新技術(shù)視角下對(duì)城市交通系統(tǒng)變化的探討

劉宗禹 胡春成 肖夏敏

摘要：當(dāng)下的城市交通體系研究往往聚焦與城市交通于城市空間形態(tài)的關(guān)系，試圖通過(guò)引導(dǎo)城市空間形態(tài)與城市交通結(jié)構(gòu)關(guān)系，緩解城市交通問(wèn)題，構(gòu)建高效、安全的城市交通體系。隨著國(guó)家供給側(cè)改革的開(kāi)展，城市化進(jìn)程進(jìn)入了新的階段，城市交通的發(fā)展進(jìn)入了下一個(gè)階段，逐步從增量的供給轉(zhuǎn)向存量的經(jīng)營(yíng)。至此，新技術(shù)的誕生、探索、拓展、使用成為了這一階段至關(guān)重要的一部分，而城市交通監(jiān)管系統(tǒng)更是其中影響深遠(yuǎn)的一部分。以技術(shù)發(fā)展對(duì)城市交通的影響為觀察點(diǎn)，闡述當(dāng)下一些新興技術(shù)在城市交通領(lǐng)域的應(yīng)用，歸納其對(duì)城市交通監(jiān)管的影響，并對(duì)未來(lái)的城市交通監(jiān)管系統(tǒng)變化提出設(shè)想。

關(guān)鍵詞：新技術(shù)視角;城市交通監(jiān)管系統(tǒng);高精度定位;5G

DOI：10.3969/j.issn.1674-7739.2022.03.008

一、城市交通變化的技術(shù)視角

（一）城市交通系統(tǒng)研究的視角

作為一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，研究城市交通系統(tǒng)的視角有很多，有的研究圍繞城市交通系統(tǒng)的構(gòu)成，試圖通過(guò)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的拆解探索系統(tǒng)規(guī)律;有的研究圍繞城市交通系統(tǒng)與其他外部因素的相互關(guān)系，如空間結(jié)構(gòu)、交通政策、交通工具等。

城市空間結(jié)構(gòu)視角是此類(lèi)研究的典型，2003年陳寬民在分析城市交通系統(tǒng)理論與應(yīng)用中將城市交通系統(tǒng)與城市空間結(jié)構(gòu)之間的演變因素、生長(zhǎng)機(jī)制、系統(tǒng)關(guān)系進(jìn)行了詳實(shí)的論述;[1]2013年吳茂勝等通過(guò)對(duì)城市交通發(fā)展模式轉(zhuǎn)型的研究，闡述了政策、資源在不同空間布局下的城市交通發(fā)展策略;[2]2017年王繼峰對(duì)城市綜合交通體系規(guī)劃進(jìn)行了回顧與展望，闡述了此類(lèi)研究的發(fā)展歷程及其理論應(yīng)用。[3]

然而，城市交通系統(tǒng)的發(fā)展不僅與城市空間結(jié)構(gòu)存在互動(dòng)關(guān)系，更與城市交通技術(shù)有著密不可分的關(guān)系。近年來(lái)，隨著計(jì)算資源的不斷增加、模型算法的不斷優(yōu)化、工業(yè)化水平的持續(xù)提高，城市交通的運(yùn)輸方式、運(yùn)營(yíng)模式、組織邏輯、監(jiān)管策略都發(fā)生了巨大變化。因此，從技術(shù)視角出發(fā)，探索技術(shù)的發(fā)展與城市交通系統(tǒng)發(fā)展的互動(dòng)關(guān)系顯得尤為重要?？紤]到城市交通系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜性，本文從整個(gè)城市交通系統(tǒng)展開(kāi)，圍繞城市交通監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)論述。

（二）技術(shù)視角下的城市交通發(fā)展歷程

以交通技術(shù)的演變?yōu)榫€索看，城市交通系統(tǒng)的發(fā)展大致可以分為六個(gè)階段。早期的城市交通多為慢速交通，以人力、畜力、水力為主要交通動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)人與物的運(yùn)輸。這一階段，交通出行的速度慢、距離短，除車(chē)輛的演進(jìn)之外，對(duì)交通系統(tǒng)影響最大的是道路的建設(shè)、航道的建設(shè)、驛站的建設(shè)等。

隨著工業(yè)革命的到來(lái)，大量新技術(shù)的涌現(xiàn)改變了城市交通系統(tǒng)的構(gòu)成。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)改變了生產(chǎn)，也改變了交通，如果說(shuō)蒸汽機(jī)車(chē)、蒸汽船是這個(gè)時(shí)期城市交通運(yùn)輸最具代表性的產(chǎn)物，那蒸汽機(jī)對(duì)于煤炭、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，則是最為重要的基石。正是這一基石的出現(xiàn)，使得鐵軌的加工能夠規(guī)?；⒕?xì)化，并且不受地域限制（蒸汽機(jī)之前鋼鐵鍛造主要依賴(lài)風(fēng)力、水力，因此受地域、環(huán)境限制）。軌道馬車(chē)（horsecar）正是這一背景下的產(chǎn)物，作為早期城市公共交通的重要形式，軌道馬車(chē)較傳統(tǒng)馬車(chē)有更快的速度、更遠(yuǎn)的出行距離、更低的建設(shè)成本，馬車(chē)與后來(lái)的城市有軌電車(chē)共存了很長(zhǎng)時(shí)間。

