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史其信:新一代智能交通的发展

新一代智能交通系统的关键,是车载终端的智能和移动计算的高效,在移动互联,云技术支持下,实现高效移动宽带网络,将汽车传感网和道路传感网的互联,通过中央控制平台和汽车计算平台,对车、交通流量的经济调节和车辆自动控制调度,来达到畅通、安全。

  2012年9月24日上午9时,首届中国卫星导航与位置服务年会在北京国家会议中心举行。清华大学教授史其信在大会中做了《新一代智能交通的发展》的报告。

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清华大学教授史其信

  以下为大会报告实录:

  大家下午好!非常高兴参加卫星导航和位置服务的年会,我今天是从上午到下午一整天坐在那儿认真的听和学习各位领导、专家以及我们企业界的朋友介绍,实际上对于我来讲是一次很好的学习机会。同时,我也很高兴看到在卫星导航和位置服务方面,可能这个产业随着智能交通的发展,可以有很好的结合,所以我的另外一个出发点,也是在寻求哪些企业的技术和产品能够应用到我们下一代的智能交通里面去。

  今天我主要利用这个机会,把这两年我自己的一些想法,在这里面给大家进行沟通,主要想谈几个方面的问题。

  第一,新一代的智能交通系统,是在什么情况下?实际上在09年的时候,车联网提出来以后,我在上海的一个国际论坛上提出的,后来国家非常重视,特别是交通部门的各个部门,都在“十二五”规划当中,把车联网作为一个很重要的战略方面的计划写入到“十二五”去。后来车联网概念出来以后,就造成了很多的概念出来,都打着车联网的概念,但是所要想和所做的可能不太一样。所以后来我赶快又更正了一下,我觉得我的概念还是从智能交通角度出发的,所以我就提出了物联网时代的智能交通,现在要提出新一代的智能交通,实际上它是在物联网应用首先落地的领域,是在智能交通上。另外,就把新一代智能交通系统时代背景和它的技术特点,以及今后的一些发展,在这儿给大家简单沟通一下。

  因为作为物联网的发展,大家都关注它到底落地或者应用在哪个方面,能够让大家感觉到物联网是一种什么样的概念和技术发展,所以后来大家在这个过程当中,就选择了这么几个方面,认为物联网在这几方面可以实施它的落地过程。一个叫做环境监控,还有一个叫物品溯源,以及智能交通,所以大家感觉智能交通一方面和我们国家国情分不开,也就是说,智能交通是大家民生关注的大问题,物联网能把交通问题解决好,这是一个非常好的应用。我们现在为什么物联网在智能交通方面的应用得到大家的重视,是因为我们现在除了大城市、特大城市以外,现在在中等城市都已经遇到了交通拥堵问题。而且这个趋势蔓延得非常快,交通拥堵实际上造成了车速的降低,产生了尾气排放,造成了大气污染,同时燃油也消耗非常大,所以汽车是在走走停停的状态下,污染排放最大,汽油消耗最多。所以拥堵问题,虽然是一个社会问题,它带来的方方面面的影响是很严重的。

  另外就是交通安全,交通安全和我们国家重视的生产安全一样都是非常周期的领域,交通事故一次死伤几十人的情况经常发生,所以我们面对这样的问题,我们到底用什么办法去解决?在15年前,我们提倡智能交通发展的时候,智能交通曾经有三个要解决的目标。其中就是解决拥堵,解决交通安全,解决大气污染,可是我们国家为什么搞了15年智能交通,相反我们交通拥堵没有解决,可能在某些城市越来越严重,这里面可能就有原因的,这个原因是因为我们发展非常快的一个阶段,机动车的发展速度,是历史上或者国外也没有遇到过的。所以在这种情况下,我们要考虑如何用科学技术的手段,去研究解决交通问题。这是当前我们要认真考虑的。

  所以物联网的发展,或者下一代信息技术的发展,可能在这个领域就给我们提出一个新的机遇,物联网的三层结构跟我们智能交通的三层结构是一样的,所以说物联网,为什么要首先落地在智能交通上是有原因的。

