人工智能在交通領(lǐng)域應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

城市人口數(shù)量日漸龐大，機動車保有量與機動車出行量也逐年激增，交通管理現(xiàn)狀和需求的矛盾日漸加劇，這10年來雖然人均道路面積盡管增長幅度較快，但仍遙遙趕不上城市交通量年均15%—20%的增長速度，交通問題已逐漸成為制約城市經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”，AI賦能交通智能化已經(jīng)成為交通治理、交通運輸、交通出行等交通各類業(yè)務(wù)迫切的需求，然而人工智能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用仍面臨許多挑戰(zhàn)：

一是交通數(shù)據(jù)孤單現(xiàn)象嚴重，交通信息、資源、數(shù)據(jù)分布于公安局、交通局、民航、海事局、軌交單位等不同部門，出于數(shù)據(jù)資源安全性、私密性等多種原因，交通數(shù)據(jù)收集、匯聚、共享和應(yīng)用的體系還沒有形成，無法有效整合交通信息資源，并難以在此基礎(chǔ)上開發(fā)高層次交通服務(wù)。

二是交通業(yè)務(wù)協(xié)同機制缺失，各個涉及交通業(yè)務(wù)的委辦局和單位彼此間的溝通協(xié)作及信息共享還比較困難，人工智能等新技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用既離不開跨部門的協(xié)調(diào)建設(shè)，也離不開跨部門的數(shù)據(jù)共享。

三是標準規(guī)范跟不上產(chǎn)品更新速度，隨著國家政策、技術(shù)發(fā)展，不僅傳統(tǒng)交通企業(yè)積極擁抱新技術(shù)，科技巨頭也紛紛跨界進入交通領(lǐng)域。近年來，人工智能等新興技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深化，如新時代的“網(wǎng)紅”車路協(xié)同、自動駕駛、城市交通大腦等，這些新應(yīng)用、新業(yè)務(wù)還缺乏有體系的標準規(guī)范和統(tǒng)一的評測標準。

AI駛?cè)?ldquo;高速路”，交通AI化的主要應(yīng)用賽道

AI在城市交通上的應(yīng)用還是比較全面的，交通管理、共享出行、智能網(wǎng)聯(lián)、智慧停車、交通運輸?shù)葎?chuàng)新應(yīng)用接連落地，呈現(xiàn)出多點落地的良好態(tài)勢。

從現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展與場景落地看，AI在城市交通上應(yīng)用上主要駛?cè)肴龡l“高速”主賽道：

第一個賽道是在交通管理與服務(wù)，AI可以充分優(yōu)化人、車、路之間的網(wǎng)絡(luò)，提高信息采集強度、采集量及信息處理水平，把所得信息通過各種渠道傳送給交通管理者，對人、車、路、事件等交通要素進行深度的智能研判分析，實現(xiàn)交通管控從被動向主動的轉(zhuǎn)變，從突擊管理向長效管理的轉(zhuǎn)變，從粗放管理到精準管理的轉(zhuǎn)變，為城市交通管理者提供了良好的智能化分析手段。

第二個賽道是在交通運輸與出行，借助AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息通信新技術(shù)，將新技術(shù)與傳統(tǒng)交通運輸完美融合，形成“線上資源合理分配，線下高效優(yōu)質(zhì)運行”的新格局，AI能有效地集成運用于整個交通運輸管理體系，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統(tǒng)，使人、車、路密切配合達到和諧統(tǒng)一，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，極大提高交通運輸效率，保障交通安全，改善交通運輸環(huán)境，提高能源利用效率。

第三個賽道是在智能網(wǎng)聯(lián)與駕駛，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機聯(lián)合，是搭載先進各類的AI傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享，實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛。智能網(wǎng)聯(lián)汽車包含智能化和網(wǎng)聯(lián)化兩大技術(shù)路徑，實現(xiàn)車與車、路、人、云端等之間的智能信息交換、共享，且具備復雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能。

佳都IDPS交通大腦，新一代AI城市交通治理體系

AI技術(shù)的發(fā)展刺激產(chǎn)生了新的交通治理體系，完成從“業(yè)務(wù)導向”到“認知導向”的升級

在人工智能新一代信息和智能技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，卡口、視頻人像識別、移動定位等身份型個體檢測技術(shù)日臻完善，逐步形成機動車、非機動車與行人全量感知環(huán)境，使交通需求、容量、狀態(tài)實時精確可知，人車路全要素動態(tài)精準可控成為可能，為道路交通管理實現(xiàn)“感知泛在、研判多維、指揮扁平、處置高效”提供了條件與方法。基于先進的IDPS理論體系，佳都打造可迭代進化的交通智慧大腦，為城市構(gòu)建具有交通感知、認知和賦能的系統(tǒng)。

