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原國家科技部副部長吳忠澤：智能交通產業在中國的發展歷程與展望
發布時間：2018-11-09 分類：趨勢研究
一、智能交通系統發展歷程
國際上美國、歐盟、日本等發達國家在上個世紀80年代末就已經開始發展智能交通系統，其發展的背景主要是：全球工業化進程帶來城市化，隨著汽車產業的迅猛發展和汽車的普及使用，全社會的機動化程度大大提高。城市化、機動化又帶來了城市交通問題，諸如道路安全、交通擁堵、能源安全、環境污染等嚴重影響到人類環境的可持續發展。上世紀90年代，信息技術得到了迅速發展，特別是智能化技術的發展，為我們運用新的技術手段研究解決交通領域的突出問題帶來了機遇，智能交通系統應運而生。
智能交通系統從本質上講，是計算機、控制、通信、傳感、網絡等先進技術，有效的綜合運用于整個交通運輸體系和交通管理，面向交通基礎設施、運載工具和交通參與者，進行系統化管理，提高交通效率和安全水平，并通過節能減排減少環境污染?，F代信息技術是智能交通系統的核心技術。智能交通把交通作為復雜系統來處理，目標是安全、高效、便捷、服務。
智能交通系統的內容很多，一個簡單的圖示，我們稱之為采、處、發。也就是利用各種各樣的傳感器和交通管理系統先獲取交通的各種狀態信息，然后通過數據的傳輸、交互對信息進行存儲和處理分析，再把處理分析的結果用于交通管理和服務，簡稱采、處、發。經過近30年的發展，國際上智能交通系統已經擴展為八項主要內容：一是智能化交通信息服務系統；二是智能化交通管理系統；三是智能化公共交通系統；四是智能化車輛控制系統；五是營運車輛控制系統；六是電子收費系統；七是安全保障、緊急事件管理與救援系統；八是智能車路協同系統。當然，不同的國家智能交通發展的側重點是不一樣的。
我國是從上個世紀末開始推動智能交通發展的，大體上經歷了以下幾個階段：第一個階段，1996年至2000年為“起步階段”，主要構建了中國智能交通體系框架和標準體系，初步形成了智能交通的理念和基本認識。2001年至2005年“十五”期間是“培育階段”，國家科技部在全國選擇了12個城市啟動了智能交通系統建設的城市示范工程，推動了我國城市智能交通發展。2006年至2010年“十一五”期間是“形成基礎”的第三個階段，智能交通項目開始列入國家863高科技產業化計劃和科技支撐計劃，加強了基礎研究，并通過重大活動集成示范智能交通技術和產品，取得了很好的效果。在這基礎上，2011年至2015年的“十二五”期間，通過關鍵技術規模應用和管理創新，提升了智能交通產業的核心競爭力和綜合優勢，形成了“提升發展”的第四階段。從2016年開始進入了一個新的發展階段，即“創新引領”階段，要通過跨界融合、系統重構、商業模式服務創新、智能物流、智能駕駛和智慧停車建設來引領智能交通的技術創新和產業轉型升級。
經過近二十年的發展，一是基本形成了國家智能交通研究創新基礎，高校、科研機構、企業群體構成了我國智能交通的創新體系，科技創新能力顯著增強。二是建設了一系列具有國際廣泛影響的示范工程，如北京智能化交通管理系統、交通運行智能監測系統，上海虹橋綜合交通樞紐中心等智能化管理水平已達到或接近先進國家的水平。三是科技創新推動我國智能交通系統的建設和發展實現了從全面跟蹤向跟跑、并跑并存的歷史性轉變。過去說世界智能交通發展熱點區域是美國、日本、歐洲三個，現在國際上普遍認為中國是第四個熱點地區，在世界智能交通領域，我國有了一席之地。
我國智能交通產業從無到有，產業規模不斷擴大，形成了系統集成、專業解決方案的提供、專業咨詢設計服務以及增值服務等四大類專業形態，涉及公路、鐵路、水運、民航、公安交管和城市交通等眾多領域，能夠生產比較成熟的批量化、系列化的產品和設備，也建成了很多實際應用系統。全國每年高速公路上應用的智能機電系統市場規模約有100多億元，城市智能交通市場規模約600多億元，如果把智能駕駛和出行服務市場計算在內將超過1000億元。我國智能交通產業已經初具規模，并且進入了一個快速增長時期。
二、在新技術推動與市場需求變化的共同作用下引發智能交通變革
當前，智能交通發展面臨著一系列變革，這個變革是由什么引起的呢？首先是由日新月異的新技術引起的。無論是云計算、物聯網、移動互聯、大數據、智能穿戴還是3D打印、人工智能、機器人、無人駕駛、虛擬現實等等，都體現了新技術的四個特征：一是信息技術從網絡化、數字化到智能化；二是產品和服務的智能化和個性化；三是基于大數據的信息再價值化；四是跨界融合的新業態。