電氣革命帶來(lái)了電動(dòng)機(jī)，也誕生了內(nèi)燃機(jī)。有軌電車(chē)的出現(xiàn)使得城市軌道交通可以采用一種更安靜、更舒適、更大運(yùn)力的方式;汽車(chē)的出現(xiàn)更是深刻地影響了現(xiàn)代城市，城市規(guī)模的增長(zhǎng)得到了前所未有的技術(shù)支撐。與城市交通形式、交通規(guī)模提升伴隨而來(lái)的還有越發(fā)深刻的城市交通問(wèn)題，擁堵、污染、安全等成為了城市交通不可回避的問(wèn)題，以至于1970年的英國(guó)交通事務(wù)是由英國(guó)環(huán)境部（UKMOT）主管，城市交通系統(tǒng)的統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)、監(jiān)管也逐步從幕后走向臺(tái)前。

20世紀(jì)50年代，美國(guó)密西根地區(qū)的底特律著手進(jìn)行道路交通規(guī)劃。為了確保道路交通設(shè)施規(guī)模、布局的合理性，開(kāi)展了近代最具代表性的一次交通調(diào)查與預(yù)測(cè)。除了模型方法構(gòu)建，值得注意的是，這一次交通調(diào)查與預(yù)測(cè)使用了打孔型電子計(jì)算機(jī)，正是電子計(jì)算機(jī)的使用使得多次迭代的技術(shù)手段得以實(shí)現(xiàn)，城市交通系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)進(jìn)入了數(shù)據(jù)化、模型化的時(shí)代。同時(shí)期，因發(fā)展理念的變化，公共交通的發(fā)展成為了重要趨勢(shì)，大量公共交通相關(guān)技術(shù)也在這一階段得到普及，城市交通的控制系統(tǒng)也逐步普及開(kāi)來(lái)。

當(dāng)代，先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、人工智能技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展理念的融合帶來(lái)了新的化學(xué)反應(yīng)。車(chē)輛定位、車(chē)輛監(jiān)控、電子收費(fèi)等技術(shù)深刻改變了城市交通的管理手段，自動(dòng)駕駛、輔助駕駛改變了交通運(yùn)輸工具的性質(zhì)，互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、共享經(jīng)濟(jì)模式改變了城市交通的組織形式，城市交通系統(tǒng)正經(jīng)歷著翻天覆地的變化。

（三）城市交通監(jiān)管系統(tǒng)的變化

城市交通監(jiān)管是城市交通管理的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要包括監(jiān)測(cè)、控制、管理。對(duì)于現(xiàn)代城市而言，城市交通管理一般包含城市交通監(jiān)控系統(tǒng)、交通信息服務(wù)系統(tǒng)、交通信息綜合管理系統(tǒng)、公共交通管理系統(tǒng)、緊急事件快速反應(yīng)系統(tǒng)，其中城市交通監(jiān)管系統(tǒng)更多指的是城市交通的監(jiān)控系統(tǒng)、公共交通管理系統(tǒng)，以及其他管理系統(tǒng)中涉及監(jiān)測(cè)與控制的系統(tǒng)功能。

在城市交通發(fā)展的早期，受限于監(jiān)測(cè)手段、控制手段、管理手段以及城市交通運(yùn)輸?shù)囊?guī)模，城市交通監(jiān)管主要體現(xiàn)為禁止或允許某一事項(xiàng)。在這一階段，城市交通規(guī)模不大，城市交通技術(shù)不成熟，畜力交通、蒸汽機(jī)車(chē)與城市衛(wèi)生問(wèn)題混合，使得城市交通運(yùn)輸帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題較交通運(yùn)輸?shù)闹刃騿?wèn)題更為突出，影響更大，在某些國(guó)家，城市交通監(jiān)管的主要職責(zé)曾由環(huán)境部門(mén)承擔(dān)，其中的典型是英國(guó)。

伴隨著城市交通規(guī)模的擴(kuò)大，安全與秩序的重要性凸顯，監(jiān)管成為了城市交通系統(tǒng)不可或缺的一部分。1858年，英國(guó)倫敦街頭安裝了世界上最早的交通信號(hào)燈，隨后，交通信號(hào)燈的使用成為了城市交通最為重要的控制、管理手段。在我國(guó)，隨著“雪亮工程”以及攝像頭、雷達(dá)等傳感器性能的提升，路側(cè)攝像頭、流量?jī)x成為國(guó)內(nèi)城市交通監(jiān)管最為重要的監(jiān)測(cè)、感知設(shè)備。

伴隨著城市交通問(wèn)題的復(fù)雜化、城市交通問(wèn)題解決的緊迫性，城市交通監(jiān)管系統(tǒng)也逐步呈現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化、規(guī)?；?、信息化特點(diǎn)，不斷引入新興技術(shù)。一方面，大城市正不斷完善智慧交通大腦的建設(shè)，增強(qiáng)交通監(jiān)管的信息化、自動(dòng)化、智能化能力;另一方面，很多省市仍在不斷增加各類(lèi)專(zhuān)業(yè)化的硬件感知設(shè)備，如雷視一體機(jī)、流量?jī)x、不停車(chē)治超點(diǎn)等。新技術(shù)的出現(xiàn)影響著城市交通監(jiān)管系統(tǒng)的構(gòu)成，城市交通監(jiān)管系統(tǒng)也刺激著新技術(shù)的不斷研發(fā)與應(yīng)用。

