒道，中國科技界和產(chǎn)業(yè)界需要跳出“名詞創(chuàng)新”的怪圈，前沿技術(shù)應(yīng)用應(yīng)考慮社會和經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)律，以及技術(shù)、資本和社會方面的風(fēng)險。

未來交通將進入三元空間時代，即物理空間、社會空間、信息空間。

浙江省交通運輸科學(xué)研究院副院長韓海航提出了自己對智能交通的思考。他說，目前交通基礎(chǔ)設(shè)備逐年陳舊、迭代緩慢，智能交通標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范滯后于移動互聯(lián)體系，設(shè)備和系統(tǒng)及功能擴展性差，交通數(shù)據(jù)碎片化、信息利用率低，各系統(tǒng)相互獨立，海量交通數(shù)據(jù)難以融合利用，協(xié)同通訊及控制層軟件的關(guān)鍵技術(shù)尚未成型，未能滿足個性化需求。此外，交通工具和設(shè)施均可互聯(lián)，一切皆可編程。軟件定義在網(wǎng)絡(luò)靈活性和集中控制能力之間取得了較好平衡，可以提升交通設(shè)施智能化和整體控制能力。當(dāng)然，這樣的前提是保證數(shù)據(jù)與信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全、平臺安全、通訊安全。因為更多應(yīng)用，可能存在更多漏洞。

智能公路的創(chuàng)新性

從龐大的智能交通體系發(fā)散出來，可以解鎖建設(shè)智能公路的新方式。

交通運輸部開展了智慧公路的試點。智慧公路試點主題涵蓋關(guān)鍵基礎(chǔ)支撐，前瞻性技術(shù)落地應(yīng)用，戰(zhàn)略性技術(shù)推廣應(yīng)用，面向管理方服務(wù)，面向公眾服務(wù)，城市交通、測試區(qū)域等方面，北京、河北依托延崇、京雄高速公路探索自動駕駛和車路協(xié)同服務(wù)，浙江省依托杭州繞城西復(fù)線、杭紹甬高速開展試點，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化管理，開展車路協(xié)同和自動駕駛試點，河南省以普通公路智能化提升改造為主攻方向，打造公路資產(chǎn)數(shù)字化管理平臺，探索普通公路環(huán)境下的車路協(xié)同應(yīng)用，廣東省積極探索路運一體化管理與服務(wù)，依托特大橋梁開展主動式車路協(xié)同安全預(yù)警；江西省積極探索北斗高精度技術(shù)在自由流收費方面創(chuàng)新應(yīng)用，已建設(shè)了8條驗證車道；江蘇省圍繞打造新一代國家交通控制網(wǎng)原型系統(tǒng)，已初步建成半開放測試區(qū)和智能商用車檢基地；福建省通過大數(shù)據(jù)挖掘分析，盤活多年積累的路網(wǎng)運行監(jiān)測數(shù)據(jù)資源，提升路網(wǎng)管理精細化、服務(wù)精準(zhǔn)化水平；吉林省圍繞北方季凍、冰雪氣候條件，開展了特殊氣象條件下的基礎(chǔ)設(shè)施運行監(jiān)測、養(yǎng)護和應(yīng)急指揮調(diào)度等應(yīng)用。未來，交通運輸部將加強融合創(chuàng)新，開展智能公路區(qū)域性示范應(yīng)用，加強智能公路關(guān)鍵技術(shù)研究，加快智能公路標(biāo)準(zhǔn)的制定，加強與國際交流合作，推動智能公路建設(shè)。

未來交通的3個革命：電動、自動、共享。

京禮高速公路是2019年延慶世園會和2022年冬奧會賽場的主要聯(lián)絡(luò)通道，是京津冀交通一體化項目。延崇高速公路是京禮高速公路的組成部分，路線長約33.2公里，設(shè)計時速80公里，雙向四車道。2018年7月，北京市交通委確定延崇高速公路（北京段）為智慧公路試點項目，并上報交通運輸部。

