11月12日,第九届中国智能交通年会全体大会在广州白云国际会议中心召开,本次年会主题为“智能化信息化引领综合交通运输发展”。
北京航空航天大学交通科学与工程学院院长王云鹏教授发表题为《信息技术引领智能交通发展》的主题演讲,本文为其演讲速记,未经演讲者本人审定。
王云鹏:非常感谢大会给我提供这样的机会跟大家一起交流,今天大会的主题是信息、智能引领未来综合交通的发展,我的这个演讲题目是信息技术引领智能交通发展,之所以选择这样一个题目是因为最近一直在参与科技部的十三五智能交通的发展规划。前面一段时间跟在座的贾利民教授,好多同志一起商讨在未来信息的架构下,新一代的智能交通是什么样子?我的题目也是围绕这样一个思路跟大家一起来做交流。
其实要想了解整个的信息技术对智能交通发展的推动,可以了解下国外相关的机构公布的有关智能交通发展框架。美国2013年刚刚公布了第7版的智能交通系统的体系框架,在这个框架里面有22项的服务和应用,它是利用整个通信运输和制度三层的体系架构,实现对中心服务的定位。各个子系统之间通过有线的,或者无线通信的方式进行连接,实现数据的流通。
刚才日本的同行也介绍了松下的一些做法,它的整个体系框架跟美国公布的有类似之处,利用整个系统之间的协同工作,发展了9个领域和21项的应用,有56项特定的服务和176特定的子任务。再来看一下我们国家在十年前,也就是"九五"期间制订的框架,也就是从交通管理和运输管理两个角度来框构了一个物理结构。不管是什么样的体系框架都是从普遍特征上来思考的,一个是感知层面上,做道路交通相关信息的采集。从传输层面上交通参与者实现数据的传输,从处理层面上面向各项交通服务和交通需求进行各类数据的处理。一个是在应用层面上,向交通参与者提供各种交通服务,从这些架构上不难发现智能交通系统构建是依托信息技术和通信技术。
第二方面,简单分享一下智能交通技术对ITS的影响。
前面的演讲者从不同的侧面提到了信息技术对智能交通的推动。智能交通从4个方面有自己发展的需求。比如说信息一定要完整,全面和实时,移动终端的普及使得交通信息的采集更加全面,得到了海量的交通数据。交通数据多了也是好事,也是坏事,把它处理好就变成了好事。第二个要求交互要实时,可靠,这些技术使得我们交通参与者的互联能德国实时和高效的可靠。我们对终端和处理的要求,事实上云端的计算技术能实现大范围的共享,面向知识的信息处理,这样、用一些超算的技术就可以保证。所以新一代信息技术的发展为智能交通的发展提供了非常多的动力源泉。
第三部分跟各位分享一下对信息技术的支撑下的新一代智能交通系统的解读,实际上也是科技部智能交通十三五规划起草小组的很多专家的一个共识,拿出来跟大家分享一下。
新一代信息技术给交通参与者带来便利的时候,也改变了对智能交通的需求特性和服务要求。
大家都知道,现在智能交通无外乎从需求角度来说更加复杂化,更加个性化,更加定制化。我们对需求的要求是实时性要求更高,对服务的动态性随机性要求是很高的,这就要求各项服务应用有一个统一的物理结构。首先要有统一的数据格式,就是路侧获取的信息,包括社交网络的一些交通数据。
未来在不同的应用背景下,智能交通要有一个统一的应用平台,统一的服务平台,平台之间要协同和配合,包括对人流、物流流程的规划,动态的调整和部署,对管控的策略和战略规范方案的生成,都需要协同和配合。也就是智能交通要为运输的需求者、为交通管理者提供不同的服务。对于运输的需求者来说,更需要对人流和物流的一些动态的规划,对于子服务的提供者需要是用自己的平台做很多动态的调整和部署。对于交通管理者来说需要是对交通管控策略实时的调整和实施的支撑。