從趨勢(shì)上看，城市交通監(jiān)管系統(tǒng)的發(fā)展大致是從對(duì)于人、車(chē)、路的監(jiān)測(cè)與管理逐步朝向?qū)τ诮煌ㄐ袨榈谋O(jiān)測(cè)與管理的轉(zhuǎn)變;從被動(dòng)式的監(jiān)測(cè)管理―向主動(dòng)式的監(jiān)測(cè)管理發(fā)展，這一過(guò)程的不斷深化必不可少的需要新技術(shù)手段的應(yīng)用與發(fā)展。

二、城市交通新技術(shù)及其影響

（一）新技術(shù)與城市交通系統(tǒng)互動(dòng)關(guān)系的主要邏輯

新技術(shù)與城市交通系統(tǒng)之間的互動(dòng)關(guān)系大致可分為三類(lèi)：新技術(shù)是城市交通系統(tǒng)變化的動(dòng)因，新技術(shù)是城市交通系統(tǒng)變化的前提，新技術(shù)是城市交通系統(tǒng)某一問(wèn)題的系統(tǒng)解決方案。

新技術(shù)是動(dòng)因，指的是新技術(shù)的研發(fā)本身就是針對(duì)城市交通，帶來(lái)新的交通工具，如汽車(chē)、電車(chē)、自行車(chē)等車(chē)輛的誕生;帶來(lái)新的交通方式，如公共馬車(chē)、公共電車(chē)、地鐵等;帶來(lái)新的交通特點(diǎn)，如更大的載客量、更高的速度、更遠(yuǎn)的出行距離、更靈活的出行時(shí)段等。這類(lèi)型的技術(shù)研發(fā)多是某一成熟技術(shù)在交通領(lǐng)域的集成、整合與應(yīng)用，是對(duì)過(guò)往城市交通訴求提供一種新的解決思路與技術(shù)整合方案。

新技術(shù)是前提，指的是新技術(shù)不直接作用于城市交通系統(tǒng)的任意環(huán)節(jié)，而是為某一環(huán)節(jié)、某一形式掃清了技術(shù)障礙，這類(lèi)新技術(shù)往往更為基礎(chǔ)，對(duì)各行各業(yè)多有廣泛影響。例如鋼鐵的生產(chǎn)、鍛造技術(shù)之于鐵軌的誕生，石油化工、混凝土技術(shù)之于城市道路，集成電路之于ITS系統(tǒng)等。這類(lèi)技術(shù)有一部分會(huì)通過(guò)技術(shù)方案的整合形成新的城市交通技術(shù)，作為動(dòng)因影響城市交通系統(tǒng)的發(fā)展;另一部分則是針對(duì)過(guò)往不成熟、不現(xiàn)實(shí)的技術(shù)路線、整合方案、交通設(shè)想，改變了此類(lèi)設(shè)想、方案中的不現(xiàn)實(shí)、不可實(shí)現(xiàn)因素，進(jìn)而改變了城市交通系統(tǒng)。

新技術(shù)是解決方案，指的是新技術(shù)開(kāi)發(fā)的動(dòng)因來(lái)自城市交通系統(tǒng)的問(wèn)題。如城市交通擁堵、道路資源不足促使信號(hào)燈、單點(diǎn)信控、靜態(tài)綠波、動(dòng)態(tài)綠波等一系列新技術(shù)、手段的運(yùn)用，如城市交通違法獲取困難、管理困難、取證困難問(wèn)題促使自動(dòng)抓拍探頭、非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法等技術(shù)手段的使用。這類(lèi)關(guān)系是工程師、規(guī)劃師等城市交通從業(yè)者利用現(xiàn)有技術(shù)，針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題，主動(dòng)探索出的針對(duì)問(wèn)題的解決方案。

（二）具有代表性的幾項(xiàng)新技術(shù)

當(dāng)下是一個(gè)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，大量新技術(shù)的出現(xiàn)深刻改變了整個(gè)城市交通系統(tǒng)的構(gòu)成、形態(tài)、監(jiān)管與組織邏輯。一些基礎(chǔ)技術(shù)的出現(xiàn)與完善為城市交通變化提供了基礎(chǔ)，也為新應(yīng)用的到來(lái)補(bǔ)上了拼圖，其中典型有以下幾類(lèi)：

1.以5G為代表的新型通信技術(shù)

