車路協(xié)同是智能交通的一個(gè)具體化實(shí)例

　　王飛躍，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所，研究員，主要研究領(lǐng)域?yàn)橹悄芸刂评碚撆c方法、復(fù)雜系統(tǒng)控制與管理方法、社會(huì)計(jì)算和復(fù)雜系統(tǒng)的控制和分析。現(xiàn)任IEEETransactionsonIntelligentTransportationSystems和IEEEIntelligentSystems、《自動(dòng)化學(xué)報(bào)》的主編。曾任IEEE智能交通系統(tǒng)學(xué)會(huì)主席、旅美科協(xié)主席等，現(xiàn)任中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)、中國(guó)管理現(xiàn)代化研究會(huì)系統(tǒng)管理與復(fù)雜性科學(xué)專業(yè)委員會(huì)主任、國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)（IFAC）經(jīng)濟(jì)和商業(yè)系統(tǒng)委員會(huì)主席。

　　2007年獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)2009年獲IEEE智能交通系統(tǒng)杰出應(yīng)用獎(jiǎng)，2010年獲得IEEE智能交通系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)先獎(jiǎng)，2011年獲IEEE智能交通系統(tǒng)杰出研究獎(jiǎng)。現(xiàn)為IEEEFellow、INCOSEFellow、IFACFellow、AAASFellow、ASMEFellow。

　　中國(guó)智能交通：請(qǐng)介紹一下"平行世界"在蘇州、廣州的推進(jìn)情況和應(yīng)用效果。您認(rèn)為在較大范圍（如全城）推行這一系統(tǒng)在中國(guó)的城市環(huán)境和交通條件下，是否可行？

　　王飛躍：2009年，我們?cè)诮K太倉(cāng)實(shí)施了第一個(gè)"平行交通系統(tǒng)"的應(yīng)用案例。太倉(cāng)港古代就有"天下第一碼頭"之稱，600年前偉大的航海家鄭和從這里七下西洋，創(chuàng)下了世界航海奇跡。我們先在江蘇太倉(cāng)道路管控，之后在廣州市亞運(yùn)公共交通管理上，成功實(shí)施了"平行交通系統(tǒng)"，開(kāi)創(chuàng)了城市道路交通和城市公共交通管控的先例。

　　平行交通系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

　　a)項(xiàng)目施工前，可對(duì)系統(tǒng)效果進(jìn)行預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)，降低施工的風(fēng)險(xiǎn)。

　　b)項(xiàng)目實(shí)施與運(yùn)行過(guò)程中，可生成優(yōu)化控制方案，大大縮短實(shí)施時(shí)間。

　　c)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)未來(lái)發(fā)展的預(yù)測(cè)與規(guī)劃。2010年和2011年，在幾乎不增加任何成本的情況，完成了兩次系統(tǒng)功能升級(jí)。

　　太倉(cāng)的平行交通系統(tǒng)取得了明顯的應(yīng)用效果，通過(guò)一年多的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，道路通行能力增加了20-30%，排隊(duì)長(zhǎng)度減少了8-19%，明顯改善了應(yīng)用區(qū)域的交通環(huán)境，這個(gè)項(xiàng)目也被江蘇省公路局列為示范推廣項(xiàng)目。

　　新一代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將使得交通的動(dòng)態(tài)感知能力大大提高，為"平行系統(tǒng)"的大范圍實(shí)施提供的信息基礎(chǔ)；云平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展，將極大底提高城市交通的建模、計(jì)算、分析、預(yù)案生成與仿真評(píng)估、管理與控制、決策支持能力，為"平行系統(tǒng)"的大范圍實(shí)施提供的計(jì)算基礎(chǔ)；隨著新一代信息技術(shù)和平行系統(tǒng)的逐步成熟，在更大范圍（如全城）內(nèi)推行這一系統(tǒng)在中國(guó)的城市環(huán)境和交通條件下，是可行的。在平安城市、智慧城市的建設(shè)中也有用武之地。

　　在更大范圍內(nèi)推廣"平行交通系統(tǒng)"，應(yīng)該是今后的一個(gè)趨勢(shì)。其核心理念是我們提出來(lái)的，并且得到了國(guó)際同行的認(rèn)可。我們?cè)谠擃I(lǐng)域的研究和應(yīng)用成果都走在了世界前列，我們是世界范圍內(nèi)唯一獲得IEEE國(guó)際智能交通學(xué)會(huì)的最佳博士論文獎(jiǎng)、杰出應(yīng)用獎(jiǎng)、杰出團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)、杰出研究獎(jiǎng)四項(xiàng)頂級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)的研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)于其中的任一獎(jiǎng)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，我們都是亞洲的唯一獲得團(tuán)隊(duì)。

