當(dāng)前，中國城市交通日均出行需求總量已達(dá)到10億人次，隨著城市人口的增加，預(yù)計(jì)到2025年城市居民日均出行需求總量將接近12億人次。因此，如何規(guī)劃城市交通未來的發(fā)展模式不僅僅是一個商業(yè)問題，更是一個社會問題。

交通領(lǐng)域的革命已經(jīng)到來!隨著交通革命的進(jìn)展，行業(yè)也發(fā)生著巨大變化，“城市交通大腦”成了炙手可熱的產(chǎn)物，到底是忽悠?還是新趨勢?

在最近一次發(fā)言中，中山大學(xué)教授余志以交通系統(tǒng)的革命為主題，分享了以即時通訊、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和人工智能三大技術(shù)帶來的交通行業(yè)變化，由此衍生了IDPS智慧交通體系下的城市交通大腦。他認(rèn)為IDPS交通大腦，首先是完善的基礎(chǔ)設(shè)施，然后是個性化的系統(tǒng)服務(wù)，最重要的是完備的數(shù)據(jù)采集和智慧的計(jì)算平臺。以下為余志發(fā)言全文(內(nèi)容有刪減，未經(jīng)本人核實(shí))：

為什么會交通革命?

交通系統(tǒng)正在發(fā)生一場革命，近三百年我們發(fā)生了兩次科學(xué)革命、三次技術(shù)革命和兩次工業(yè)革命。我們正在發(fā)生第三次工業(yè)革命，這次革命是以信息技術(shù)為驅(qū)動，它帶來了我們的交通革命。這一次的交通革命主要是三大技術(shù)：即時通訊、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和人工智能。

把通訊系統(tǒng)和交通系統(tǒng)做一個比較：有人說通訊系統(tǒng)可以把全世界的通訊網(wǎng)絡(luò)管理得井井有條，如果用管理通訊系統(tǒng)的方法管理交通系統(tǒng)一定管理得好。我提出幾個問題：我們打電話時知道電話在哪兒，打給誰馬上知道對方是誰，打電話的路徑、走什么光纖都由系統(tǒng)分配。如果全國的電話全部沒有號碼，不知道誰打給誰，人人都在打電話，這種混亂的情況就是交通。

數(shù)學(xué)上說交通系統(tǒng)是時變、強(qiáng)非線性、不連續(xù)、不可控、不可測。面對這樣五個特征的系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)在的控制系統(tǒng)都沒有辦法求解。

由于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能三個技術(shù)的出現(xiàn)，使一個不可以描述不可以求解的系統(tǒng)逐步變得可以描述和求解了。如果我們在所有交叉口都對每一輛車輛進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，那么這個系統(tǒng)就可以由一個復(fù)雜的道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)變成由若干個路段組成的子系統(tǒng)，然后就可以求解。

那么可以求解什么問題?一是道路到底能容多少次行駛，我們稱為承載力;二是出行者到底有什么樣的需求，我們過去稱為OD，其實(shí)還包括路徑。

在準(zhǔn)確知道承載力和OD信息的情況下，我們可以知道交通狀態(tài)，知道到每一輛車，每一個交叉口，每一個路段，這是這場革命發(fā)生的深刻變化。

目前，在科學(xué)界里有三條道路在逼近一個由不可解的系統(tǒng)向可解的系統(tǒng)變化。一條是以信息科學(xué)為主，我們稱之為知識路，是尋找知識間、數(shù)據(jù)間的知識關(guān)系和知識結(jié)構(gòu);二是應(yīng)用驅(qū)動的數(shù)據(jù)關(guān)系模型，包括滴滴打車、公交IC卡數(shù)據(jù)分析等;

三是從數(shù)據(jù)到物理模型的升級，由完備的數(shù)據(jù)去構(gòu)造可以被精確計(jì)算的交通系統(tǒng)模型和交通系統(tǒng)，我個人認(rèn)為這是未來最有可能出現(xiàn)的。

出行、管理模式的變革

交通系統(tǒng)的復(fù)雜性以及未來在技術(shù)發(fā)展的情況下，使我們對交通系統(tǒng)的管理有革命性的變化，那么由于技術(shù)上的變化必然導(dǎo)致出行行為的變化和管理模式的變化。