城市交通領(lǐng)域從5G通信技術(shù)誕生之初就有了大量針對(duì)此技術(shù)應(yīng)用的研究，2017年就有諸如“5G對(duì)無(wú)人駕駛汽車(chē)的影響分析”、[4]“基于5G萬(wàn)物互聯(lián)的智慧交通”[5]等文章的刊登，凸顯通信技術(shù)對(duì)城市交通領(lǐng)域的重大影響。4G技術(shù)還未普及的時(shí)代，通信技術(shù)對(duì)城市交通影響的暢想就已經(jīng)走進(jìn)人們的眼簾，2009年的《中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào)》中刊登有一篇文章，其中有這么一段對(duì)于智慧交通業(yè)務(wù)場(chǎng)景的描述“我們準(zhǔn)備在所有路口裝一個(gè)攝像頭，通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，讓用戶(hù)通過(guò)手機(jī)就可以看到每個(gè)路口的擁堵情況，然后再選擇出行路線。”[6]這一場(chǎng)景在當(dāng)時(shí)是不現(xiàn)實(shí)的，而隨著4G的廣泛應(yīng)用、5G的逐步普及，江蘇、浙江等多個(gè)省份已經(jīng)出現(xiàn)此類(lèi)場(chǎng)景。

本文所述的“新型通信技術(shù)”包含5G通信技術(shù)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、車(chē)路協(xié)同網(wǎng)技術(shù)等，以5G為代表的新型通信技術(shù)往往具有大帶寬、低時(shí)延、廣連接等特性。新型通信技術(shù)較之以往采用不同的邏輯架構(gòu)，使得不同的功能場(chǎng)景能夠依據(jù)場(chǎng)景的特性要求，使用不同的通信頻段。城市航道、公路、偏遠(yuǎn)地區(qū)的無(wú)動(dòng)力、低功耗交通設(shè)施可以使用專(zhuān)用的低頻段，實(shí)現(xiàn)低功耗、高可靠性的信息傳輸，為城市交通設(shè)施的智能化監(jiān)測(cè)提供了更多無(wú)線監(jiān)測(cè)設(shè)備、可檢測(cè)信息的可能;智能駕駛、無(wú)人駕駛、智慧機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)景，可以使用專(zhuān)用的高頻段通信，在滿(mǎn)足雷達(dá)、視頻傳輸帶寬的要求下，通過(guò)專(zhuān)用頻段的設(shè)置，保障整個(gè)傳輸過(guò)程的可靠性、穩(wěn)定性;對(duì)于遠(yuǎn)程駕駛、遠(yuǎn)程控車(chē)等傳輸與控制結(jié)合的城市交通場(chǎng)景，通過(guò)對(duì)控制、傳感器傳輸差異化業(yè)務(wù)的差異化頻段組織，同時(shí)保障傳感器傳輸?shù)拇髱?、低時(shí)延與車(chē)輛控制的高可靠性，提升整個(gè)過(guò)程的穩(wěn)定性。這一系列的改變?yōu)橹腔劢煌ǖ膮f(xié)同發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.以機(jī)器學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的人工智能技術(shù)

人工智能指的是機(jī)器在處理任務(wù)的過(guò)程中具有人的智能特點(diǎn)，而機(jī)器學(xué)習(xí)是一種實(shí)現(xiàn)人工智能的方法，指的是機(jī)器能夠通過(guò)經(jīng)驗(yàn)自動(dòng)改進(jìn)計(jì)算算法的方法。在人工智能發(fā)展早期，“知識(shí)化”研究的主流，通過(guò)對(duì)知識(shí)系統(tǒng)的符號(hào)化轉(zhuǎn)化、規(guī)則構(gòu)建，探索通用問(wèn)題的解決模型，但因規(guī)則間的相互影響、知識(shí)庫(kù)的相互獨(dú)立，難以有效將知識(shí)人工轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)規(guī)則，使得人工智能始終沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。[7]

人工智能技術(shù)對(duì)城市交通系統(tǒng)影響最深刻的部分是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。主流的自動(dòng)駕駛技術(shù)多圍繞單車(chē)智能展開(kāi)，通過(guò)車(chē)載傳感器實(shí)現(xiàn)車(chē)輛位置、車(chē)輛與周邊事物關(guān)系的掌握，并實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自動(dòng)化控制。其中，物體的識(shí)別、距離的判斷、標(biāo)志標(biāo)線的識(shí)別、三維模型的構(gòu)建都依賴(lài)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過(guò)大量成熟的模型與標(biāo)注樣例庫(kù)得以精準(zhǔn)判斷;而車(chē)輛控制的智能決策更是依賴(lài)全球協(xié)力的訓(xùn)練模型庫(kù)，通過(guò)不斷的機(jī)器學(xué)習(xí)模型優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的判斷與控制。

針對(duì)圖像的物體識(shí)別不僅適用于車(chē)輛，更適用于路側(cè)的視頻設(shè)備。伴隨著各地雪亮工程、智慧交管項(xiàng)目的實(shí)施，全國(guó)基本實(shí)現(xiàn)了路側(cè)攝像頭的無(wú)死角覆蓋，時(shí)刻抓取著路上的車(chē)輛、行人、設(shè)施的圖像?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別、距離判斷使得攝像頭能夠?qū)⒎墙Y(jié)構(gòu)化的圖像數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，記錄車(chē)輛的類(lèi)型、車(chē)牌、違法行為、車(chē)速等，并結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)城市交通的全要素、全過(guò)程、全周期監(jiān)管。

對(duì)于交通出行預(yù)測(cè)而言，以機(jī)器學(xué)習(xí)為技術(shù)的人工智能技術(shù)，更是從非集計(jì)的角度給交通出行預(yù)測(cè)提供了新的思路，更好地掌握每一個(gè)用戶(hù)的出行規(guī)律、出行特征，實(shí)現(xiàn)更為細(xì)致化的探索。[8]