新一代信息技術對智能交通發展的推動主要有四個方面：一是構建了全時空的交通信息環境。不僅可以實時獲取交通系統的各個時間、各個空間全覆蓋的信息，而且可以將不同范圍、不同區域、不同領域的“數據倉庫”加以綜合，構建公共交通信息集成利用模式，發現新價值，帶來新機會。二是推動了人車路一體化協同。使車輛碰撞、車輛換道、駕駛員行為狀態檢測等實時的狀態預測、信息交互也有非常高的可靠性。三是進行智能分析和高效利用。例如通過氣象、交通、保險部門的數據結合，可以研究交通領域防災減災，優化配置交通資源，提升交通預測預報水平。四是交通管理和交通服務的模式將發生很大的變化。不僅要關注大數據的處理能力、技術和方法，而且大數據正在創造價值，基于云服務的模式正在改變整個交通產業。
從新一代信息技術推動智能交通發展的直接表現來看，首先是實現了基礎信息采集手段的多元化。除了通過線圈、微波、超聲波、地磁、視頻等廣泛應用獲取信息外，視頻交通綜合監測包括違法記錄、牌照識別、旅行時間、軌跡推斷等信息資源得到復用，基于海量移動終端、車載電子設備等交通數據采集也已形成一定規模，ETC全國高速公路實現聯網，車輛電子車牌也開始推進等等，構成了由時空信息、全要素信息組成的全息交通。
二是實現了信息感知與交互的突破。由物流狀態數據、車輛狀態數據、個人出行信息、交通應急信息、海量高清視頻、氣象地理信息、GIS地圖數據、基礎設施數據、城市管理數據等構成的交通大數據實現了全面、精準感知和動態實時交互。
三是實現了泛在網絡下的移動互聯?；谝苿踊ヂ摰脑诰€導航系統、視頻監控系統、應急指揮系統、出行服務系統，基于短程通訊的車輛防碰撞系統、基于智能識別的車輛避讓系統、基于公用無線的公交wifi系統、基于各種無線信息服務走廊等，通過“互聯網＋信息、交易、綜合服務”的形式，可以完全不受通信方式布點的限制，在任何時候任何地點進行交通信息的處理和交通管理與服務。
四是實現了載運工具的智能化。新型載運工具，車輛實時感知與交互，全新的出行模式，使人們出行變得更安全、更舒適、更環保。
總之，新一代信息技術推動交通系統變革，主要有：一是全面、精準感知和全景式交通系統帶來的全息交通；二是動態實時交互帶來的移動互聯；三是新型載運工具帶來的更快更智能更節能的出行；四是連通性帶來的交通服務的改善；五是促進了交通系統的運行、運營管理模式的變革。
除了新技術推動外，引發智能交通變革的另一個因素是市場需求的變化，而且兩者是共同作用的。首先是智能化出行和服務的市場需求的推動?，F在，人們要求有更快、更靈活的新型智能化載運工具和移動互聯，能夠廣泛使用車載傳感器和嵌入式CPU，實現V2X實時感知與交互，能夠定制出行，共享交通工具，交通管理部門能夠實現低能耗、高效率的交通流優化調控等等。
第二是交通供求、運營和服務的變化引發智能交通的變革。例如，辦公模式的變革、網購帶來的快遞物流等將影響交通需求的變化，分時租賃將引起城市機動車保有量的變化與理念的轉變，公交運營考慮線網優化與服務保障之間的均衡、資源約束條件下動靜態交通的供需動態均衡的要求，呼喚者共享租賃、共享停車位等新的市場需求。對于未來交通供求是增加供給，還是控制需求？對于車輛保有是自由發展，還是控制增長？目前各地方政策差異很大，有不少的爭議。看來，還是要因地制宜，實施一城一策。
如果單從技術角度考慮，我們設想一下未來的交通場景：那就是車路協同、主動安全、智能體驗。人與車、車與路、路與環境和用戶體驗，作為一個系統工程，一是利用智能駕駛和路徑優化實現低碳高效出行；二是通過云端服務實現車載智能終端的娛樂休閑體驗；三是利用主動式安全保障技術實現零事故；四是通過自動駕駛實現隨心而動。所以在新技術引領下，未來的出行一定是更安全、更舒適、更環保的出行體驗。
三、未來智能交通系統創新發展的展望
在新技術推動和市場需求變化的共同作用下，發展新一代智能交通勢在必行。其內涵主要包括：全時空交通信息獲取、大數據智能分析、智能汽車（車聯網）、智能物流（快遞）、智能出行（互聯網＋）、綜合運輸協同服務等，它關注的重點是通行效率、安全行駛、擁堵緩解、舒適駕乘、綠色環保、信息服務以及交通控制等等，是大范圍、多目標的要求。
在這種背景下，智能交通新技術的發展不僅是技術本身，更是新的理念和模式，技術變革正在重構或再造交通系統。目前智能交通系統進入了一個新的發展階段。如果我們把傳統的智能交通系統定義為1．0版，未來的智能交通作為3．0版，則現在正處于2．0版這樣一個階段。
