編者按：交通是城市經(jīng)濟發(fā)展的動脈，建立人、車、路、環(huán)境協(xié)調(diào)運行的新一代綜合交通運行協(xié)調(diào)體系，將大大提高城市交通系統(tǒng)的整體運行效率。隨著智慧交通領(lǐng)域AI技術(shù)探索與實踐應(yīng)用，智慧交通在智慧城市中將會有怎樣的創(chuàng)新應(yīng)用和趨勢？佳都科技深度文章給你答案！
此文連載為《智慧交通在智慧城市建設(shè)中的創(chuàng)新應(yīng)用與發(fā)展趨勢》下部分，謝謝關(guān)注！
三、新型智慧交通在智慧城市中的
創(chuàng)新應(yīng)用
城市交通系統(tǒng)的變革為新型智慧交通提供了技術(shù)支撐， 新型智慧交通，即在完善的基礎(chǔ)設(shè)施條件下，通過完備的數(shù)據(jù)采集來支撐路網(wǎng)交通容量、需求和狀態(tài)分析，進而驅(qū)動新一代智慧交通創(chuàng)新業(yè)務(wù)應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)普遍存在的“煙囪式”的垂直建設(shè)管理模式，新一代智慧交通系統(tǒng)的核心特征如下：
1．在采集層由狀態(tài)參數(shù)檢測轉(zhuǎn)向身份檢測；
2．由單項業(yè)務(wù)支撐型檢測轉(zhuǎn)向系統(tǒng)解構(gòu)完備型檢測；
3．由分項業(yè)務(wù)支撐型的數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)向以可計算路網(wǎng)支撐的基于身份檢測的交通模型分析；
4．由單向垂直的業(yè)務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)聯(lián)動的業(yè)務(wù)系統(tǒng)；
5．由事后應(yīng)急響應(yīng)型轉(zhuǎn)向事前預(yù)測預(yù)防管控型。
新型智慧交通指導智能交通系統(tǒng)建設(shè)和管理，讓交通系統(tǒng)變得可測可解可控，實現(xiàn)了交通基礎(chǔ)設(shè)施按需而建、數(shù)據(jù)需求標準規(guī)劃、智慧平臺和業(yè)務(wù)系統(tǒng)滿足業(yè)務(wù)。按照 IDPS 體系框架，城市智能交通系統(tǒng)建設(shè)的核心在于多類基礎(chǔ)設(shè)施（標志標線、卡口、視頻監(jiān)控、交通信號機等）、一個城市交通大腦和多個業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)（按照業(yè)務(wù)需要組織）。其中城市交通大腦是中樞，基于完備的數(shù)據(jù)指導完善基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，實現(xiàn)城市交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的標準化采集和管理，同時提供核心分析能力，解構(gòu)城市交通系統(tǒng)，做到定量、準確掌握大量車輛軌跡和所有路段路口的供給、需求、狀態(tài)。為城市道路交通管理打下最堅實的基礎(chǔ)， 為彈性的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供最有效的支持。
城市交通大腦主要采用兩大關(guān)鍵技術(shù)：可計算的道路交通網(wǎng)絡(luò)模型以及基于交叉口身份檢測的交通系統(tǒng)模型。
1. 可計算的道路交通網(wǎng)絡(luò)模型
在現(xiàn)有的路網(wǎng)模型中，平面路網(wǎng)模型和非平面路網(wǎng)模型均采用一維線段來表示道路，沒有準確地描述車道的屬性信息；而基于車道的導航數(shù)據(jù)模型雖然以路段上的車道為建模單位，但是并沒有加載路網(wǎng)的邏輯關(guān)系，無法進行對象關(guān)聯(lián)和推導，應(yīng)用仍然存在局限?；诖?，城市交通大腦構(gòu)建了一個可計算路網(wǎng)模型，基于交通語義的關(guān)系表達和計算技術(shù)的支撐，將所有的交通設(shè)施、規(guī)則、控制策略都被數(shù)字化、信息化，并以能夠為計算機所理解的形式計算、查閱、存儲?？捎嬎愕牡缆方煌ňW(wǎng)絡(luò)模型能夠滿足對交通路網(wǎng)精細化管理的需求，具體體現(xiàn)在：
（1）能夠準確地描述復雜路網(wǎng)的線形地物，包括各種立體交叉；
（2）建立道路之間的拓撲連接關(guān)系；
