楊曉光：國(guó)家綜合交通與運(yùn)輸智能化體系之探

          楊曉光 教授 同濟(jì)大學(xué)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）研究中心主任 ITS世界

          我國(guó)提出“交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”，表明國(guó)家高度重視交通事業(yè)發(fā)展。這里我想先做個(gè)解讀，交通，是人和物的移動(dòng)，是人類活動(dòng)世界的“交”（連接）與“通”（通達(dá)）。交通包含但不是汽車、列車，也不是道路、軌道、機(jī)場(chǎng)，而是幾者的集合，運(yùn)輸則融于交通之中，重在“運(yùn)”與“輸”。
交通看上去概念很大，甚至很龐雜，但仔細(xì)觀察一下，交通系統(tǒng)又是非常具象的。任何一個(gè)交通體系都有六大基本要素——移動(dòng)主體：人和物；交通工具：比如車輛等；交通設(shè)施：比如道路等；通行環(huán)境：比如條件等；通行規(guī)則：比如法規(guī)等；信息交互：比如誘導(dǎo)與信息服務(wù)等。
我們以前講交通系統(tǒng)，往往指“人-車-路-環(huán)境”，這個(gè)認(rèn)識(shí)要改變了，至少現(xiàn)在要把“物”加進(jìn)去，還有要講“規(guī)則”，再就是信息。所謂系統(tǒng)，即若干部分相互聯(lián)系、相互作用，形成的具有某些功能的整體。錢學(xué)森先生認(rèn)為：“系統(tǒng)是由相互作用相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的，具有特定功能的有機(jī)整體，而且這個(gè)有機(jī)整體又是它從屬的更大系統(tǒng)的組成部分。”
交通運(yùn)輸系統(tǒng)可歸納為七張網(wǎng)絡(luò)所關(guān)聯(lián)，包括：需求網(wǎng)、運(yùn)輸網(wǎng)、設(shè)施網(wǎng)、能源網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)、管控網(wǎng)，還要有一個(gè)治理網(wǎng)。我們知道這幾者不能夠很好耦合，不能很好協(xié)同，交通運(yùn)輸系統(tǒng)必將是不和諧的?，F(xiàn)在又出現(xiàn)了三張信息網(wǎng)絡(luò)：一個(gè)是感知網(wǎng)，系統(tǒng)再怎么復(fù)雜，其一舉一動(dòng)皆可以監(jiān)測(cè)；還有通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。因此，將原來(lái)的七張網(wǎng)整合在一起就變得可能了。

          國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)

          國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)為什么提出來(lái)，我借用當(dāng)時(shí)研究交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略時(shí)候所形成的一個(gè)認(rèn)識(shí)，現(xiàn)代交通+的概念。可以認(rèn)為，按照交通+的理念、交通跟城市及社會(huì)關(guān)系，我們國(guó)家提出來(lái)國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)，其基本框架為：一個(gè)是“四大”，就是四大都市圈；20個(gè)左右國(guó)際性綜合交通樞紐、80個(gè)左右全國(guó)性綜合交通樞紐，還有一批是國(guó)際性、全國(guó)性樞紐港站。這里還有一些基本指標(biāo)，包括：便捷順暢、經(jīng)濟(jì)高效、綠色集約、智能先進(jìn)、安全可靠。這不是告訴你未來(lái)發(fā)展什么樣的，而是告訴你未來(lái)怎么能夠建設(shè)好它，建設(shè)過程當(dāng)中都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

          樞紐和樞紐城市問題

          把交通和城市融合在一起，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸與區(qū)域、城市及社會(huì)融通發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智能交通的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化、一體化。這便是交通樞紐的基本功能。
國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)它實(shí)際上一個(gè)是很大的網(wǎng)絡(luò)，包括“一帶一路”立體交通網(wǎng)、城際立體交通網(wǎng)絡(luò)、城市立體交通網(wǎng)絡(luò)等，由此一層層網(wǎng)絡(luò)化。要實(shí)現(xiàn)這種綜合立體交通網(wǎng)功能的話，樞紐就變得很重要，特別是零換乘問題，包括時(shí)間零換乘、空間零換乘、服務(wù)零換乘、運(yùn)能零換乘。其中，服務(wù)零換乘，讓你感受到的服務(wù)是連續(xù)的；運(yùn)能零換乘，則是讓貨物集散運(yùn)輸非常順暢。
          進(jìn)一步來(lái)看城市立體交通網(wǎng)。為什么說有樞紐城市，有港口城市、車站城市等等，都是交通與城市融合的結(jié)果。交通高度集約化、土地集約化，這一點(diǎn)對(duì)中國(guó)來(lái)說特別重要。為什么中國(guó)現(xiàn)在發(fā)展高鐵，發(fā)展軌道交通，不僅是我們國(guó)家高度重視，更因?yàn)槲覀冏钸m合發(fā)展這種模式。美國(guó)為什么高鐵那么少，不是它沒有錢，不是沒有技術(shù)，是因?yàn)樗皇峭耆枰?br>
          國(guó)家綜合交通智能化問題