3.以高精度為目標(biāo)的新型定位技術(shù)

高精度衛(wèi)星定位是通過(guò)對(duì)于衛(wèi)星觀測(cè)誤差值修正，降低測(cè)量誤差的一種定位技術(shù)，包含地基增強(qiáng)與星基增強(qiáng)兩種。地基增強(qiáng)系統(tǒng)指的是通過(guò)地面建設(shè)固定、連續(xù)運(yùn)行的GNSS觀測(cè)站，通過(guò)逐步檢驗(yàn)觀測(cè)值，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)值收斂，計(jì)算各類(lèi)針對(duì)測(cè)量誤差的改正數(shù)，將改正數(shù)發(fā)給用戶(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)誤差消除的系統(tǒng)，其中根據(jù)測(cè)量改正數(shù)使用的頻段分為RTD偽距差分解算服務(wù)、RTK載波相位差分解算服務(wù)，中國(guó)移動(dòng)、千尋位置、六分科技都是基于地基增強(qiáng)系統(tǒng)提供差分解算服務(wù)的高精度定位服務(wù)商;星基增強(qiáng)系統(tǒng)指的是通過(guò)衛(wèi)星測(cè)量定位通信中產(chǎn)生的星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲等誤差信息，將修正信息下發(fā)用戶(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)誤差糾正的系統(tǒng)。

無(wú)線射頻定位技術(shù)包括UWB定位技術(shù)、5G網(wǎng)絡(luò)側(cè)定位技術(shù)、WiFi定位技術(shù)、藍(lán)牙定位技術(shù)，通過(guò)建立給定坐標(biāo)的基準(zhǔn)站，利用無(wú)線射頻通信中的接收時(shí)延、射頻角度實(shí)現(xiàn)位置信息記錄的定位技術(shù)。受限于基準(zhǔn)站的建設(shè)以及無(wú)線通信的頻段，多用于室內(nèi)環(huán)境的定位。視覺(jué)定位是基于機(jī)器學(xué)習(xí)、深度圖像、三維推理等技術(shù)，通過(guò)相機(jī)與拍攝物三維關(guān)系，實(shí)現(xiàn)定位的技術(shù)。受限于樣本數(shù)據(jù)規(guī)模、算法成熟度、分辨率視差、環(huán)境影響等因素，視覺(jué)定位暫未形成獨(dú)立的定位技術(shù)閉環(huán)。SLAM定位技術(shù)指的是即時(shí)定位與地圖構(gòu)建技術(shù)，通過(guò)測(cè)量周邊事物與自身的距離、位置關(guān)系，邊移動(dòng)邊構(gòu)建環(huán)境地圖，實(shí)現(xiàn)定位與導(dǎo)航的技術(shù)。一般通過(guò)攝像頭、激光雷達(dá)、磁軌等技術(shù)手段，結(jié)合設(shè)備轉(zhuǎn)向、速度等控制信息實(shí)現(xiàn)定位、制圖與導(dǎo)航，能夠?yàn)樽詣?dòng)駕駛提供導(dǎo)航支撐，普遍應(yīng)用于工業(yè)AGV領(lǐng)域，并逐步向城市交通領(lǐng)域拓展。

隨著慣性導(dǎo)航、車(chē)控信息、組合定位導(dǎo)航技術(shù)的不斷提升、融合發(fā)展，城市交通系統(tǒng)得以獲得更為穩(wěn)定、可靠、持續(xù)的高精度定位服務(wù)。于城市交通系統(tǒng)而言，這不僅僅是定位精度“量”的提升，更是定位場(chǎng)景“質(zhì)”的變化。米級(jí)與亞米級(jí)、厘米級(jí)的精度差異帶來(lái)的是路段與車(chē)道的精度差異，交通監(jiān)管環(huán)節(jié)的精細(xì)化;室內(nèi)外定位精度、坐標(biāo)系統(tǒng)的一體化，帶來(lái)的是交通系統(tǒng)室內(nèi)外協(xié)調(diào)的一體化，為城市交通的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)應(yīng)用構(gòu)建了前提條件。

三、新時(shí)期的城市交通探索與實(shí)踐

（一）城市公共交通領(lǐng)域的實(shí)踐與探索

城市公共交通是城市交通系統(tǒng)的典型要素，也往往是新技術(shù)試點(diǎn)與改革的前沿陣地?；谏衔乃嵝录夹g(shù)，廈門(mén)、深圳、蘇州、杭州、長(zhǎng)沙等多地都針對(duì)城市公共交通領(lǐng)域開(kāi)展了實(shí)踐與探索，極大地拓展了城市交通監(jiān)管系統(tǒng)的邊界。

1.從被動(dòng)監(jiān)管向主動(dòng)引導(dǎo)的技術(shù)實(shí)踐

公共交通行駛速度控制是影響公交服務(wù)品質(zhì)的重要因素，急剎車(chē)、急啟動(dòng)、加速過(guò)彎等駕駛行為直接影響城市公交的乘坐體驗(yàn)，兩車(chē)間距忽遠(yuǎn)忽近，車(chē)輛到達(dá)時(shí)間不可預(yù)期更是人們放棄公交出行的主要誘因之一。因此，對(duì)城市公交行駛車(chē)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理是解決此類(lèi)問(wèn)題的重要途經(jīng)。