（3）描述車道的屬性和同一路段中相鄰車道之間的拓撲連接關(guān)系，建立車道與道路的對應(yīng)關(guān)系；
（4）能夠支持對交叉口和道路中細化到車道的交通組織的表達，描述交叉口入口與出口的車輛連接關(guān)系；
（5）描述路網(wǎng)中的要素的時間狀態(tài)，以描述動態(tài)事件。通過描述上述實體及其關(guān)系，交通路網(wǎng)模型能為交通運行管理提供：管理對象的基礎(chǔ)路網(wǎng)數(shù)據(jù)描述、管理過程中的交通運行數(shù)據(jù)組織與管理、管理結(jié)果數(shù)據(jù)與路網(wǎng)具體評價對象的關(guān)聯(lián)展現(xiàn)。在可計算道路交通網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，能夠加載數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)，實現(xiàn)路網(wǎng)的全表達，數(shù)據(jù)的層級聯(lián)動，系統(tǒng)集成的全支撐。
2．基于身份檢測的交通系統(tǒng)模型
傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)模型是以假設(shè)為前提的四階段法，假設(shè)車輛均勻到達，假設(shè)出行需求可知，行駛路線可控，假設(shè)以 3-5%的居民出行調(diào)查代表全體市民等，忽略了交通系統(tǒng)的本質(zhì)是時變、非線性、不連續(xù)、不可測、不可控。在多重假設(shè)的前提下，對交通系統(tǒng)特征的分解只能停留在路網(wǎng)平均參數(shù)層間，例如路網(wǎng)平均速度、路網(wǎng)擁堵指數(shù)等，不能深入了解個體出行特征，解剖路口、路段、車輛等的交通要素。
基于此，城市交通大腦構(gòu)建了基于身份檢測的交通系統(tǒng)模型。采用卡口、RFID、GPS 等具有身份特征的檢測方法，其中卡口系統(tǒng)業(yè)務(wù)運用范圍更加廣泛，自動統(tǒng)計監(jiān)視區(qū)域的交通流量、車速、道路占有率等參數(shù)，且準確獲得目標車輛位置、車牌號碼、車輛型號等特征信息，同時具備視頻圖像以及視頻流的采集功能，已經(jīng)成為了目前較為常見的交通信息采集手段。基于此，通過精準跟蹤路網(wǎng)中每一輛車的出行軌跡等時空特征，幫助我們準確掌握路段、路口、路網(wǎng)、停車場、警力的交通容量、需求、狀態(tài)。從微觀、中觀、宏觀不同層面，在過去、現(xiàn)在、未來不同的時間尺度上，全面解構(gòu)交通 DNA，破譯交通基因，使得交通系統(tǒng)做到可視、可測、可控。
現(xiàn)有智能交通管理系統(tǒng)主要存在業(yè)務(wù)系統(tǒng)各自為政，數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一，缺乏數(shù)據(jù)深度挖掘應(yīng)用工具等問題，新型智慧交通以城市交通大腦的理念來設(shè)計整合現(xiàn)有資源，完善建設(shè)。
3．數(shù)據(jù)統(tǒng)一標準，促進數(shù)據(jù)融合
目前數(shù)據(jù)共享主要是通過數(shù)據(jù)倉庫實現(xiàn)，數(shù)據(jù)倉庫從各業(yè)務(wù)系統(tǒng)抽取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，進行分析和應(yīng)用。由于數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一、各系統(tǒng)及硬件穩(wěn)定性不強等原因， 導致數(shù)據(jù)來源準確性不高，各平臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)有一定沖突，限制了數(shù)據(jù)的進一步挖掘。因此亟需建立一套統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，搭建數(shù)據(jù)云平臺，實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯聚，從業(yè)務(wù)驅(qū)動的角度抽取有用的數(shù)據(jù)，避免設(shè)備的重復建設(shè)以及數(shù)據(jù)的堆砌浪費。
（1）建立智慧的大數(shù)據(jù)分析計算平臺