延崇高速公路建設(shè)將實現(xiàn)“4個1”總體布局，即一套全面的感知系統(tǒng)，一個高精度、數(shù)字化的支撐平臺，實現(xiàn)一項基于車路協(xié)同的自動駕駛實地應(yīng)用的突破，實現(xiàn)一系列周到、個性化、安全的智能服務(wù)。延崇高速公路建設(shè)期間實現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化，應(yīng)用“BIM+GIS”技術(shù)，實施交通基礎(chǔ)設(shè)施智能健康監(jiān)測，完善公路設(shè)施資產(chǎn)動態(tài)管理。2018年，延崇高速公路西沙屯建成測試場，初步具備車路協(xié)同與自動駕駛19個場景的測試條件。延崇高速公路將建成一條車路協(xié)同高速公路“實例”，搭建一套完整的車路協(xié)同實路環(huán)境，為汽車廠家開放路側(cè)的信息服務(wù)，并進一步探討未來的運營方式和商業(yè)模式；形成工程技術(shù)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系，促進相關(guān)研究并助力行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定；并為2022冬奧會交通組織需求做好技術(shù)儲備。

中國公路工程咨詢集團有限公司總工程師（機電）李太芳將智能公路建設(shè)管理目標(biāo)分為兩大部分，一部分是管理水平和效率提升，另一部分是公眾出行服務(wù)水平提升。管理水平和效率提升需要實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施智能感知及監(jiān)測、機電設(shè)備智能運維、公路智能養(yǎng)護管理，以及公路運營安全管理。公眾出行服務(wù)水平提升則需要完成交通管控誘導(dǎo)、出行信息服務(wù)、出行安全保障和出行效率提升。

華為車聯(lián)網(wǎng)解決方案部總裁李晉波提出了華為的設(shè)想。建設(shè)智能高速公路的核心愿景是安全的高效率通行、智能的精細化管理、定制個性化的服務(wù)，基于這個愿景，華為對智能高速需求的理解是實現(xiàn)“全息感知+智能決策+實時服務(wù)”。在感知方面，要求完成視頻感知與智能分離，適配全生命周期，全場景應(yīng)用；突破光學(xué)向全息可視升級，全程全時空對象感知和認知。網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)有線和無線融合，按需使用，全程、全時、全網(wǎng)連接。通過數(shù)據(jù)中心由“計算+存儲”，向具備業(yè)務(wù)的認知大腦演進，并做出智能決策。最終，完成路網(wǎng)統(tǒng)一運營管理，提供全程全網(wǎng)無縫服務(wù)能力。華為用“全息感知+全域連接+全量分析”支撐高速智能化。此外，阿里云、百度地圖、高德地圖等企業(yè)也在不同論壇上帶來了服務(wù)于智能公路的創(chuàng)新技術(shù)和解決方案。

李太芳表示，智能公路的建設(shè)將是今后一個時期公路行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向，智能公路管理提升任重道遠。智能公路管理的提升，要通過新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，提升基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化水平，為安全、便捷、高效、綠色的現(xiàn)代綜合交通運輸體系提出基礎(chǔ)支撐。

車路協(xié)同的可行性

在2019世界交通運輸大會上，中國公路學(xué)會自動駕駛工作委員會向行業(yè)發(fā)布了中國首份《車路協(xié)同自動駕駛發(fā)展報告》（簡稱“《報告》”）。中國公路學(xué)會理事長翁孟勇針對《報告》表示，中國從2011年開始推動車路協(xié)同自動駕駛的系統(tǒng)研究，雖然晚于發(fā)達國家，但是近年來的研究脈絡(luò)越來越清晰，而且，中國車路協(xié)同自動駕駛的落地具備更多優(yōu)勢。目前，基礎(chǔ)設(shè)施擴張的空間越來越小，在品質(zhì)和內(nèi)涵上的需求越來越多，車路協(xié)同自動駕駛將成為現(xiàn)有路網(wǎng)升級發(fā)展的重要路徑。

交通運輸部公路科學(xué)研究院智能交通研究中心主任侯德藻梳理了自動駕駛發(fā)展路徑，首先是自助式，依靠車載傳感器盡可能全面地探測道路環(huán)境信息，由系統(tǒng)自主做出決策實現(xiàn)對車輛的有效控制。然而，自主式的技術(shù)路線難以實現(xiàn)自動駕駛規(guī)模化應(yīng)用。隨后，自動駕駛技術(shù)開啟協(xié)同式發(fā)展模式，車車之間、車路之間，以及車與控制中心之間的互聯(lián)，道路系統(tǒng)和車載系統(tǒng)的協(xié)同控制，實現(xiàn)車輛的自動化行駛和安全運行。協(xié)同式自動駕駛技術(shù)更有利于組織和監(jiān)管，其實施路徑是分步實施，場景推動，“多維+多基協(xié)同感知”“固定感知+移動感知”的“聰明的路”與“人工智能2.0+網(wǎng)聯(lián)”的“聰明的車”強強聯(lián)合，形成車路協(xié)同。同時，保證多模式通信與信息安全，并在公交專線、場區(qū)專線等固定線路及場景示范應(yīng)用逐步拓展。