1．0階段主要基于信息技術發展，特別是數據采集、處理、分析及服務應用，信息化是它的重要支撐，智能化管理和服務是它的主要內容。在這個階段形成了一系列典型應用系統，如:交通流動態信息實時檢測系統、城市智能化交通指揮管理系統、營運車輛智能化監管系統、綜合監控及應急指揮系統、道路交通管理信息數據庫、聯網售票系統、公交一卡通、大城市交通運行監測與綜合調度、國家路網智能監測與應急處置等等。
目前，快速發展的新一代信息技術推動了數據采集、存儲、分析以及服務的升級創新，同時互聯網、大數據技術應用帶來跨界融合創新和新的模式及服務內容。因此，智能出行、智能物流、智能輔助駕駛、車路協同和綜合交通協同服務等，成為這個階段的重要內容。我們可以把它叫做智能交通的2．0時代，是現在正在發展的這個階段。
在2025年以后，將會進入到下一代智能交通系統，即3．0時代。它的技術支撐主要有：人工智能技術應用、交通復雜網絡系統、交通社會物理系統、需求和偏好驅動的交通網絡化、自調節系統、人、車、路、物、環境等要素的綜合優化構成的智能移動互聯系統等。而城市交通大腦、基礎設施的智能化和載運工具的智能化、智慧公路、智能鐵路、智能駕駛／自動駕駛等將是3．0時代的主要特征。
目前，我們還處在2．0迅速發展的階段，正在轉型升級。在這個階段，不管是搞技術研究，還是搞產業發展，都應該重點關注這幾個方面：一是數據驅動應用提升；二是移動互聯的運營服務；三是跨界融合的產業轉型。特別是全面精準的感知與交互、數據驅動的智能化管控；“小數據”的深度解析與“大數據”的綜合應用；互聯網推動下的業態重構、跨界融合的產業鏈衍生等內容。
未來智能交通創新發展的總體趨勢是網聯化、協同化、智慧化。創新發展的總體方向基本上聚焦在以下三個大的方面。
第一個創新發展方向是智能出行服務。我們要關注的就是個性化、精細化、智能化出行。包括定制出行、共享出行、綜合服務（聯網聯程）、移動支付、慢行交通系統、新型公交、智能駕駛等等。
第二個創新發展的方向是高效運營服務與智能化管控。具體包括：綜合交通一體化運營與服務、基于大數據分析的交通行為調控、交通狀態智能解析與智能處置、跨行業跨區域移動電子支付、智慧物流（多式聯運、快遞配送、貨物動態跟蹤）、車輛電子標識、高清視頻、可靠交互移動終端、新一代交通控制系統等新業態、新技術、新產品。
第三個創新發展的方向是車聯網、車路協同和智能駕駛。未來智能網聯汽車和新型基礎設施肯定是要重點發展的。大家可能看到過一個新聞報道，帶有通訊功能的基礎設施，這些很快都會發展并形成產業規模。例如：高精度定位和環境感知、智能車載單元、智能安全輔助系統、車聯網網絡安全、信息、能源、安全一體化的基礎設施、智能網聯汽車測試與標準等等，都是我們應該去關注的產業技術創新方向。
總之，從整個智能交通產業生態來講，包括交通基礎設施建養、載運工具制造、交通運輸組織管理、互聯網、交通信息化等，未來智能交通將重點聚焦在：大數據＋交通服務；移動互聯＋綜合交通；人工智能＋車路協同等三個領域。
從創新模式來講，目前基于交通信息化、智能化和更加精細、準確、完善、智能的服務要求，正在加速交通生態圈的跨界融合。其中包括智能交通行業、汽車制造業、車載裝備業、信息服務業、互聯網行業、運輸管理業、地圖導航業和創業投資等一起通過大數據技術集成創新、協同創新和開放創新，展現了美好的創新驅動發展前景。
但是，我們必須清醒地認識到，與建設交通強國的要求相比，我國智能交通科技創新還存在一些薄弱環節。主要表現為：一是科技基礎仍然薄弱，科技創新能力特別是原創能力還有很大差距，關鍵核心技術受制于人的局面沒有從根本上改變。二是智能交通產業仍然處于全球價值鏈中低端，對我國經濟社會發展的實際貢獻還不夠顯著。三是智能交通科技創新體系整體效能不高。缺乏高層次領軍人才，創新型企業家群體亟需發展壯大。
當今世界，誰走好了科技創新這一步先手棋，誰就能占領先機，贏得優勢。智能交通領域更是如此。我們要增強緊迫感，發展智能交通必須掌握卡脖子技術，敢于走前人沒走過的路，按照需求導向、問題導向、目標導向，切實提高我國智能交通關鍵核心技術創新能力，把創新主動權、發展主動權牢牢掌握在自己手中，加快智能交通在我國經濟社會發展中的實際應用，成為數字中國、交通強國建設的重要支撐，為推動我國供給側結構性改革、實現中國經濟由高速增長階段轉向高質量發展階段貢獻力量！
