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287去年5月和12月，住建部、工信息部聯合公布了兩批智慧城市基礎設施與智能網聯汽車協同發(fā)展試點城市，分別為北京、上海、廣州、武漢、長沙、無錫、重慶、深圳、廈門、南京、濟南、成都、合肥、滄州、蕪湖、淄博。
以這16座城市為起點，智能交通正在通過“雙智”建設，探索一種更具系統性，具備全局視野的發(fā)展路徑。
“智能網聯汽車和智慧城市基礎設施建設將是智慧交通整體提升的基礎，而時空數據及時空智能，則是‘雙智’建設各個環(huán)節(jié)中不可或缺的信息和技術支撐。”中國工程院院士郭仁忠在接受泰伯網專訪時表示。
“雙智”為交通提供全局統籌
“交通一直是城市發(fā)展過程中挑戰(zhàn)最多的領域之一，尤其是城市路面交通。”
郭仁忠院士表示：“在過去的智慧城市建設中，圍繞城市路面交通已經有了很多相關研究和探索，比如導航系統、智慧路口、綠波管理等等。這些成果一定程度上改善了城市交通問題，但這些探索，總體上是從局部入手的點上突破，難以從根本上、全局性解決交通問題。”
“以應用廣泛的導航地圖為例，近幾年高德、百度、騰訊等企業(yè)的導航系統都做的非常成熟，用戶體驗感也很好。但是，導航系統解決的主要是導航和定位問題，各系統相互獨立，基本無法從全局進行時間與空間的協調，無法進行交通資源分配，從而無法進行交通優(yōu)化。”
郭仁忠院士表示，現階段，城市道路交通仍然存在幾個根本性問題待解。
車與車、車與路之間的協同，仍然存在難點。郭仁忠院士以十字路口場景舉例，理想狀態(tài)下，如果能夠讓車與車之間保持合理距離并在綠燈啟動時同時起步，將大大提高通過路口的車流量，進而增加運行效率。但實際情況中，由于車與車之間無法互相感知，就很難形成協同。
信息不對稱也是交通面臨的一個難點。比如，由于停車位信息和導航系統不連通，很有可能路上不堵車，但卻找不到停車位；或者由于導航顯示某條道路不擁堵，導致很多車都涌入那條路，反而引起擁堵。
交通需求的不確定，也為交通治理帶來了極大的難度。“交通治理本質上就是交通資源的統一調度和分配，盡管很多專家都做了交通流量預測研究，但精準預測城市的交通流量非常困難。如果缺乏統一的交通管理系統，就無法確切獲取交通的需求和流量，也就無法精準分配資源。”
“基于‘雙智’發(fā)展智慧交通，需要從基礎設施層面建立一個全面感知的系統網絡。如果沒有感知體系，就無法實時監(jiān)測和感知交通的運行狀態(tài)，缺乏大數據分析基礎，難以做出及時、合理的決策。”
“智慧交通是要提升城市道路交通的整體通行能力，尋找全局最優(yōu)解。”郭仁忠院士表示：“從技術角度出發(fā)，以數字孿生城市建設為背景，基于全面感知的系統網絡，有可能掌握整個城市的交通需求，計算城市交通網絡承載能力。”
現有地理信息尚難滿足智慧交通需求
“提高通行效率，需要從速度和密度兩個維度出發(fā)。”
郭仁忠院士解釋，個體的出行速度并不能和整體的道路通行率劃等號，相同的道路在不同的時間也面臨不同路況，車道限速需要與出行車輛的密度相匹配。如果在非高峰期，部分路段的限速可能并沒有意義，但在高峰時段，車輛限速就能夠提高整體通行效率。
基于一個實時監(jiān)測和全面感知的系統網絡，以及能夠統一調度的系統平臺，就有可能實現交通資源的預約，實現遠程預訂、遠程感應，把交通需求從不確定變?yōu)榇_定，從未知變?yōu)橐阎谷謨?yōu)化成為可能。
郭仁忠院士表示：“如果能利用智能網聯汽車和智慧城市基礎設施建設，讓車與車之間、車與路之間互相感知，就能實時獲取車輛需求，預測整體流量，進而結合道路資源進行動態(tài)計算調配。那么包括路口的協同、停車位及路線的匹配等工作，都將由電子系統來完成，而非考驗人的合作程度，前面所提到的幾個問題也就有望得到解決。”
“無論是感知體系的建設、交通需求的預測還是道路資源的分配，‘雙智’建設中的各種應用都需要時空信息技術作為支撐。”