那么出行行為發(fā)生哪些變化?一是很多由人的流動變成物的流動。比如吃飯有外賣，購物有物流配送，甚至朋友們見面也是虛擬的，由于這些變化極大地改變了交通需求。

二是交通組織模式的變化。過去交通都是網(wǎng)絡(luò)式調(diào)度和線路式調(diào)度，特別是公共交通城市里都是指定的公交線路，現(xiàn)在很多城市已經(jīng)開始嘗試預(yù)約巴士。我們最近也在考慮做另外一個系統(tǒng)模型。如果把所有公交線路都去掉，所有公交像出租車一樣是動態(tài)的、被組織的，也許那樣一種組織方式會更加便捷、更加便宜。

三是輕資產(chǎn)重服務(wù)。過去都是個人擁有一部車，隨著自動駕駛和共享經(jīng)濟(jì)的到來，車已經(jīng)不再是一個身份的象征，也不再是資產(chǎn)，而是一個服務(wù)。

同樣， 管理模式也要發(fā)生變化。一是由過去的動態(tài)管理、靜態(tài)管理變成動靜產(chǎn)品一體化，意味著規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行是一體化;

二是宏觀、微觀一體化;三是出行者、管理者和行業(yè)一體化。其實(shí)這個很大程度上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，包括滴滴的出現(xiàn)在某種程度上就把行業(yè)的從業(yè)者和出行者以及管理者連成一個網(wǎng)絡(luò)。

智能交通系統(tǒng)的IDPS體系

在未來由技術(shù)變化到科學(xué)理論的變化、出行模式變化、管理模式變化的情況下，到底應(yīng)該怎樣去構(gòu)造這樣的系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)這樣的過程?

我們提出了新一代智能交通系統(tǒng)的IDPS體系框架。I是基礎(chǔ)設(shè)施(Infrastructure);D是完備的數(shù)據(jù)采集;P是智慧計(jì)算的平臺，計(jì)算承載力、交通狀態(tài)、交通需求等;S是個性化或者柔性化的應(yīng)用系統(tǒng)。

基礎(chǔ)設(shè)施包含認(rèn)為標(biāo)志標(biāo)線、視頻監(jiān)控、卡口和信號機(jī)等，我們認(rèn)為最重要的幾樣交通數(shù)據(jù)包括IC卡、地理信息系統(tǒng)等，然后構(gòu)造三個可以計(jì)算的系統(tǒng)平臺，最后支撐若干個個性化系統(tǒng)。

過去的智能交通系統(tǒng)和我們的IDPS系統(tǒng)有什么區(qū)別?

傳統(tǒng)智能交通系統(tǒng)是依據(jù)業(yè)務(wù)分別建基礎(chǔ)設(shè)施，互相之間都不能夠完全支持。未來基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)置不是為了某一個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，而是為了將交通完全按照物理模型結(jié)構(gòu)化。結(jié)構(gòu)分整體和個體，比如GPS的出租車或者樣本車輛對于了解道路是否擁堵這一個小的鏈條是完美的，但是如果用GPS數(shù)據(jù)，1%左右的車輛樣本的數(shù)據(jù)控制紅綠燈是不可能的。如果10%的車裝了GPS用來做信號控制，排隊(duì)長度的保證率不超過10%，如果是50%的保證率不超過30%，所以理論上用這樣的樣本車輛數(shù)據(jù)控制紅綠燈是不行的。

怎么樣能夠構(gòu)造較完備的交通系統(tǒng)?現(xiàn)在來講至少有三種完備性。一是所有車輛帶有GPS或北斗定位，掌握全部車輛移動定位數(shù)據(jù);二是所有信號控制路口安裝卡口式電警;三是所有車輛配備電子車牌，所有路段安裝通訊設(shè)備。

在這樣三個條件的任何一個都滿足的情況下，整個交通系統(tǒng)可以精確計(jì)算和分析。如果是這樣，我們就可以在現(xiàn)有的交通系統(tǒng)上進(jìn)行改造或者重新設(shè)計(jì)，從而可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互用、節(jié)約成本、信息完備，然后交通系統(tǒng)完全求解。

城市交通大腦

在IDPS智能交通系統(tǒng)體系基礎(chǔ)上，我們就可以建設(shè)“城市交通大腦”，其實(shí)現(xiàn)在某些BAT公司的交通大腦就是傳統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)化應(yīng)用。

