在“智能駕駛與智能交通基礎設施”專題研討會(閉門)中,來自國家發改委、交通部、公安部、工信部等部委研究機構的專家,以及華為、福特汽車、長城汽車、小鵬汽車、圖森未來、地平線機器人、大陸集團、百度、京東、美團、滴滴等企業,圍繞智能駕駛與智能交通基礎設施的發展現狀與未來方向進行了深入的研討和交流。
其中,同濟大學國家創新發展研究院執行院長、中國交通研究院院長李興華就“未來交通趨勢及智慧交通發展布局”做了主題發言。李興華認為,要形成智慧型的交通體系,要很好地實現自動駕駛、智能出行,六大核心要素必不可少:聰明的車、聰明的路、控制中心、能源匹配、治理體系和社會生態。
本文來自李興華的演講,新智駕對演講內容做了不改變原意的整理、編輯。
首先是背景介紹,《第四次工業革命》中提到智慧城市、共享經濟、自動駕駛汽車的概念,如何基于大數據強化決策以及進行科學的決策等。因此,新工業革命對于智慧交通、智能駕駛和智慧基礎設施都是非常重要的宏觀時代背景。
技術方面的發展趨勢是對智能交通強有力的支撐,用兩個例子說明。
人們熟知的《Gartner新興技術成熟度曲線》,強調了L4/L5級自動駕駛的發展動態,預計10年以后才能實現真正的全自動駕駛。
世界上很多機構、學者都在尋求突破性技術,最有代表性的是MIT全球技術評論,其中2015版、2016版、2017版、2018版都有一項技術與智慧城市、智慧交通和智能駕駛有關,2018版的是感知或者可感知城市。
隨著技術不斷的出現、演化、成熟,并取得突破,都對智慧城市、智能駕駛的實現起到支持性的作用。
智慧交通
從研究角度出發,未來智慧交通的圖景到底是怎樣的?
由于理論和研究結果呈現出多樣性,未來智慧交通下的數字交通系統將具備不同的特征和特質。其中以下六大概念最具代表性:
一個以用戶需求、偏好、數據流和動態響應為中心的移動性范例;
建立一個動態的、多模式的交通系統,傳統的交通信息和數據共享模式必須得到根本的改變;
交通需求將在公共、私人和非營利機構日益多樣化的生態系統中得到滿足;
整個交通系統中無處不在的連接,車輛之間、車輛和周邊基礎設施之間、以及交通系統和其使用者;
一個良好連接系統,使用戶可以輕松從A點到B點,不管其方式,服務提供商;
道路、停車場動態收費,資產共享以平衡供需。
所以,預測未來的交通趨勢可能用“4+X”來概括比較有依據。
“4”是未來智慧交通的基礎,代表自動化、電動化、互聯化和共享化。據悉,最近騰訊出版的自動駕駛方面的報告中,專門強調了四個基礎性特征的概念。
此外,在交通運輸的社會性和經濟性方面,精準、綠色、公平等特征也必不可少。
在此基礎上,往上發展的重要模式是“出行即服務”模式,計算機領域的人們可能更加了解其原理,與“Mobility as a Service”探討的是同一概念。
基于上述未來智慧交通的發展趨勢和特征來判斷,下圖可展示出未來以自動駕駛為主軸線的演變場景。
上圖包括兩個軸線,車輛使用軸線代表人與人之間的操作向共享轉變,車輛控制軸線代表人工駕駛逐漸向自動駕駛轉變。此圖描述的是漸變場景,未來交通演化的基本趨勢。
接下來,將分享智慧城市和智慧交通架構方面的研究和觀點。
智慧城市的模型結構清晰,具體包括物理層和數字層。其中物理層含有基礎設施、公共空間、交通和建筑;數字層包括數字采集、傳輸、分析、交通控制以及活動控制等,這些功能的全面發揮都依賴于數字層的完整性。
此外,未來城市出行生態系統的核心是如何建設智慧城市綜合出行平臺。目前國內外的主流機構、學者都在積極探討和研究。下圖是波士頓咨詢與世界經濟論壇聯合研究的成果。
國內在智能網聯方面的研究非常復雜,更多是系統架構,涉及諸多元素、相關方、技術領域等。
再往前發展是自動駕駛,涉及更多技術,極具挑戰性。從基本原理來看,自動駕駛主要包括三方面,環境感知、決策與規劃、控制與執行。