郭仁忠院士稱：“交通問題本身是個典型的時間與空間的問題。面向智能交通的需求，需要對時空特性做精細的刻畫，也就需要對城市道路交通基礎設施和地理環(huán)境做更加精細的表達。”
“從系統性、完整性和精細程度而言，現階段面向交通應用的地理信息表達仍然不足以支撐未來智慧交通的建設需求。”
“以往的面向交通的地理信息表達主要圍繞路網層面，但并沒有深入到城市交通末端的毛細血管中，沒有延伸到城市的地下空間和各個小區(qū)中的道路。”郭仁忠院士表示：“但是，必須要對城市整體交通環(huán)境的精細刻畫和表述，才能夠支撐真正點到點的智慧交通需求。”
“在技術層面，服務于智能交通的地理信息及時空智能技術水平仍需進一步提高。在體制和機制層面，空間信息需要和其它智能交通技術充分集成、融合，并應用于實踐。”
“智慧交通是一個各細分領域共同集成的工作。未來新的工作模式，可能是由地理信息、物聯網、云計算、大數據、人工智能及交通其他領域的工程師共同工作，一起進行城市智慧交通系統的開發(fā)和運營。”
空間信息不止是道具，還是舞臺
“‘雙智’將是一項非常復雜的工作，要從理論、技術、工程、應用、政策、標準等多個維度推進。” 郭仁忠院士表示：“這樣龐大的生態(tài)系統，需要政界、業(yè)界、學界等各方力量形成合力，進行總體布局，完善頂層規(guī)劃和布局。”
對于很多人擔心的成本問題，郭仁忠院士表示：“交通問題造成巨大的城市運行成本，與這個成本相比，智慧交通的投入是‘小錢’。當然，如果把整個城市的交通系統進行數字化改造，成本的確會很高，但我們可以采用分布實施的策略，將數字化改造和智慧化應用匹配起來梯度推進，以應用引導改造。這樣，整體的建設成本也會隨著應用推進和價值的產出而不再成為障礙。”
“這樣一個具有創(chuàng)新性和探索性的大型工程，不可能同步將所有基礎設施規(guī)劃好、建設好，然后再來做場景的應用，不僅是投入太集中的問題，時間上也等不起。此外，由于技術的不斷更新，基礎設施的改造也必然是一個迭代過程，所以，必須將智慧城市基礎設施建設和相關應用場景開發(fā)協同起來，相互成就，也就是要‘協同發(fā)展’。”
郭仁忠院士提示，不同地區(qū)應該基于自身基礎設施狀況、發(fā)展條件和現實需求研究謀劃因地制宜的協同發(fā)展規(guī)劃和策略。
“在數字化的大趨勢下，交通管理的模式、對象、技術條件都會發(fā)生變化，智慧城市基礎設施與智能網聯汽車的協同發(fā)展能夠讓我們以全新的思維方式和行為模式來治理交通，可能給智慧交通發(fā)展帶來重大轉型和根本性進步。”
郭仁忠院士總結：“這意味著重構交通的相關理論體系和行為范式。”
“技術研發(fā)是為了應用落地。當需求更加清晰，技術研發(fā)的目標也會更加明確。包括空間信息在內各領域技術的集成和融合，也將順應場景需求自然發(fā)展。”
傳統的時空數據獲取方式將發(fā)生轉變，部分位置數據獲取可能不再需要專門的測繪人員去人工采集，而是被車聯網感知等自動化方式所替代。
對于空間信息產業(yè)面臨的新形勢，郭仁忠院士表示：“智慧交通對地理信息的需求是長期存在的，數據仍然需要被獲取、加工處理，只是形式有所變化。由于應用的集成化，每一項應用均需要多專業(yè)、多行業(yè)協同，這必然引發(fā)企業(yè)的規(guī)模化和跨行業(yè)、跨領域發(fā)展，少部分企業(yè)可能會感覺短時間內生存空間受到影響，但空間信息產業(yè)整體是在不斷發(fā)展壯大的。”
“在整個智慧城市的運行當中，空間信息的作用再怎么預估都不過分。”
“現實中，無論是生產、生活還是資源利用、環(huán)境治理，所有事情都離不開地理空間。在以往的數字化工作中，地理信息系統往往作為一個工具被使用，但在智慧城市等全局性的數字化場景當中，空間信息不再僅是一個工具，而且也是一個舞臺。各個產業(yè)都可以基于空間信息的舞臺‘演出’自己的劇目，智慧交通、智慧環(huán)保、智慧水務等等，不一而足，這將是新時期空間信息產業(yè)的本質性變化。”