我們提出的IDPS大腦，首先是完善的基礎(chǔ)設(shè)施，然后是個性化的系統(tǒng)服務(wù)，最重要的是完備的數(shù)據(jù)采集和智慧的計(jì)算平臺。我們做了一個“1+3+1”結(jié)構(gòu)，“1”是一個數(shù)據(jù)云，通過數(shù)據(jù)云匯聚數(shù)據(jù)資源;“3”是三大計(jì)算平臺，首先構(gòu)建的是可計(jì)算道路網(wǎng)絡(luò)平臺，其次是大數(shù)據(jù)分析平臺，在這個基礎(chǔ)之上才可以結(jié)構(gòu)需求狀態(tài)和能力，最后是在線仿真平臺，用計(jì)算機(jī)可以推演各種不同的情況，還可以找到最優(yōu)情況;還有一個“1”是智能化業(yè)務(wù)驅(qū)動組件，通過這個組件鏈接其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

交通大腦的主要功能模塊是巡(自動巡檢)、算(智能計(jì)算)、管(精細(xì)管理)、決(科學(xué)決策)，主要有三大關(guān)鍵技術(shù)：可計(jì)算的GIS-T交通地理信息平臺、數(shù)據(jù)驅(qū)動的交通模型和具備實(shí)戰(zhàn)能力的大數(shù)據(jù)分析平臺。

我們在宣城大概100多公里的路程、80多個交叉口的地方做了一個實(shí)驗(yàn)。首先將它所有的道路搬到計(jì)算機(jī)上，就是每一個標(biāo)志標(biāo)線、標(biāo)牌都放到計(jì)算機(jī)里，并且是帶有交通規(guī)則的理解元素，我們稱之為交通地理信息系統(tǒng)，是一個基礎(chǔ)性平臺。其次將部分監(jiān)控設(shè)備做了補(bǔ)充。

我們做的第一個工作是“巡”，巡查外場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、巡檢數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)、數(shù)據(jù)互校驗(yàn)。

第二是“算”，智能計(jì)算路段檔案、車輛檔案。在11月16號早上7點(diǎn)半到8點(diǎn)這一段時間，我們可以準(zhǔn)確地算出來毛峰中路通過的車輛半小時之內(nèi)是421輛，然后知道這421輛車的來源及去向及高頻處出行車輛名單。

第三是“管”，精細(xì)管理信控方案、出行規(guī)律。計(jì)算出每一條路交叉口現(xiàn)在有多少輛車在排隊(duì)，這些車有多少是經(jīng)常出行，分常發(fā)和偶發(fā)。也可以了解整個城市道路上，哪些是正在出行的車，哪些是在停車場停的車。我們要構(gòu)造兩個最基本的函數(shù)，一是車輛狀態(tài)函數(shù)，另一個是道路狀態(tài)函數(shù)。通過這兩個函數(shù)，可以求解交通任何的細(xì)節(jié)、整體和規(guī)律。同樣要去管控信號燈，我們對信號燈的每一個周期有多少個綠燈被使用了、有多少車輛被耽誤，耽誤了多少分鐘等都了解的情況下，然后可以對整個城市的交通、通行、決策進(jìn)行把控。最后是“決”，多維度、多角度交通運(yùn)行狀況評價，輔助科學(xué)決策。

總結(jié)

第一，要正確處理好規(guī)劃建設(shè)和管理的關(guān)系。城市里的交通源頭是規(guī)劃，我們認(rèn)為規(guī)劃是DNA，基礎(chǔ)設(shè)施是骨架，教育和意識是肌肉，管理是最后一道防線。但現(xiàn)在經(jīng)常把最后一道防線放在最前面。

第二，要正確的認(rèn)識擁堵。其實(shí)擁堵很簡單，擁和堵兩個字四個狀態(tài)。一是因擁至堵，車多了就會堵，多是指通行能力;二是擁而不堵或者叫擁而不堵死是一個城市交通管理可以達(dá)到的最高境界;三是不擁而堵，特別是在中小城市，很多的擁堵不是因?yàn)閾韺?dǎo)致的，如果道路的能力已經(jīng)被用到極限了，堵是很正常的;四是不擁不堵。如果我們能夠做到結(jié)構(gòu)交通、規(guī)劃交通，每個人的出行都被智能化的參與，那么可以做到不擁不堵。

回到最后的革命主題。最近300年來，我們發(fā)生了多次的革命性變化，但2000年以來我們的哲學(xué)宗教文化沒有發(fā)生變化，那么新的這場革命會帶來巨大的變化。在交通系統(tǒng)里，由于三大技術(shù)的出現(xiàn)，使我們會產(chǎn)生新的交通科學(xué)理論和方法，會導(dǎo)致新的出行行為，也必然導(dǎo)致新的管理方式。

文章鏈接：中國安防展覽網(wǎng) http://www.afzhan.com/news/detail/62340.html

(新媒體責(zé)編：wb001)