針對智能交通管理系統(tǒng)所能采集的海量數(shù)據(jù)開展大數(shù)據(jù)的研究，開發(fā)基于交通運行分析系統(tǒng)功能提升的智慧的大數(shù)據(jù)分析計算平臺，實現(xiàn)基于城市交通管理的三要素“容量、需求、狀態(tài)”計算的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)的深度挖掘，打造更可靠的數(shù)據(jù)資源支持管理決策，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保信息服務(wù)的準確性。
（2）完善面向業(yè)務(wù)應(yīng)用的驅(qū)動組件
輔助決策系統(tǒng)需要構(gòu)建一套直接面向業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的標準化的驅(qū)動組件，將輔助決策數(shù)據(jù)快速、高效的發(fā)送給業(yè)務(wù)系統(tǒng)，驅(qū)動業(yè)務(wù)應(yīng)用?；诖髷?shù)據(jù)的輔助決策不是一蹴而就的，也不是純粹的數(shù)據(jù)展示，而是循序漸進的，包括理念的灌輸、方法的轉(zhuǎn)變、手段的更新，不僅僅在管理層需要大數(shù)據(jù)理念，在基層的戰(zhàn)斗實體更加需要提升大數(shù)據(jù)應(yīng)用的能力水平，以應(yīng)用促進技術(shù)開發(fā)、以技術(shù)開發(fā)帶動應(yīng)用發(fā)展，以達到良性循環(huán)。新一代智慧交通管理體系可以從根本上轉(zhuǎn)化應(yīng)用思維，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，業(yè)務(wù)應(yīng)用為驅(qū)動，因此，需要在現(xiàn)有建設(shè)基礎(chǔ)上以城市交通大腦的思維繼續(xù)整合資源，完善建設(shè)。
四、智慧交通在智慧城市建設(shè)中的
應(yīng)用前景與趨勢
盡管國內(nèi)從事智能交通的企業(yè)“魚龍混雜”，一些專注于特定領(lǐng)域的企業(yè)，經(jīng)過多年的發(fā)展，已在相關(guān)領(lǐng)域取得了不錯的成績。一些龍頭企業(yè)在高速公路機電系統(tǒng)、高速公路智能卡、地理信息系統(tǒng)和快速公交智能系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)了重要的地位。
智慧交通在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用前景于發(fā)展趨勢將具備如下幾個特點：
1.互聯(lián)網(wǎng)思維深度滲透融合
在全國政協(xié)十二屆二次會議中，提出要制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，意味著“互聯(lián)網(wǎng)+”正式上升為國家戰(zhàn)略，“十三五”期間互聯(lián)網(wǎng)將同交通行業(yè)深度滲透融合，對相關(guān)環(huán)節(jié)產(chǎn)生深刻變革，并將成為建設(shè)智慧交通的提升技術(shù)和重要思路。
大數(shù)據(jù)思維。將城市非涉密數(shù)據(jù)有條件地開放，鼓勵企業(yè)基于開放的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘，挖掘出大數(shù)據(jù)背后的潛在價值，為百姓提供更為智能和便利的交通信息服務(wù)。
用戶思維。為使智慧交通中投入的資金更有效率，更有針對性，在項目建設(shè)中，運用互聯(lián)網(wǎng)思想，開展百姓需求調(diào)查，了解百姓最迫切希望解決的問題，從而有針對性地選擇項目，將有限的“好鋼”（資金）用在“刀刃”上。
跨界思維。電子商務(wù)與智能交通逐步融合，使得人們的出行體驗與購物、消費等服務(wù)結(jié)合在一起。典型案例如中國最大的電商阿里巴巴收購了高德后，將高德的位置服務(wù)和出行路徑誘導與電商服務(wù)進行了集成，給了用戶全新的體驗。
免費思維。在盈利方式上，引入互聯(lián)網(wǎng)思維的盈利思路，創(chuàng)新項目商業(yè)運營模式，對于可以市場化的項目加強具體項目的商業(yè)運作模式可行性研究，增強項目自身造血功能，使項目建成后能快速持續(xù)收回成本；比如基礎(chǔ)服務(wù)免費、增值服務(wù)收費，或者短期免費、長期收費，或者對百姓免費、轉(zhuǎn)嫁收費等。
2.綠色交通成為交通發(fā)展新底色
