面向未来城市的智慧交通整体解决方案

面向未来城市的

智慧交通整体解决方案

    编者按

10月12-13日，第七届中国智能产业高峰论坛在广东举行。本届高峰论坛汇聚了中国人工智能学术界和产业界著名学者、顶级专家和业界精英，围绕人工智能技术、投资、创新和行业应用多个维度，共同探讨人工智能发展的科技创新与行业变革战略。我中心张晓春主任受主办方邀请作了“面向未来城市的智慧交通整体解决方案”的报告，引起大会极大关注和广泛讨论。

一、未来城市和交通关键特征

为把握未来城市和交通的关键特征，我们对未来城市和交通发展趋势进行了系统的总结和梳理，并充分参考了一些国际权威机构关于未来出行的展望。

一是未来15年到30年的交通展望。国际权威机构对15年到30年以后的未来城市和交通做了一些展望，麦肯锡认为未来15年交通出行将呈现七大趋势：共享移动性、汽车电气化、自动驾驶、新型公共交通、可再生能源、新型基础设施、物联网普及将走近我们的生活。

图1 麦肯锡《2030年未来出行全面展望》

美国《2016-2045年新兴科技趋势报告》对未来30年交通相关的新兴科技也进行了预测，物联网、清洁能源、数据挖掘、区块链、量子计算等技术将对传统交通模式进行洗牌，我们正处于第四次科技革命的风口浪尖。

图2 美国《2016-2045年新兴科技趋势报告》

工业文明以来，城市逐渐从数字化城市走向信息化城市再到高度智慧化的新型智慧城市，我们即将进入智慧城市3.0的新时代，即以服务为核心导向的新型智慧城市。

图3 未来城市发展演进

智慧城市发展领先的欧美将建设重点放在了智慧感知、智慧决策、智慧运营和智慧服务四大体系建设上。根据统计，欧盟城市中关注Smart Environment和Smart Mobility的城市数量分别占33%和21%，是欧洲智慧城市建设最首要的两个要素。

二是未来城市和交通的关键特征。我们判断未来城市和交通将具有四个最核心的特征。一是未来复杂交通巨系统要求构建一个万物互联、多元多维度的大数据全息感知体系；二是未来城市更多强调“城市治理”而非“城市管理”，政府将变成一个服务型政府，城市发展将突出精细治理、精明增长；三是未来交通更加关注可持续移动性，欧盟已经在很多城市在开展可持续移动性规划，更加强调服务于人的出行需求和多方共同参与；四是未来出行服务越来越关注出行感受，要求能够提供个性化的、注重体验的全过程服务，对出行链进行一体化的整合与优化。

图4 未来智慧街道感知生态示意

表1 Transportation Planning与Mobility Planning对比

图5 基于全出行链的智慧交通出行服务

二、智慧交通整体解决方案

未来城市将朝着高度智慧化的方向发展，强调利用未来科技推动城市治理服务转型，实现城市高效能、包容性和可持续发展。未来城市将发展成为可感知、可运营、可管控、可服务的城市，核心就是要依托智慧交通和未来科技打造四个城市（4C），即全息感知城市（Perception City）、在线推演城市（Deduction City）、闭环管控城市（Managing City）和全程服务城市（Serving City）。

图6 面向未来城市的4C智慧交通解决方案

首先是建立基于空间单元大数据的全息感知城市。一是建立智慧路口和智慧路段的建设标准，以智慧道路为核心推进新一代道路全息感知体系建设，实现多层次、全时空乃至车道级感知；二是依托大数据技术、交通溯源技术，对人车路进行动态全方位监测评估。利用大数据+AI技术，支撑交通拥堵机理分析、交通事件发现（比如道路险情的预警）、舆情分析、日常警务巡查等。

图7 新一代智慧道路感知生态体系

图8 基于AI的新一代大数据监测评估体系

其次是建立支撑复杂环境下交通情景再现与预判的在线推演城市。通过人工智能和机器学习，相当于建立一个平行系统，实时推演和预测交通运行状态，实现从“感知-推演-管控-服务”闭环，将重塑整个交通出行和管理模式。一是可以提供短时交通预测和路径规划服务，进行交通流的调控，我们在深圳正在全面拓展在线仿真覆盖道路网络范围，前段时间交通部领导在市交委指挥中心检阅了深圳交通中心的成果，认为非常具有前瞻性、实用性和推广价值；二是对交通事件进行推演模拟，及时制定快速应急方案，最大程度降低对城市交通的影响，深圳交通中心与深圳交警合作正开展大量应用，将进一步打造为交通事件快速响应的后台交通大脑。

图9 “感知-推演-管控-服务-感知”闭环流程

图10 深圳市新洲路实时在线推演平台

再者是构建交通“规划-设计-建设-管理-数据”协同运行的闭环管控城市。推进政府规划建设管理过程再造与升级，分别提供区域级、城市级、园区级、节点级整体解决方案。

图11 面向政府规划建设的四级管控方案

一是区域级层面，构建主动管理的精明调控体系。例如美国部分州基于Metropia App实现民众全过程诱导和奖励激励，影响了20%的人在高峰期改变出行计划。基于互联网+大数据技术，在区域宏观控制战略指导下，可制定面向多元需求的个性化管控方案。

图12 基于Metropia App的主动交通需求管理应用

二是城市级层面，建立城市级交通大数据决策支持系统，支撑政府规划决策、行业运营管理和公众智慧出行服务。面向未来无人驾驶时代的到来，要前瞻性部署未来交通设施，形成新型交通组织模式和城市级管控模式，比如建立城市级车联网管控中心，未来的街道设计理念也要全面优化。目前我们在深圳已经在进行这方面的应用探索。

图13 未来城市级车联网管控中心

图14 未来深圳无人驾驶的一天

三是园区级层面，利用智慧园区、特色小镇的综合感知数据，面向园区级基础设施建设、企业服务和个人服务提供交通综合服务。

图15 面向智慧园区的智慧交通服务

四是节点级层面，整合道路内跨行业交通设施，通过前端计算和后台管控，实现道路运行管控和设施监测运维。

图16 智慧路口管控单元示意

最后是构建“综合性-个性化”的全链条智慧出行服务城市。以Maas（Mobility as a service）出行即服务的理念，将各种交通模式进行高度整合，通过信息集成、运营集成、支付集成，为用户提供从出行前到出行中到出行后的全链条服务。一是要建立一个强大的后台出行规划系统，包括行为分析、需求配置、行程规划和费用结算。二是政府-企业-民众多方参与，打破原来的政府主导模式。比如芬兰的Whim APP和新加坡My Transport APP都是政府参与，企业为主运营的，可以提供不同模式的服务。三是提供精细化的公交管理服务，包括智慧公交场站运营。四是提供移动互联、无感支付的智慧停车引导等服务。

图17 基于Maas的智慧出行解决方案

图18 芬兰基于Maas服务的WhimAPP

把握未来城市关键趋势，聚焦未来智慧交通四大体系建设，打造全息感知城市、在线推演城市、闭环管控城市和全程服务城市四个城市，期望新一代智慧交通完整解决方案为未来智慧城市的构建探索有益路径。

文字及图片来源于“深圳市城市交通规划设计研究中心”公众号