  我们现在讲,物联网和原来概念的智能交通可能在这个层面上更加突出了它的重要性。就是要透彻的感知,更全面的互联和更深入的智能,这个在以前我们强调的智能交通,在这三方面可能我们的技术还实现不了,可能到了物联网时代,这个技术就可以帮助或者促进我们的智能交通在感知互联和智能上,达到一个新的进步。

  根据新一代的智能交通,它毕竟有一个时代的特点,既然提到新一代智能交通的特点,我们要看一看在15年前中国发生的目前正在做的智能交通,我们比国际上整整落后的将近20年,也就是说,当时的智能交通提出来是在80年代,在信息化社会的前提下,提出来要用信息的技术,解决交通问题。可是当时我们国家80年代,国际上正在用信息技术解决交通问题的时候,我们正处于一个工业化阶段,所以我们的信息技术积累或者是设施建设,是支撑不了的。所以我们提出,要用信息技术带动工业化的发展,就像我们今天讨论的导航一样,导航为什么日本能够做得好,一下子列入他们国家重要战略很快就能实现,是因为他们在二十多年信息技术的发展,奠定的一些基础设施的建设。前端的数据基本都能够收上来,在这个基础上我们完全可以做到导航,可是我们现在的导航还做不到这一点,我们现在的导航只能是用局部的路段或者路口的数据,大体上描述了几个主要路段的交通拥堵问题。它解决不了整个路网的交通问题,所以你说这个路段拥堵了,你让我到哪个不拥堵的路段呢,因为数据没有,它不能够给你发布,所以我们现在的导航就是静态导航,也就是我们大家说的两点距离最短的几何距离,但是这个最短的几何距离并不等于时间最短,因为实时交通状态我们不掌握。

  也就是说,在这个时代下,我们在智能交通上就要有贡献,所以我们国家为支持导航这件事情的,我们这些年也在动脑筋,固定点的采集设备我们不可能采集那么大,我们可以用浮动车技术来支撑这个路网的状态,但是浮动车技术,在有些城市也不是非常完美的,至少它有一些支路、次干路,那一段的道路上跑一辆出租车,大概五分钟跑一辆,所以你拿它的数字来支撑那个地方的交通拥堵是很不现实的,后来又有用数据定位的数据,在上海做过试验,实际上这就是我们中国面对当前的导航,由于数据源的问题,我们用了很多很多的办法。

  所以说我们大体分析一下,整个的过程,中国的智能交通发展的过程,大体上经历这么三个阶段,首先第一个阶段是完善基础设施建设,第二阶段,在这个基础上提高它的信息化程度。第三才能发展智能化的交通管理,如果前面没有这些条件和基础,说我非要做智能化的管理,很难实现。所以现在为什么很城市都在投资建设各种各样的系统,很少能够看到它能起多大作用,我说的阶段性就反映在这一点。

  当然我们有些城市,比如说北京、上海、广州、深圳等等一些大城市,借助于奥运会或者大运会、世博会这样的背景,在智能交通系统当中建设得比较好,那它也刚刚进入到第二阶段,有的刚刚进入到第三阶段,所以从总的水平来说,我们应该寻求一个更好的时机,就是我们下面要说的物联网时代技术应用到智能交通上来。所以说我们现在面临的一个智能交通问题或者困难,大体有这么几点。

  我们现在的系统,对车辆的感知还属于被动的,也就是说,车在行走过程当中,我为了检测到车辆的位置或者车辆的速度,我只能靠路边的设备去抓它,这就要靠我们路边所有的都装上这个设备,而且这些设备还不能共享,另外我们的网络功能和监控功能又不很强大,所以造成了我们基层化、智能化的程度很低,尤其在信息服务和交通诱导应用方面,由于缺少网络化的动态数据支持,不能够提供精细化的导航策略。特别是在交通上趋于饱和的状态下,既不能够缓解交通拥堵,更没有办法控制车辆的有序驾驶。这都是当前我们交通问题,由于智能交通管理方面存在的不足而造成的问题。