加快推進綠色循環(huán)低碳交通運輸發(fā)展，是加快轉(zhuǎn)變交通運輸發(fā)展方式、推進交通運輸現(xiàn)代化的一項艱巨而緊迫的戰(zhàn)略任務(wù)。近年來，國家層面通過出臺相關(guān)政策、開展城市試點等方式積極推進綠色交通建設(shè)。啟動了“車、船、路、港”千家企業(yè)低碳交通運輸專項行動；交通運輸部頒布實施了《關(guān)于貫徹落實〈國務(wù)院關(guān)于城市優(yōu)先發(fā)展公共交通的指導意見〉的實施意見》，隨后便啟動了公交都市建設(shè)工作，截至2017年底，137個城市入選公交都市試點城市；交通運輸部印發(fā)了《加快推進綠色循環(huán)低碳交通運輸發(fā)展指導意見》，同年頒布了《關(guān)于推進水運行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的指導意見》，組織無錫等10個城市開展低碳交通城市區(qū)域性試點工作。
“十三五”期間，隨著科技技術(shù)的不斷創(chuàng)新、國家政策的強力支持，綠色交通將成為交通運輸發(fā)展的新底色，節(jié)能減排將成為智慧交通發(fā)展的關(guān)鍵詞。大力發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)，提高車輛運行效率；重視智能汽車的發(fā)展，提升車輛智能化水平，加強車輛的智能化管理；積極采用混合動力汽車、替代料車等節(jié)能環(huán)保型營運車輛；構(gòu)建綠色“慢行交通”系統(tǒng)，提高公共交通和非機動化出行的吸引力；構(gòu)建綠色交通技術(shù)體系，促進客貨運輸市場的電子化、網(wǎng)絡(luò)化提高運輸效率，降低能源消耗，實現(xiàn)技術(shù)性節(jié)能減排。
3.新興技術(shù)應(yīng)用更加普及
“十三五”期間，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)媒體等新興技術(shù)的發(fā)展，其在智慧交通行業(yè)中的應(yīng)用將更加普及。
物聯(lián)網(wǎng)：激活智能要素。通過各類傳感器、移動終端或電子標簽，使信息系統(tǒng)對外部環(huán)境的感知更加豐富細致，這種感知為人、車、路、貨、系統(tǒng)之間的相互識別、互操作或智能控制提供了無限可能。未來，智能公路、智能航道、智能鐵路、智能民航、智能車輛、智能貨物、智能場站等將快速發(fā)展，管理者對交通基礎(chǔ)設(shè)施、運輸裝備、場站設(shè)備等的技術(shù)運行情況和外部環(huán)境能夠更加全面、及時、準確掌握。
云計算、大數(shù)據(jù)：點亮交通管理智慧。據(jù)不完全統(tǒng)計，當前交通運輸行業(yè)每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量在百PB級別，存儲量預(yù)計可達到數(shù)十PB。以北京市交通運行監(jiān)測調(diào)度中心（TOCC）為例，目前TOCC共包括6000多項靜動態(tài)數(shù)據(jù)、6萬多路視頻，其靜動態(tài)數(shù)據(jù)存儲達到20T，每天數(shù)據(jù)增量達30G左右。面對增長迅速的海量數(shù)據(jù)，在云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)支撐保障下，未來的交通管理系統(tǒng)將具備強大的存儲能力、快速的計算能力以及科學的分析能力，系統(tǒng)模擬現(xiàn)實世界和預(yù)測判斷的能力更加出色，能夠從海量數(shù)據(jù)中快速、準確提取出高價值信息，為管理決策人員提供應(yīng)需而變的解決方案，交通管理的預(yù)見性、主動性、及時性、協(xié)同性、合理性將大幅提升。
移動互聯(lián)網(wǎng)：提高信息服務(wù)水平。服務(wù)是交通運輸?shù)谋举|(zhì)屬性，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、智能移動終端大范圍應(yīng)用，信息服務(wù)向個性化、定制化發(fā)展。信息服務(wù)系統(tǒng)與交通要素的信息交互更加頻繁，系統(tǒng)對用戶的需求跟蹤、識別更加及時準確，能夠為用戶提供交通出行或貨物運輸?shù)娜^程規(guī)劃、實時導航和票務(wù)服務(wù)，基于位置的信息服務(wù)和主動推送式服務(wù)水平大大改善。
4.車聯(lián)網(wǎng)迎來爆發(fā)式增長