佳都城市交通大腦通過建設(shè)以交通出行對象全域、全量、全時、全要素信息感知為基礎(chǔ)，集可計算路網(wǎng)、城市交通運行狀況等功能為于一體，實現(xiàn)從傳統(tǒng)交通管理轉(zhuǎn)型升級的跨越式發(fā)展，提升城市交通的智慧化、精細化的管理水平，破解城市交通問題并提供系統(tǒng)的綜合服務(wù)。

交通管理理論革新：以IDPS理論體系構(gòu)建交通管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)“底座”

佳都智慧交通管理系統(tǒng)IDPS體系，即在完善的基礎(chǔ)設(shè)施（Infrastructure）條件下，通過完備的數(shù)據(jù)采集（Data），實現(xiàn)交通路網(wǎng)全域、全量、全時、全要素精準認知，來支撐路網(wǎng)交通容量、需求和狀態(tài)分析（Platform），進而驅(qū)動新一代智慧交通創(chuàng)新業(yè)務(wù)應(yīng)用（System）。其具有以下核心特征：

一是在采集層由狀態(tài)參數(shù)檢測轉(zhuǎn)向身份檢測；二是由單項業(yè)務(wù)支撐型檢測轉(zhuǎn)向系統(tǒng)解構(gòu)完備型檢測；三是由分項業(yè)務(wù)支撐型的數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)向以可計算路網(wǎng)支撐的基于身份檢測的交通模型分析；四是由單向垂直的業(yè)務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)聯(lián)動的業(yè)務(wù)系統(tǒng)；五是由事后應(yīng)急響應(yīng)型轉(zhuǎn)向事前預測預防管控型。

通過對人-車-路-環(huán)境的全域、全量、全時、全要素泛在感知，城市交通大腦掌握路網(wǎng)出行“底數(shù)”和特征規(guī)律，形成“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、智能化”的道路交通管理新模式，構(gòu)建城市交通管理“大基座”。以 “一路（場）一檔、一車一檔、一人一檔”為基礎(chǔ)，抓重點、定對象，構(gòu)建個性化管控決策賦能體系，創(chuàng)新交通及相關(guān)領(lǐng)域業(yè)務(wù)賦能應(yīng)用；提升道路通行效率、提高非現(xiàn)場執(zhí)法效能、降壓事故消除隱患等；通過數(shù)據(jù)共享及業(yè)務(wù)賦能，推動“大交通”跨部門協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)用，交通參與者高度協(xié)同發(fā)展，實現(xiàn)交通誘導精準實時、路權(quán)分配動態(tài)智能、安全管理常態(tài)長效；促進傳統(tǒng)交通運輸企業(yè)優(yōu)化升級，保障智能網(wǎng)聯(lián)、自動駕駛等新興產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展與賦能出行信息服務(wù)，其核心能力平臺主要包含可計算數(shù)字路網(wǎng)平臺、交通認知分析平臺、交通仿真決策平臺。

一可計算路網(wǎng)平臺，是通過對交通設(shè)施、交通設(shè)備、感知數(shù)據(jù)與路網(wǎng)拓撲關(guān)聯(lián)“路網(wǎng)、設(shè)施、設(shè)備的邏輯數(shù)字化”，實現(xiàn)路口、路段基本通行能力、路網(wǎng)承載能力的智能分析計算，掌握城市道路交通的承載底數(shù)；由宏觀至微觀對區(qū)域路網(wǎng)、每一路段、每一路口、每一車道通行能力的精準認知，為復雜交通環(huán)境態(tài)勢研判、交通管理部門對城市交通管理、城市交通運行“生命體征”全量計算提供基礎(chǔ)交通路網(wǎng)模型及數(shù)據(jù)支撐。

二交通認知分析平臺，是通過獲取AI感知設(shè)備采集數(shù)據(jù)，對路網(wǎng)機動車出行活動進行建模，精準掌握研判個體車輛出行時空軌跡信息，精準識別個體車輛出行軌跡，結(jié)合可計算路網(wǎng)平臺，由點至面，掌握任意維度交通流時空出行規(guī)律及出行狀態(tài)；并支持研判分析影響道路運行的核心車輛、高頻出行車輛及外部車輛，實現(xiàn)宏微觀一體化出行認知。