          為什么要推進(jìn)智能化？這是因?yàn)?，人類特別是對(duì)中國(guó)來(lái)講仍然面臨這樣挑戰(zhàn)——無(wú)限增長(zhǎng)的社會(huì)需求和有限的自然資源供給之間的矛盾。這個(gè)矛盾是很難通過增加供給加以滿足的，因此，具體體呈現(xiàn)三大問題：自然環(huán)境問題、社會(huì)效率問題和人身安全保障問題。這三個(gè)問題都和交通有關(guān)系，以前我們基本是靠消耗資源，增加供給來(lái)解決的，顯然現(xiàn)在已很困難。世界上一共發(fā)生了四次工業(yè)革命：第一次是機(jī)械化，第二次是電氣化，第三次是信息化，第四次工業(yè)革命是智能化。這次智能化對(duì)整個(gè)人類發(fā)展非常重要，對(duì)國(guó)家偉大復(fù)興也是非常關(guān)鍵的。四次工業(yè)革命主要是兩次機(jī)器革命，即蒸汽機(jī)革命和計(jì)算機(jī)革命。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，原來(lái)四次工業(yè)革命很大一部分都是從交通出發(fā)，后又回到交通上來(lái)。我們?cè)谕七M(jìn)的智能道路交通、智能軌道交通、智能航空交通、船舶交通等是不是還是這兩臺(tái)機(jī)器之作用。
          中國(guó)正在進(jìn)行創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)，如“十九大報(bào)告”里這樣描述：科技強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、航天強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、交通強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)?！敖煌◤?qiáng)國(guó)”將是創(chuàng)新型國(guó)家的重要載體。所以你就不難理解我們國(guó)家為什么要提出交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。
          “交通強(qiáng)國(guó)”最核心的還是智能交通。為什么說是創(chuàng)新性國(guó)家的載體，因?yàn)樗婕暗綌?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，還有信息化和智能化等。我們很多城市做了所謂智能交通系統(tǒng)，在我看來(lái)基本還是一個(gè)高級(jí)信息化工程。如果你說那個(gè)是智能化的話，就一定要涉及到邏輯判斷、邏輯推理以及智能決策應(yīng)用。
我注意到今天來(lái)參會(huì)者有不少是來(lái)自企業(yè)界的朋友，大家一定要堅(jiān)定信心，一開始世界上發(fā)展智能交通的時(shí)候，就是把產(chǎn)業(yè)化放在一起考慮的，并不是簡(jiǎn)單靠政府財(cái)政做這個(gè)事兒的。因?yàn)橹悄芙煌ㄏ到y(tǒng)里面有很多產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換問題，至少涉及到設(shè)備制造業(yè)、軟件集成業(yè)和信息服務(wù)業(yè)，未來(lái)更多的將會(huì)轉(zhuǎn)到信息服務(wù)業(yè)上去。值得重視的是，我們國(guó)家智能交通這個(gè)框架體系應(yīng)該重構(gòu)，主要原因是我們?cè)瓉?lái)框架體系還是在第一代的智能交通認(rèn)知基礎(chǔ)之上，基本是模仿美國(guó)的ITS-NSA經(jīng)驗(yàn)來(lái)做的。另外，我國(guó)智能交通框架體系初步形成于本世紀(jì)初，現(xiàn)在已經(jīng)過了20年了。因此，早期的智能交通總體框架，尚不適應(yīng)“交通強(qiáng)國(guó)”、“國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)”發(fā)展的重大需求；亟須面向重大需求和發(fā)展目標(biāo)，基于新技術(shù)發(fā)展重構(gòu)國(guó)家智能交通系統(tǒng)框架體系。國(guó)家智能交通系統(tǒng)框架體系為什么要重構(gòu)？因?yàn)楫?dāng)今新型科技發(fā)展已經(jīng)形成了物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能和智能技術(shù)等。我們當(dāng)時(shí)構(gòu)建中國(guó)智能交通框架體系的時(shí)候，這些技術(shù)大概只有人工智能，其他技術(shù)還沒有被提出或應(yīng)用。所以，我們有必要針對(duì)這樣的一些新技術(shù)和重大發(fā)展需求來(lái)重構(gòu)我們中國(guó)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)框架體系。怎么弄？這需要集中很多方面的智慧。