  那么我们下一代,也就是物联网时代智能交通是什么状态呢?将来可能就是要以车为对象的管理模式。因此,建立以车为节点的信息系统,我们姑且把它叫做车辆,是新一代智能交通发展方向,也是智慧城市当中智能交通建设的重要内容。什么叫新一代智能交通系统呢?是应用现代通信技术,网络传感技术,云端和移动计算技术,智能终端和车路协同技术,智能时空网络控制等新一代的高新技术,高效应用于整个交通管理体系。实现人车路更加全面的感知,更深度的灵活和信息的共享,对交通流实施动态监管和网络化的智能控制,从而建立起一种和谐、平安、高效的节能环境,实现不堵车、不撞车的新一代智能交通系统。

  所以最后提到不撞车、不堵车,这个口号可能大家很难理解,但是不撞车,是日本在制定他们国家物联网战略规划里面,在交通上提出的一个目标,他们提出要建设新一代智能交通系统,或者不撞车的系统,但是它没敢提不堵车,但是我们现在考虑这样的技术装备和技术条件下,去实现不堵车,这个已经向国家立项了,目前20万刚刚立下来,就是要做国家移动汽车物联网的试联网研发,要在一些地方做试验。

  这个是新一代智能交通系统的框架,框架它的应用层面,首先应该是在车路协同管理控制平台,这个是我们刚才讲的智能交通管理平台,还有一个安全平台,安全平台就是不撞车,尽量减少事故,还有一个是远程服务,所以从车辆也好,或者是下一代智能交通也好,它是整体的、全局的。

  关于新一代智能交通技术特点,车辆的基本组成,主要包括传感网络、移动互联网、汽车移动计算平台和中央控制计算平台。车联网或者下一代智能交通系统,通过感知装置和传感网络,实现互通互联,可以实时收集反馈车辆状况信息,对其运行状态进行掌控,通过云计算对路口路段监管信息、管理信息,交通状况,车速等数据进行分析,形成对车流动态状态的和网络交通流实施科学监控策略的决策。车联网将以智能技术和云技术来支撑服务平台,以智能车路协同和交通协同实现智能控制,以车载及平台和全路网动态信息服务作为车载终端,加上数据处理、决策处置的软件和数据库技术,在传感网、互联网、泛在网的环境下,对车辆路况实时智能监控。

  关于技术特点我概括了几点,这两个比较的话,从关注点来讲,我把它叫做80年代智能交通关注的是交通信息采集和传递,新一代智能交通系统所关注的是信息的交通分析,知识和规律的发现,以及决策反映能力,也就是我下一代智能交通要上升到这个层面,从路标来讲,原来智能交通是以电子化和网络化为目标,而新一代智能交通是以功能自动化和角色支持为目的的。从实质上来讲,原来的智能交通,它的实质是用计算机和网络取代传统的手工流程的操作,而新一代智能交通系统,则是智能技术取代传统的某些需要人工判别的任务,来达到最优化。

  所以新一代智能交通系统的关键,是车载终端的智能和移动计算的高效,在移动互联,云技术支持下,实现高效移动宽带网络,将汽车传感网和道路传感网的互联,通过中央控制平台和汽车计算平台,对车、交通流量的经济调节和车辆自动控制调度,来达到畅通、安全。关于下一代智能交通具有的鲜明特点,一共四点。

  依据新一代的信息网络技术,在智能交通现在的各个应用领域,都能够推陈出新。在系统建设方面,更加加强了系统集成和智能性和协作的灵活性。在公众服务方面,更加强调服务的内容和个性化,以及服务模式的人性化、智能化。在物联网大背景下,强调交通信息系统最大限度地与其他各类信息系统实现互联互通,进而催生了全新的应用和服务方向。从展望来讲,新一代智能交通系统,使战略性新兴产业、物联网以及智能其两大领域的重要交集,它的产业链相当多的产业都将受益,传感设备、网络通讯、汽车电子、车载终端、动态信息服务、移动计算等技术应用领域,将获得飞跃式的发展。

  现在因为“十二五”,各个部门都把车联网做了规划,所以交通部在这个领域的工作抓得很紧,他们提出不仅要把车联网,把船也要联网,最近四部委对车辆进行联网联动,实际上就是在车联网的角度往前迈了一步。另外关于车联网这件事情,也列到了国家重大科技专项,去年在第三专项里面列了课题,今年又支持了关于物联网资金项目里面也支持了车联网。

  谢谢大家!

  (以上报告内容为现场速记,未经本人审核)

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