有了这样新的变化,就需要建立新的系统逻辑结构,来满足上述这些需求特性和服务要求的变化。系统的逻辑结构包括服务需求级和服务功能级,对于服务需求级来说,要有个性化的运输,有安全高效的运输,有运输动态的规划;对于服务功能级来说,要有信息和代理服务,有交通的管控,有人车路各种要素之间的协同,以及安全保障。在这样的两极之间,要靠系统逻辑结构联合起来。从系统功能分析来看,我们从信息的感知,交互,辨识,处理、协作这几个层面上来看,实现广域的信息共享,再到信息高效的可靠传递,从而利用对需求的辨识来实现需求的快速应对,来进行大数据的深度挖掘和处理,最终实现要素之间的协同控制,这是对应对变化和服务的要求,对交通系统的逻辑结构和系统的功能提出了一些新的要求。
在这个要求背景下,ITS的服务模式就变成两类模式,一个是出行前的计划,要获取出行的信息,规划服务方案,调集所有的数据,包括公共交通的数据,大范围的历史数据,这样形成的规划的特点是交互式规划。交互式体现在出行的过程当中,这个规划是要动态调整的,要动态调整就必须要获取行人的一些信息,比如有可能要时间成本最低,有可能价值成本最低,有可能能耗成本最低等等。基于这样一个行人需求的信息,来规划他的服务方案,最主要还要调集现有的实时数据动态调整方案,生成动态路径,达到对未来智能交通框架下的服务模式的构架。
基于新一代的信息技术和整个需求的服务需求以及模式的变化,我们认为要激发对ITS模式的变革,也就是说要形成内在特质。智能交通发展模式的变革有几个要求,一个是以需求为核心,过去是以管理为核心。第二个就是动态的匹配,通过网络上各种各样的信息资源,实现整个对于服务的路径也好,其实对管理者的管控服务也好,动态的匹配就非常的重要。第三个就是我们所有的各项的核心技术和支撑技术,一定是可延伸扩展的,能用于多种服务上,基于核心系统的框架延伸出的服务,这种服务是可持续的,可演化的,这是模式变革的特征。
有了这种变革,新一代的智能交通代际特征会很多,但是泛在肯定是最主要的特征。比如说信息的泛在,大家都知道现在移动互联时代,信息是泛在的,尤其在交互协作上是泛在的。多系统之间的互操作是未来智能交通在ITS的核心的内容,所以泛在的交互协作肯定是特征之一。
还有无处不在的服务,交通服务也是其中的一种。
那么这些代际特征就决定了智能交通内在的特征至少有4个方面,第一个是动态要辨识,一个是动态要生存,一个是动态互操作,一个是系统优化。这就构成了新一代智能交通的一些核心的内涵。有了这些核心的内涵,就能以需求为导向的实现未来的智能交通的关键技术引领,包括需求的智能辨识,包括数据资源动态的匹配,对构成了以需求为导向的特征。
刚才好多专家也讲到大数据是智能交通的驱动力,大数据是沙子也是黄金,有了数据才能做各种各样的服务,包括多元的交通信息的感知,人车路的融合,还有信息的高效可靠传递和交互的层面上,在云处理和数据的共享上以及融合上,都会以大数据为前提做很多这样核心的内涵,包括人的数据,车的数据,设施的数据,移动传感网和固定传感网信息的传递,就构成了新的信息技术情况下未来智能交通系统的内涵。
有了这个智能交通系统的内涵,对于上层应用服务技术基础来说,主要的还是4块应用非常关键。一个就是从泛在协作层面上,过去从点到线到面,到大范围跨区的交通系统的集成的管控,这可能是一个非常重要的方向。再一个就是道路交通的协同控制,不管是车联网,车路协同,车车协同,还是自动驾驶的协同,这都是未来泛在的协
作。
未来智能交通朝哪一个方向发展,有两条主线,一个是服务的主线,一个是控制优化的主线。从服务的主线来说,这里头这两套主线包括着很多共性核心技术,包括基于新一代的技术感知,对交通需求的辨识和态势的解析。有了这些共性技术后,朝哪一个方向做系统的集成和发展呢?一个主线是服务,一个主线是控制优化。在服务的角度来说,现在有面向智慧运输的信息服务,有面向移动互联的车联网服务,有面向城市交通信号系统的优化和控制,有面向大型枢纽的优化控制等。另一方面我们以控制优化为主线的发展思路,在这个发展思路下它赖以生存的基础就是云计算这种新手段和移动互联新工具的产生,导致未来智能交通发生本质的变化,这也是前面几个专家共同倡导的声音。
今天跟大家一起来共同分享我们在这个阶段研究的进展和想法,也为智能交通的发展贡献我们的力量,谢谢大家!
鸣谢:中国智能交通协会提供速记材料。