智能交通在中國的發展與創新
一,發展階段及其特征
我國智能交通起源于上世紀九十年代,可劃分為五個階段:培育階段(1996—2000)、起步階段(2001—2005)、基礎階段(2006—2010)、創新階段(2011—2015)和轉型階段(2016—2020)。
具體而言,上述階段分別具有下述主要特征:
◆培育階段:主要是建立理念認識和基本框架,其主要特征為:一方面,國家組織專家學者和相關人士參加世界智能交通大會;一方面,科技部于上世紀90年代末期立項支持中國智能交通技術體系框架研究、中國智能交通體系標準框架體系研究等軟課題,奠定了我國智能交通發展的重要基礎。
◆起步階段(“十五”期間):國家科技攻關計劃設立了12個科技項目專門支持智能交通關鍵技術研究;選擇了北京、天津、上海、廣州、深圳等12個城市進行智能交通示范應用建設;在智能化交通管理、公用信息平臺、智能化公交等方面進行了一系列建設項目。
◆基礎階段(“十一五”期間):以北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會等一系列重大國際活動的接連舉辦為契機,為加強配套的交通建設和保障,國家層面的智能交通集成應用與示范得到推動,同時,科技部、公安部、交通運輸部等多部門聯合啟動了國家道路交通安全科技行動計劃(218項目)。
◆創新階段(“十二五”期間):在這一階段,我國智能交通進入了全面推進和提升時期,在各個應用領域(公、鐵、水、民、城市交通等)都開發了很多代表性工程。
◆創新階段(“十三五”期間):隨著國家科技體制的逐步改革和新一代信息技術的發展,智能交通也進入了多行業協同、以新技術來推動升級發展的階段。
概括地說,在從2000年到2020年的二十年間,我國智能交通發展迅速、國際合作交流廣泛深入。
二,三大重點項目
縱觀我國智能交通發展歷程,以下三個項目較為典型、意義重大:
◆國家智能交通綜合技術集成應用示范項目:包括國家高速公路聯網不停車收費和服務系統、北京奧運智能交通集成系統、上海世博會智能交通技術綜合集成系統、廣州亞運會智能交通綜合信息平臺系統、遠洋船舶及戰略物資運輸在線監控系統。
◆國家道路交通安全科技行動計劃:由科技部、公安部、交通運輸部聯合主導,2008年啟動第1期科技支撐項目,主要有信息共享平臺、山區公路安全保障、高速公路安全控制、營運車輛運行安全、全民交通行為安全提升、路網安全態勢監測、交通安全執法等7個示范工程;第2期主要針對高速公路的行車安全和低等級公路行車安全,有高速公路行車條件提升、高速公路安全聯網聯控、低等級公路安全防控、高速公路網運行狀態智能監測與安全服務保障、高速公路空地一體化交通行為監測與信息化執法、高速公路重大突發事件處置與應急救援等6個示范工程;上述示范工程對我國智能交通發展起了很重要的推動作用。
◆綜合運輸與智能交通重點專項:主要圍繞交通系統智能化和運輸服務綜合化展開研究,以此實現對智能交通及交通發展的推動。
三,發展特點
根據對我國智能交通發展歷程的回顧,可總結其發展特點如下:
◆科技引領、推動;
◆公路、鐵路、民航、水運、城市交通等多行業齊頭并進、協同發展;
◆中央和地方均十分重視;
◆基礎設施建設、行業信息化推進與城市建設緊密結合;
◆結合我國實際,面向應用需求,推動實現創新發展。
總而言之,經過二十多年的發展,我國智能交通已形成了自己的技術體系、建立了自己的標準、建成了一系列具有影響力的工程項目??萍紕撔峦苿悠湔w水平居于世界同列水平,特別在高速公路聯網不停車收費、智能化交通管理方面的部分技術達到了世界前沿水平。此外,相關產業也初具規模,并基本形成以研究規劃與設計咨詢、系統集成與服務、專業產品與系統提供、增值運營服務四位一體的智能交通產業生態體系。
四,我國智能交通取得的成就
從應用服務方向的角度來看,主要是朝著智能化交通管理、智能化交通服務和智能化決策支持三個方向發展。
從行業發展進程的角度來看,智能交通相關技術已在城市交通智能化管理與服務、公眾出行智能化服務、公路智能化等多個行業或領域得到了廣泛建設與應用,發展前景十分廣闊,具體成就如下:
◆城市交通智能化管理與服務:我國400多個城市都建成了集接處警、信息采集、交通控制等功能于一體的智能化交通指揮控制中心,交通信號控制系統,交通誘導系統,交通監控系統,電子警察系統等;在北京、上海、深圳、廣州等大城市建立了綜合交通協調指揮中心(TOCC),實現了城市道路交通、軌道、民航以及城市停車、公交等的綜合協調;智能化快速公交系統、地鐵運營管理智能化和安全保障在各大城市得到普遍推廣和應用,智能化停車系統正在建設推進當中。
圖1:城市交通智能化管理與服務相關應用
◆公眾出行智能化服務:全國汽車保有量超過2億輛,機動化出行比例大幅上升;公交卡用戶近5億,公交一卡通實現多個城市的跨區域使用;手機導航、車輛導航得到普及應用,用戶總數在7億以上;各類交通信息、票務服務APP得到大范圍應用;共享單車和共享新能源汽車數量全球領先。
◆公路智能化:高速公路收費、通信、監控系統全覆蓋;ETC用戶數量超2億;“兩客一危”重點運營車輛智能化監測平臺已在全國完全建立;建成了全國“兩客一危”重點運營車輛智能化監測平臺;全國公路主要節點、重點路段均安裝了交通監控設備和系統,實現對主要道路運行狀態的智能化監測、預警和應急處置。
◆公路運營管理與服務智能化:以智能、快速、綠色、安全為特征的智慧公路正在建設當中。
◆鐵路智能化運營管理與服務:建成了全國鐵路運營管理智能調度系統和鐵路聯網售票系統;以智能動車組、智能設施、全線數字化管理為主要特征的智能高鐵正在建設之中。
◆民航智能化:目前實現了空管、機場、旅客服務等領域的智能化與國產化,機場協同決策(A-CDM)也已覆蓋了全國100多個機場。
圖2:智能化機場
◆水運智能化:主要圍繞智能航運、智慧港口、船岸協同、黃金水道等方面進行智能化建設。
圖3:水運智能化建設方向
◆自動駕駛和智能車路協同:我國較早地進行了無人駕駛汽車的實際道路運行測試;出臺了多部智能公路相關的標準和規范、建成了多個智能網聯汽車專業測試基地。
圖4:智能網聯汽車
◆交通安全保障、執法和監管智能化:建立了覆蓋全國的公路安全評價體系、一體化應急交通管理系統、交通事故現場快速處置系統、事故處理與分析系統等一系列智能系統。
我國智能交通未來發展趨勢
當前,技術變革正在推動整個交通運輸系統的轉型和變革,新的技術帶來的不光是技術,還有很多新的理念、新的服務模式、新的概念,因此,智能交通也正處于新業態、新模式轉化過程中,相關產業也處于不斷提升的時期。
如果對我國智能交通發展歷程及未來趨向做一個斷代劃分的話,那么可分為智能交通1.0時代、智能交通2.0時代和智能交通3.0時代。1.0時代的標志年份是2005年,2.0時代的標志年份是2015年。在從2015到2020乃至2030年的這段時間內,可能會孕育出3.0時代的一些特征。
1.0時代的典型特點是面向業務,以信息化為特征,主要推動城市智能化交通管理系統、車載導航系統、聯網不停車收費系統等的建設;2.0時代的主要特征是數據驅動和網聯化,主要推動大數據集成分析、移動互聯服務和智能網聯汽車等的發展;3.0時代預計將主要面向服務、實現需求響應,以共享化和協同化為特征,AI技術、智慧城市、交通大腦、智慧公路、智能鐵路等將得到大力發展。3.0時代已初現端倪,且未來可期。
當然,我國智能交通目前仍處于2.0時代,數據驅動式應用提升、移動互聯網運營服務和跨界融合的產業轉型是其主要特點。
圖5:我國智能交通1.0、2.0和3.0時代
基于以上分析,可以說,未來智能交通的總體發展方向為網聯化、協同化、智慧化;對我國而言,應主要發展智能出行服務,高效運營和智能化管控,車聯網、智能車路協同和自動駕駛,基礎設施智能化等四個方面。
需注意的是,面對流行的互聯網、智能交通+、智能大數據等發展熱點,我們應理性看待其發展,因為它們更多面向的是未來的3.0時代。例如,不能把智能交通簡單地等同于“互聯網+交通”;很多大數據應用仍只停留在可視化層面,缺乏對交通專業應用需求的深度解析;交通基礎仿真系統還不完善,尚未完成從交通超級仿真到基站交通的轉變過程,因此智能交通仍然還在仿真階段,未到達計算階段;從半自動駕駛到全自動駕駛的發展道路仍然任重道遠;人工智能、智能駕駛等領域都遠未成熟。