          智能交通再發(fā)展問題

          按照習(xí)主席講的，“抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來(lái)”。我們應(yīng)進(jìn)一步踐行國(guó)家建設(shè)“交通強(qiáng)國(guó)”的戰(zhàn)略，落實(shí)所確定的2030年 “人便其行，貨暢其流，國(guó)惠其昌”；2045年實(shí)現(xiàn)“人享其行，物優(yōu)其流，國(guó)倚其強(qiáng)”之目標(biāo)。
          國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)里面給了多項(xiàng)指標(biāo)，我們要想辦法通過技術(shù)，通過我們具體一些措施加以實(shí)現(xiàn)。我大概梳理了一下，應(yīng)從以下幾個(gè)方面注意它的巨大需求：國(guó)家綜合可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展問題——賦能創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)與民族偉大復(fù)興；國(guó)家綜合治理與綜合管理——智能治理與管理及決策平臺(tái)；踐行人享其行與物優(yōu)其流——根治阻塞與低效、低能；高品質(zhì)安全可靠安心出行——智能保障與主動(dòng)、伴隨服務(wù)；數(shù)字網(wǎng)絡(luò)-信息智能-產(chǎn)業(yè)——資源共享、科技產(chǎn)業(yè)共生；天地融合全球化智能交通——賦能“一帶一路”發(fā)展，貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。
智能交通的重大發(fā)展環(huán)境與技術(shù)趨勢(shì)是智能城市與智能交通及智能社會(huì)融合發(fā)展，未來(lái)可能很長(zhǎng)時(shí)間是這三大體系長(zhǎng)期協(xié)同發(fā)展。還有一點(diǎn)我們必須認(rèn)識(shí)到，服務(wù)科學(xué)已經(jīng)被高度認(rèn)可了，它被認(rèn)為將是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心推動(dòng)力，我們要想有產(chǎn)業(yè)，沒有服務(wù)是不行的，光靠買設(shè)備或賣設(shè)備是不行的。
          人工智能發(fā)展也是公認(rèn)的未來(lái)一個(gè)非常重要的發(fā)展方向，特別是物流和交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)⑹芷溆绊懮钸h(yuǎn)，未來(lái)人工智能會(huì)像電一樣無(wú)處不在。一方面交通運(yùn)輸系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用領(lǐng)域，另一方面我們也不要過于神話人工智能。有位人工智能大家的一個(gè)比喻很好，他說人工智能就象葡萄干面包里面的葡萄干，核心還是面包。我們搞智能交通也是這樣的，以為里面有計(jì)算機(jī)，有通信，以為有IT，就能把智能交通搞定了，但就是搞不定，必須高度地重視交通科學(xué)與關(guān)鍵技術(shù)。
          2010年，上海世博會(huì)的時(shí)候，美國(guó)通用公司當(dāng)時(shí)帶過來(lái)“車聯(lián)網(wǎng)”、“網(wǎng)聯(lián)城市”的概念，那時(shí)候即設(shè)想了未來(lái)2030的上海交通將會(huì)呈現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛，車輛呈現(xiàn)“三化”，亦即小型化、電動(dòng)化、智能化等等，而且車輛一邊走一邊充電，雖然自己是研究智能交通的，開始還是覺得這個(gè)有點(diǎn)太樂觀了，但是仔細(xì)看一看我國(guó)的交通強(qiáng)國(guó)目標(biāo)、2035年的國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要之后，我相信這是會(huì)實(shí)現(xiàn)的。
          由于網(wǎng)聯(lián)交通、車路協(xié)同的快速發(fā)展，新一代智能交通是會(huì)非?？斓倪M(jìn)入到我們生活里頭去，未來(lái)設(shè)施是智能設(shè)施，車輛是智能車輛，交通管理和服務(wù)必將趨于高品質(zhì)化。多模式一站式出行也是必然的趨勢(shì)。今后將會(huì)出現(xiàn)定制出行，高速與智能和共享出行等并存，從而實(shí)現(xiàn)綜合交通系統(tǒng)最優(yōu)化。
          現(xiàn)在都談MasS，我更認(rèn)為比MasS更好或者更應(yīng)該引起重視并發(fā)展的AI-TMaaS，亦即主動(dòng)智能服務(wù)型的交通管理系統(tǒng)，它是把出行鏈、服務(wù)鏈和管理鏈結(jié)合起來(lái)，只有這樣我們才能真正把新一代交通服務(wù)系統(tǒng)做起來(lái)。
          我們未來(lái)將會(huì)實(shí)現(xiàn)智能社會(huì)、智能城市和智能交通三個(gè)體系有機(jī)結(jié)合，會(huì)實(shí)現(xiàn)一圖統(tǒng)管、一圖通管，亦即一座城市或一個(gè)區(qū)域一張圖集成管理，到了那個(gè)時(shí)候，我們將會(huì)以“上帝視角”看我們的城市，我們的社會(huì)，我們的交通，不再是盲人摸象，相關(guān)的決策一定會(huì)更加科學(xué)化。現(xiàn)在是信息化的頂峰，智能時(shí)代的開始。我們整個(gè)社會(huì)發(fā)展正進(jìn)入到一個(gè)智慧時(shí)代。

          最后總結(jié)三點(diǎn)：

          交通強(qiáng)國(guó)是創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)重要載體，將助力中華民族偉大復(fù)興！國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)發(fā)展是踐行交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略！我們的愿望——實(shí)現(xiàn)中國(guó)乃至全人類人享其行、物優(yōu)其流！