廈門(mén)市BRT擁有全國(guó)唯一一個(gè)全程獨(dú)立封閉路權(quán)的公交專(zhuān)用道，具有人車(chē)分離的特征，且所有運(yùn)營(yíng)車(chē)輛擁有統(tǒng)一品牌、統(tǒng)一管理，極其適合新技術(shù)的探索與應(yīng)用。2021年，廈門(mén)市BRT將高精度定位、5G通信引入，通過(guò)高精度定位與5G通信，結(jié)合車(chē)輛CAN信息回傳、車(chē)載攝像頭信息回傳，實(shí)現(xiàn)車(chē)道級(jí)車(chē)輛實(shí)時(shí)信息的精準(zhǔn)掌控，包括但不僅限于實(shí)時(shí)車(chē)輛所在車(chē)道、距離站臺(tái)的距離、車(chē)輛行駛速度、加速度，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛行駛的精細(xì)化監(jiān)測(cè)?；谲?chē)輛精細(xì)化監(jiān)測(cè)，廈門(mén)市公交能夠結(jié)合車(chē)輛精準(zhǔn)位置提供精準(zhǔn)的控制引導(dǎo)，如合理規(guī)劃路段車(chē)速、合理誘導(dǎo)進(jìn)站減速時(shí)間、合理控制兩車(chē)間距、精準(zhǔn)推算到站時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)度與智慧化管理。整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施整體提升了廈門(mén)BRT 5%的運(yùn)營(yíng)效率，降低了車(chē)輛能耗，均衡了車(chē)輛間距與等待時(shí)長(zhǎng)，明顯提升了乘客的滿(mǎn)意度。

過(guò)去的城市公共交通監(jiān)管與運(yùn)營(yíng)，難以探查到具體的駕駛行為，往往在事件已經(jīng)發(fā)生后，被動(dòng)地回應(yīng)問(wèn)題，處罰涉事車(chē)輛與人員;一方面危害已然發(fā)生，對(duì)乘客的不良影響是不可逆的;另一方面，很多存在隱患卻無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并制止的駕駛行為，難以得到有效控制。廈門(mén)BRT的新技術(shù)實(shí)踐，讓城市交通監(jiān)測(cè)更為細(xì)致，也讓管理控制手段更為豐富。

2.更透明、更精細(xì)、更效率的補(bǔ)貼

改變補(bǔ)貼優(yōu)先的觀念，提高補(bǔ)貼的透明度、精細(xì)度和效率。城市交通系統(tǒng)對(duì)于公共交通的鼓勵(lì)往往體現(xiàn)在針對(duì)公交車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼，然而，受限于車(chē)輛運(yùn)營(yíng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的難以獲取、補(bǔ)貼政策難以精細(xì)化執(zhí)行、車(chē)輛運(yùn)營(yíng)服務(wù)缺乏合理的績(jī)效考核，城市公交運(yùn)行補(bǔ)貼往往存在補(bǔ)的多虧損，補(bǔ)的少難以支撐等問(wèn)題，公交優(yōu)先政策無(wú)法得到保障。[9]

對(duì)此，深圳市很早就構(gòu)建了一套基于車(chē)輛定位的公交補(bǔ)貼發(fā)放政策。通過(guò)對(duì)運(yùn)行公共交通位置信息的實(shí)時(shí)回傳，政府平臺(tái)記錄車(chē)輛軌跡，當(dāng)車(chē)輛按時(shí)按照公交線路，完成全段路線的行駛后，則記錄車(chē)輛完成一次運(yùn)營(yíng)，并下發(fā)此次補(bǔ)貼;若車(chē)輛未按照線路行駛，或是運(yùn)營(yíng)過(guò)程中位置信息未能回傳、發(fā)生偏移，則不記錄為完成一次運(yùn)營(yíng)。這一策略的構(gòu)建為深圳市公交的運(yùn)營(yíng)監(jiān)管提供了所需的抓手，但滯后的定位技術(shù)直接影響了政策的實(shí)施效果，位置的丟失，偏移、中斷等問(wèn)題使得不少運(yùn)營(yíng)車(chē)輛未能獲得補(bǔ)貼。

2020年，深巴集團(tuán)全面開(kāi)展了新一代定位技術(shù)的使用，將舊有定位設(shè)備替換為北斗高精度定位與慣性導(dǎo)航的融合定位設(shè)備（圖1）。一方面整體提升了位置信息回傳的穩(wěn)定性、可靠性，避免了車(chē)輛定位的偏移、丟失，提升了運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼的準(zhǔn)確率;另一方面，高精度定位能力的引入使得公交車(chē)輛可以實(shí)現(xiàn)路口、斑馬線、主輔路等應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)時(shí)定位、車(chē)速監(jiān)管、電子圍欄控制等功能，使得針對(duì)公共交通運(yùn)營(yíng)成本的精細(xì)化補(bǔ)貼、運(yùn)營(yíng)質(zhì)量的精細(xì)化監(jiān)管能在未來(lái)得以實(shí)現(xiàn)。

3.多層次、多樣化的出行服務(wù)