隨著國內(nèi)汽車保有量的迅速擴大，我國正在步入汽車社會，與汽車相關(guān)的社會問題和矛盾也日益凸顯，其中汽車與道路、汽車與環(huán)境、汽車與能源、汽車與行人之間的矛盾日益突出。這些都表明我國車聯(lián)網(wǎng)市場蘊含著巨大空間。與此同時，國家政府已經(jīng)明確相關(guān)政策，大力支持車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。“十二五”規(guī)劃已將車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)十大重點部署領(lǐng)域之一，車聯(lián)網(wǎng)有關(guān)項目已被列為我國重大專項重要項目，首期資金投入達百萬億級別。工信部將從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、技術(shù)標準等多方面著手，加大對車載信息服務(wù)的支持力度，全力推進車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。
然而，由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、商業(yè)模式、安全法規(guī)等瓶頸的存在，我國車聯(lián)網(wǎng)目前依然處于初級階段?！笆濉逼陂g，隨著國家層面對車聯(lián)網(wǎng)政策紅利的逐步釋放，技術(shù)水平的不斷提升，互聯(lián)網(wǎng)思維的逐步滲透，車聯(lián)網(wǎng)將迎來爆發(fā)式增長期。據(jù)銀河證券預(yù)測，在2015年中國車聯(lián)網(wǎng)用戶將滲透到1,000萬戶，占彼時汽車用戶總數(shù)的將近10％。5年內(nèi)用戶數(shù)將達到4,000萬戶，有望滲透率突破20％?！段锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究（2010）》則預(yù)測，車聯(lián)網(wǎng)2015年市場規(guī)模將達到2,000億元，2020年達到1萬億元。
5.參與主體趨向多元化
隨著智慧城市建設(shè)PPP模式的逐步規(guī)范化，支持社會資本參與重點領(lǐng)域建設(shè)?！督煌ㄟ\輸部關(guān)于全面深化交通運輸改革的意見》提出：完善社會資本參與交通建設(shè)機制。“十三五”期間，國家層面對社會資本參與智慧交通的態(tài)度日漸明朗，同時隨著 “互聯(lián)網(wǎng)+”上升為國家戰(zhàn)略，互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、思維模式等將逐步滲透到交通行業(yè)的各大領(lǐng)域?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)將積極參與到智慧交通建設(shè)，用戶也將成為智慧交通的重要參與主體，智慧交通建設(shè)的主體將呈現(xiàn)多元化的特征。
結(jié)語
在人們感慨人工智能迅速崛起并進入各行各業(yè)的當下，殊不知智慧交通領(lǐng)域的AI技術(shù)探索和實踐應(yīng)用早已開啟。AI技術(shù)發(fā)展帶給行業(yè)全新的挑戰(zhàn)，更引發(fā)了百花齊放的行業(yè)競爭，其競爭的根本在于架構(gòu)之爭、產(chǎn)品之爭。基于算法和算力的全面提升推出了基于AI的產(chǎn)品及解決方案，未來的交通是車路協(xié)同的交通，是由聰明的路和聰明的車構(gòu)成；未來的交通信號系統(tǒng)將成為以信號為核心的類腦城市交通計算中心，各交通參與單元都將具備“自主”思維。結(jié)合現(xiàn)在交通管理普遍存在的問題如路口斷面感知、路測設(shè)備的智能程度不足等問題切入，未來交通將聚焦于突破智慧城市中基于路網(wǎng)的多尺度、多維度、多粒度交通數(shù)據(jù)的全息感知與融合技術(shù)，構(gòu)建全面反映交通狀態(tài)及交通管控效果的評價指標；基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的路網(wǎng)全局交通管控技術(shù)，實現(xiàn)對宏觀-中觀-微觀的動態(tài)交通精細化管控；研制類腦交通控制裝備及類腦智慧交通管控服務(wù)平臺，實現(xiàn)區(qū)域交通管控效果評價與管控方案優(yōu)化。智慧交通的智慧之路必將隨著城市交通大腦的建設(shè)和人工智能加持越走越寬，智慧城市建設(shè)中的智慧交通“黑科技”也會給人民群眾帶來滿滿的獲得感和幸福感。
文丨徐建明