“車路協(xié)同技術(shù)是構(gòu)建現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)，車路協(xié)同的大規(guī)模應(yīng)用和推廣已經(jīng)成為現(xiàn)代道路交通發(fā)展的必然選擇?！鼻迦A大學(xué)自動化系系統(tǒng)工程研究所所長、教授張毅表示。他認為，不僅要實現(xiàn)車路協(xié)同與智能協(xié)同，還要實現(xiàn)群體智能與協(xié)同控制。車路協(xié)同的群體智能控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，需要環(huán)境感知、信息交互、控制機制、計算實現(xiàn)、系統(tǒng)功能的全面提升和支持，因此交通群體智能協(xié)同控制的建設(shè)需要集成解決方案。

張毅以星云互聯(lián)設(shè)備為例提出了一個可選解決方案，車載終端V-Box具備多模式交互平臺，支持LTE-V2X、Wi-Fi、4G，可擴至5G；支持管控、安全和服務(wù)等30余種V2V、V2I、V2P和V2C應(yīng)用；滿足車規(guī)級要求，提供嵌入式SDK支持用戶應(yīng)用二次開發(fā)；視距情況下大于500米，一般非視距情況下大于300米；通信間隔支持10毫秒，時延小于10毫秒，支持并發(fā)通信數(shù)不小于150個。

智能路側(cè)系統(tǒng)T-Station實現(xiàn)即插即用多模通信，支持LTE-V/DSRC、WiFi、2G/3G/4G，可擴至5G；支撐V2I服務(wù)，覆蓋范圍超過500米，提供10余種V2I服務(wù)，支持遠程操作；交通設(shè)施接入，信號燈，微波等多種檢測器，VMS接口與算法模塊；交通分析管理，狀態(tài)分析、遠程監(jiān)控、交件發(fā)布，交通主動控制；路側(cè)綜合管理，局部路網(wǎng)編輯與發(fā)送、可變路側(cè)信息配置；數(shù)據(jù)中心可達，支持通過光纖、3G/4G和專網(wǎng)等與智能網(wǎng)聯(lián)云平臺交互；通信間隔支持10毫秒，時延小于10毫秒，支持并發(fā)通信數(shù)不小于150個。

李克強也提出了相似的解決方案，即云控技術(shù)通過“人車路云一體化”，構(gòu)建了提供協(xié)同感知、決策和控制能力的車路協(xié)同系統(tǒng)，提高車輛與交通的安全與高效運行。其包含智能路側(cè)系統(tǒng)、云控基礎(chǔ)平臺和人車端3個方面，有效地支撐智能出行和中國標(biāo)準(zhǔn)自動駕駛。云控體系建設(shè)內(nèi)容，包括邊緣計算網(wǎng)，由邊緣計算單元、邊緣云組成，并與中心云進行數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)交互；多模通信網(wǎng)，包含固網(wǎng)光纖、蜂窩網(wǎng)絡(luò)，以及V2X網(wǎng)絡(luò)等多種通信方式協(xié)作的通信網(wǎng)絡(luò)；智能感知網(wǎng)，由部署于路側(cè)且與數(shù)據(jù)中心光纖直連的智能感知單元組成。

在看到車路協(xié)同自動駕駛光明前景的同時，也必須直視一些問題。張毅提出，新型混合交通協(xié)同管控迫在眉睫，但也是國際難題，群體智能與協(xié)同控制的基礎(chǔ)理論與方法體系亟待研究、關(guān)鍵技術(shù)亟待解決。王笑京認為，“自動駕駛”的研發(fā)和應(yīng)用將是一場“長征”，因為自動駕駛的落地基于新型交通工具和交通方式的安全認證，需要大量的理論和實踐工作，自動駕駛的安全性驗證難題是主要癥結(jié)。