多樣化、多層次的公交經(jīng)營(yíng)，適應(yīng)不同出行者的不同出行需求。根據(jù)《中國(guó)主要城市交通分析報(bào)告》①，全國(guó)大部分的快速路、主干道的使用率高達(dá)100%，平均擁堵率超過(guò)60%，但次干道、支路的平均擁堵率卻僅為30%。傳統(tǒng)公交運(yùn)營(yíng)受限于車(chē)輛尺寸、需求的不確定性、車(chē)輛運(yùn)營(yíng)成本等因素，難以讓服務(wù)滲透到城市道路的“毛細(xì)血管”。

利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、5G通信、高精度定位、人工智能技術(shù)，蘇州市在2020年開(kāi)通了全國(guó)首個(gè)常態(tài)化運(yùn)營(yíng)的5G無(wú)人公交線路。該線路全長(zhǎng)超過(guò)4公里，途徑12個(gè)路口，沿途設(shè)置5個(gè)站點(diǎn)，部署了超過(guò)130個(gè)智能感知設(shè)備，為國(guó)內(nèi)路程最長(zhǎng)的一條Robo-Bus體驗(yàn)線路。利用高精度定位技術(shù)，車(chē)輛實(shí)現(xiàn)車(chē)道級(jí)線路規(guī)劃，結(jié)合路側(cè)傳感器與平臺(tái)回傳的施工、占道、行人等信息，合理規(guī)劃避讓線路;利用5G通信技術(shù)，車(chē)輛能夠?qū)崟r(shí)獲取周邊交叉口的道路交通參與者情況，提前進(jìn)行決策，避免事故與違章的發(fā)生;利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，乘客可以按需預(yù)約或查詢(xún)運(yùn)營(yíng)線路，車(chē)輛能夠事先獲取車(chē)站乘客情況，按需實(shí)現(xiàn)車(chē)輛停靠。

目前，蘇州已經(jīng)推出3條5G無(wú)人公交線路，未來(lái)還將繼續(xù)開(kāi)通更多線路，使得越來(lái)越多的“毛細(xì)血管”道路、不同的出行者均可享受到城市公共交通的便利。

（二）開(kāi)放路段的車(chē)路協(xié)同實(shí)踐與探索

2019年，蘇州市啟動(dòng)了車(chē)聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)的建設(shè)工作，圍繞著高鐵新城、常熟市、工業(yè)園區(qū)，在開(kāi)放路段上大量開(kāi)展各類(lèi)應(yīng)用示范與測(cè)試服務(wù)。整個(gè)示范區(qū)的建設(shè)不僅帶來(lái)了新技術(shù)與新企業(yè)，也在默默改變城市交通系統(tǒng)的運(yùn)作邏輯。

1.交通全要素的感知與監(jiān)測(cè)

依托新型通信技術(shù)對(duì)于城市交通監(jiān)管系統(tǒng)帶來(lái)的最直接的變化就是極其豐富的可感知、可檢測(cè)交通要素。蘇州高鐵新城于2020年率先啟動(dòng)了國(guó)家級(jí)5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)城市級(jí)驗(yàn)證與應(yīng)用項(xiàng)目片區(qū)建設(shè)，累計(jì)改造智能網(wǎng)聯(lián)道路超過(guò)60公里、路側(cè)單元設(shè)備79套、毫米波雷達(dá)143套、邊緣計(jì)算設(shè)備96套、融合感知攝像頭133個(gè)，并配有超級(jí)邊緣計(jì)算機(jī)。龐大的路側(cè)感知設(shè)備使得道路能夠?qū)崿F(xiàn)孿生化的感知與監(jiān)測(cè)，路上每一個(gè)車(chē)輛、路邊的每一個(gè)行人，乃至于這些交通要素的每一個(gè)行為都時(shí)時(shí)刻刻得到監(jiān)測(cè)與記錄。海量的信息也使得監(jiān)管有了更為廣闊的土壤。

2.豐富而差異化的城市交通系統(tǒng)要素

車(chē)路協(xié)同系統(tǒng)的建設(shè)不僅給城市交通監(jiān)管系統(tǒng)帶來(lái)更為精細(xì)的感知與監(jiān)測(cè)、更為豐富的可用信息，也帶來(lái)了更多的監(jiān)管挑戰(zhàn)。隨著示范區(qū)的建立，通過(guò)招商引資與本地孵化，片區(qū)已有超過(guò)100家車(chē)聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，覆蓋車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的30余個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，打造了城市環(huán)衛(wèi)、高鐵樞紐接駁、園區(qū)物流、出租車(chē)等多種智能駕駛示范應(yīng)用。各類(lèi)智能駕駛項(xiàng)目的應(yīng)用給城市交通系統(tǒng)帶了新的監(jiān)管要素，而監(jiān)管政策、監(jiān)管手段卻存在滯后性。如果智能駕駛行為、事故的責(zé)任主體、權(quán)利范圍未能明確，那么城市交通的監(jiān)管則必然無(wú)從談起。