三交通仿真決策平臺，是在AI智能認知交通基礎(chǔ)上通過“動態(tài)再現(xiàn)交通，研判決策效果”，實現(xiàn)車輛行駛軌跡、車輛運動行為、車輛駐留起始時間、結(jié)束時間等動靜態(tài)一體化交通數(shù)字孿生，全面復刻掌握城市交通動靜態(tài)運行信息，打造城市交通數(shù)字孿生與AI智能的結(jié)合，為相關(guān)決策制定提供強有力支撐基礎(chǔ)。

精準認知、根因分析、源頭治理，交通大腦賦能各類交通專項治理

對于交通業(yè)務(wù)賦能方面，交通大腦以精準認知、根因分析、源頭治理為導向，為現(xiàn)有交通治理、交通管控、疫情防控、車路協(xié)同等多個交通業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)賦能支撐：

在賦能交通區(qū)域緩堵方面，城市交通大腦平臺通過AI定量分析路口路段通行能力和車流方向，準確定位瓶頸路段，制定緩進快出的區(qū)域控制交通信號控制策略，實時調(diào)整周邊路口信號方案，保障瓶頸路段持續(xù)高效穩(wěn)定疏散車流，并自動梳理出頻繁出行的關(guān)鍵車輛，分析其出行需求，向車主推送周邊綠路通道路徑、錯峰出行路徑等建議，緩解關(guān)鍵節(jié)點出行壓力。

在跨部門交通業(yè)務(wù)協(xié)同方面，交通大腦的基于精準認知的數(shù)據(jù)分析，對違法上路車輛智能化研判，能夠自動迅速發(fā)現(xiàn)多類違法上路車輛，再實時追蹤并預測其行駛路徑，動態(tài)調(diào)節(jié)信號燈暗中攔截，并聯(lián)動一線警力精準布控處置，研判緝查效率較傳統(tǒng)人工方式提升3倍以上。

在助力疫情管控方面，2021年某地市發(fā)生疫情，交通大腦基礎(chǔ)能力快速根據(jù)防控策略在短時間內(nèi)搭建“涉疫車輛AI管控”模塊，系統(tǒng)自動實現(xiàn)對風險車輛、風險場所、風險人員的智能篩查，改“人工巡查”變“智能篩查”，快速構(gòu)建常態(tài)化疫情防控下“涉疫車輛防控”能力。

在賦能智能網(wǎng)聯(lián)方面，城市交通大腦通過深度融合人工智能、大數(shù)據(jù)等先進科學技術(shù)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、MaaS提供技術(shù)支持；通過交通信息全息感知外場工程建設(shè)實現(xiàn)道路交通“人、車、路”等要素的全域、全量、全時信息采集，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供動態(tài)交通信息技術(shù)支持；通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)資源、統(tǒng)一服務(wù)平臺，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、MaaS提供數(shù)據(jù)共享支持。

不僅僅上面提到的交通賦能場景，在交通治理、城市環(huán)境、交通管控、交通規(guī)劃、交通出行、交通服務(wù)等各個方面，IDPS交通大腦實現(xiàn)對“個體-道路-網(wǎng)絡(luò)”全方位透析，構(gòu)建“感知-認知-診斷-治理-評價”閉環(huán)的現(xiàn)代化城市交通綜合治理體系，有效提升交通管理水平、提高交通運行效率、提高人民出行滿意度。

結(jié)語

我國公路、鐵路、水運、航空等交通行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施在這些年都得到了飛速發(fā)展，但是各種出行方式之間信息交互仍然滯后，未來隨著信息化和智能化進一步提高，各種出行方式信息共享和智能化服務(wù)技術(shù)將得到充分發(fā)展和應(yīng)用。在國家政策大力扶持、AI技術(shù)飛速前進的大背景下，巨大的市場空白及發(fā)展空間也將使各行業(yè)企業(yè)爭相入駐，在智能交通分支領(lǐng)域為出行者提供了更加精細、準確、完善和智能的服務(wù)。在“十四五”期間，人工智能將加快在城市交通領(lǐng)域的應(yīng)用，進一步推進交通信息化發(fā)展建設(shè)，實現(xiàn)交通治理能力的現(xiàn)代化。

作者：吳曉鵬

單位：佳都科技集團股份有限公司