從人類駕駛員到自動駕駛車輛,上圖做了非常明確的對比。可以看出,自動駕駛的優勢極其鮮明,帶來的效益和價值也是非常巨大。
其實,自動駕駛是對駕駛行為過程的再造或者重構,通過不斷的學習、記憶和迭代,實現由有人駕駛向自動駕駛的轉變。該方式的轉變可看做成一種革命,面臨的挑戰多種多樣,包括技術、風險,管制以及治理等方面。
但是,只擁有自動駕駛技術是無法滿足為人類造福的目的,還需滿足重要的外部條件—交通管理系統,才能達到要求。
此次閉門會議的主題是基礎設施的智能化、技術化,同濟大學也專門組建團隊研究該方面的內容,包括機場、綜合樞紐、道路、公路和港口等與交通相關的基礎設施。
研究發現,智能道路可分為四大組成部分,物理層、信息層、能量層和空間位置。只有把四部分的問題全部解決,才能形成真正的道路智能化。
綜合國內外發展趨勢,團隊從理論角度出發,做出了時空上分類和分布方面的探討,如上圖所示。
根據歐陽明高院士的要求,把國家相關的戰略和布局整理歸納,羅列出如下部分具有權威性的文件:
2017年國務院發布的《新一代人工智能發展規劃》
該規劃對智能經濟、智能社會、智能交通都做了清晰且詳細的部署。
2016年發布的《“互聯網+”,人工智能三年實施方案》
包括智能汽車研發與產業化進程、智能輔助駕駛、復雜環境感知、車載智能設備、自適應巡航以及自動泊車等。
2017年發布的《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃2018-2020》
包括自動駕駛操作系統、車輛智能算法、智能芯片和一體化的車輛智能化平臺。
此外,中國工程院安排了重大戰略課題“2035交通工程科技戰略”,對自動駕駛、綜合交通樞紐的協同、聯運的智能化和出行一體化都做了詳細部署。
交通強國戰略
十九大報告中,中央專門明確,一定要建設交通強國。為此,在國務院的組織下,國家發改委和交通部開展了交通強國戰略方面的一系列研究,主要內容包括八到九個重要體系,其中提出的代表性概念都與今天關注的問題息息相關。
2016年,為落實十九大與國務院有關規劃的要求,發改委和交通部出臺了“互聯網+便捷交通”方面的規劃文件,包括智慧公路、車路協同、自動駕駛、基礎設施以及車聯網等,都做了詳細部署;另外,還提出了27項重大示范工程,目前正在積極展開。
所以,從國家的決策到理論研究、原型實驗、檢測、示范,整個體系已經全面構成,同時也是人們探討該問題的強有力支撐。
在操作方面,國家有關部門和機構正在積極開展大量工作,包括新一代交通控制網和智慧公路的試點、智能網聯汽車道路測試規范。
據悉,目前全國已經擁有諸多有代表性的測試基地,上圖列舉了部分省市開展的研究以及測試基地的規劃建設,例如無錫市建設的以公安功能為主的測試基地,主要包括場景模擬和試驗。
此外,國家發改委正積極征求意見,為《智能汽車創新發展戰略(征求意見稿)》,具體如下:
發展中國標準智能汽車
車聯網、智能道路交通系統、智慧城市;
人-車-路-云高度協同。
六大戰略任務
技術創新、汽車產業生態、路網設施、法規標準、產品監管、信息安全;
汽車提供商、出行服務商、數據服務商;
智能設施、高精度時空服務、車用通信、信息安全、數據服務、智能出行新業態。
可以看到,國家在陸續研究和推出關于汽車方面的發展戰略。如下圖所示,汽車強國戰略的頂層設計是協同技術與創新體系架構的研究。
國際動態方面,例如美國發布的ITS戰略規劃,以及聯邦政府出臺的相應政策,都值得學習和借鑒。現在哥本哈根正在舉辦ITS世界大會,其中關于運輸到出行服務,也就是Mobility as a Service等課題,將陸續有新成果推出。
總結,要形成智慧型的交通體系,實現自動駕駛、自動出行,上述六大核心要素必不可少:聰明的車、聰明的路、控制中心、能源匹配、治理體系和社會生態。