3.更多的主動(dòng)式引導(dǎo)與信息提醒

示范區(qū)車(chē)路協(xié)同應(yīng)用場(chǎng)景中一個(gè)重要的類(lèi)型就是將路側(cè)感知到的信息，通過(guò)車(chē)路協(xié)同網(wǎng)絡(luò)、5G通信網(wǎng)絡(luò)傳遞給車(chē)輛或行人設(shè)備。將行人過(guò)街、路口紅綠燈、車(chē)道擁堵情況等信息，基于一定時(shí)間的提前量下發(fā)給車(chē)輛、行人，使得行人與車(chē)輛有充足時(shí)間進(jìn)行策略調(diào)整，以主動(dòng)引導(dǎo)與信息提醒的方式優(yōu)化交通運(yùn)行秩序，降低交通系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，為城市交通監(jiān)管中的管理控制提供了更為豐富的技術(shù)手段。

四、新技術(shù)背景下的城市交通監(jiān)管系統(tǒng)變化趨勢(shì)

對(duì)于城市交通系統(tǒng)的監(jiān)管而言，新技術(shù)的出現(xiàn)往往是系統(tǒng)問(wèn)題的解決方案或是系統(tǒng)變化的前提條件。室內(nèi)外一體的高精度定位、更為穩(wěn)定可靠大容量的通信技術(shù)、更泛用有效的機(jī)器學(xué)習(xí)算法等新技術(shù)的出現(xiàn)使得城市交通監(jiān)管能夠觸及到以往難以觸及的角落。一方面一些原本僅處于設(shè)想階段的監(jiān)管方式、監(jiān)管內(nèi)容得以實(shí)現(xiàn)，如監(jiān)管司機(jī)的駕駛行為，捕捉不文明的駕駛習(xí)慣，整個(gè)城市交通的監(jiān)測(cè)過(guò)程變得更為細(xì)致;另一方面對(duì)于城市交通的管理與控制，新技術(shù)也使得管理控制手段能夠盡可能地及時(shí)，在危險(xiǎn)、違規(guī)、違法發(fā)生前予以提醒，在發(fā)生過(guò)程中得以精準(zhǔn)、快速取證，而在事件發(fā)生后能夠快速處理，降低危害與損失。

新技術(shù)，給城市交通系統(tǒng)的監(jiān)管帶來(lái)的也不僅僅是好處，也使得城市交通系統(tǒng)的監(jiān)管面臨了新的挑戰(zhàn)。從上述的實(shí)踐與探索過(guò)程中以及過(guò)往的交通發(fā)展歷程就可以發(fā)現(xiàn)，新的技術(shù)會(huì)帶來(lái)新的城市交通系統(tǒng)構(gòu)成、新的交通行業(yè)、新的交通主體，使得整個(gè)交通監(jiān)管的法律、制度、流程、系統(tǒng)、手段都面臨著新的調(diào)整，甚至于有的問(wèn)題是過(guò)往不曾經(jīng)歷過(guò)的。如大數(shù)據(jù)背景下對(duì)于出行公平性問(wèn)題的監(jiān)管，避免交通運(yùn)營(yíng)管理中的歧視問(wèn)題，如越來(lái)越多的交通數(shù)據(jù)背景下對(duì)于數(shù)據(jù)共享與個(gè)人信息、數(shù)據(jù)安全保護(hù)的問(wèn)題，如智能駕駛進(jìn)入開(kāi)放道路出現(xiàn)事故后的路權(quán)歸屬、優(yōu)先級(jí)以及責(zé)任主體問(wèn)題。

越來(lái)越多的手段帶來(lái)越來(lái)越多的信息，越來(lái)越自動(dòng)化的監(jiān)管也使得規(guī)則的制定變得尤為慎重，越來(lái)越精細(xì)的監(jiān)管也使得安全、效率、平等的問(wèn)題越發(fā)地?zé)o法規(guī)避?？梢?jiàn)對(duì)于城市交通監(jiān)管系統(tǒng)而言，當(dāng)下的諸多新技術(shù)帶來(lái)的不僅僅是城市交通監(jiān)管的便捷、細(xì)致，更是整個(gè)監(jiān)管系統(tǒng)需要重新梳理，新的監(jiān)管要素、新的監(jiān)管手段、新的制度法規(guī)、新的理論框架，大量空白的領(lǐng)域有待學(xué)者們不斷完善與充實(shí)。

注釋?zhuān)?/p>

①高德地圖.中國(guó)主要城市交通分析報(bào)告。

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Discussion on the Changes of Urban Transportation System from the New Technology Perspective

Liu Zongyu， HuChuncheng， Xiao Xiamin

（China Mobile（shanghai） Industrial Research Institute， Shanghai 200135， China）

Abstract： The current research on urban transportation system often focuses on the relationship between urban transportation and urban spatial form. These research trying to alleviate urban traffic problems and build an efficient and safe urban traffic system by guiding the relationship between urban spatial form and urban traffic structure.With the development of national supply side reform， the progression of urbanization has entered a new stage， and the urban transportation has upgraded from incremental supply to stock management. So far， the emergence， exploration and use of new technologies have become a vital part of this stage， and the urban transportation supervision system is a far-reaching part.From the perspective of the impact of technological development on urban transportation， this paper expounds the application of some emerging technologies in the field of urban transportation， summarizes their impact on urban transportation supervision， and puts forward ideas for the changes of urban transportation supervision system in the future.

Key words： new technology perspective; urban transportation supervision system; high-precision positioning; 5 G

■責(zé)任編輯：許? 丹