　　中國(guó)智能交通：您認(rèn)為將"車聯(lián)網(wǎng)"等同于"車路協(xié)同"是否可行？如不可行，其差異是什么？從技術(shù)角度出發(fā)，如何定義車聯(lián)網(wǎng)？是否其實(shí)現(xiàn)方式可多樣化？據(jù)您了解，國(guó)內(nèi)"車路協(xié)同"技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展如何？與國(guó)外相比，差距如何？

　　王飛躍："車聯(lián)網(wǎng)"與"車路協(xié)同"無(wú)論是技術(shù)實(shí)現(xiàn)還是上端應(yīng)用支持，都有很多共同之處，如都依賴車載感知終端，都需要解決車車/車路信息交換，但兩者應(yīng)該是不同的概念。目前兩者也沒(méi)有非常權(quán)威和明確的定義，一般可以認(rèn)為"車聯(lián)網(wǎng)"是在國(guó)家"物聯(lián)網(wǎng)"概念基礎(chǔ)上提出來(lái)的，是物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的具體實(shí)現(xiàn)，具有明顯的物聯(lián)網(wǎng)屬性，從網(wǎng)絡(luò)角度來(lái)說(shuō)，它應(yīng)該是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的范圍較大，網(wǎng)絡(luò)的管理也相對(duì)嚴(yán)格，所面向的應(yīng)用更側(cè)重于交通宏觀管理，如解決擁堵問(wèn)題。車路協(xié)同實(shí)際上是車聯(lián)網(wǎng)的一種具體實(shí)現(xiàn)，但其更側(cè)重車輛的差異化、個(gè)性化服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)相對(duì)松散，重點(diǎn)解決道路行車安全。

　　"車聯(lián)網(wǎng)"的定義應(yīng)該體現(xiàn)"物聯(lián)網(wǎng)"概念，即通過(guò)信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把車、路（包括基礎(chǔ)設(shè)置及其信息化系統(tǒng)）、人（出行者和管理者）與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，是互聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的延伸和擴(kuò)展。其實(shí)現(xiàn)方式可以多樣化，尤其是在前端信息傳感和上端應(yīng)用服務(wù)方面，但是網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)應(yīng)該遵循約定的、標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議，與網(wǎng)絡(luò)傳輸相連的上端應(yīng)用和下端傳感接口也應(yīng)該是統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的。這將有利于車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及。還有，"車聯(lián)"之外，還應(yīng)有一個(gè)"地聯(lián)網(wǎng)"，即路面交通控制和傳感設(shè)備真正的聯(lián)起來(lái)，只有這樣，才能有真正的智能交通。

　　"車路協(xié)同"和"智能交通"關(guān)聯(lián)緊密，是在"智能交通"概念的一個(gè)具體化實(shí)例。歐洲上世紀(jì)80年就提出了相關(guān)的研究計(jì)劃，美國(guó)和日本從上世紀(jì)90年代起也開(kāi)始大力推進(jìn)，在感知、通信方面提出了一系列具體的研究項(xiàng)目。相比國(guó)外，車路協(xié)同技術(shù)尚處于研究初期，還沒(méi)有形成完整的系統(tǒng)和成熟的應(yīng)用。這與我國(guó)智能交通整體研究起步晚有很大關(guān)系，在80年代才開(kāi)始第一批交通信息化建設(shè)。但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和汽車產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)，交通擁堵、交通事故、空氣污染等日益惡化，智能交通理念逐漸深入，車路協(xié)同系統(tǒng)需求迫切。因此，我國(guó)必須瞄準(zhǔn)車路協(xié)同技術(shù)發(fā)展前沿，順應(yīng)其發(fā)展趨勢(shì)，突破其瓶頸技術(shù)，開(kāi)發(fā)適應(yīng)我國(guó)城市的特定交通需求的車路協(xié)同技術(shù)，以使我國(guó)的車路協(xié)同體系能夠快速良好地與發(fā)達(dá)國(guó)家車路協(xié)同體系接軌。

　　"車聯(lián)網(wǎng)"和"車路協(xié)同"環(huán)境下的智能車輛也是我們研究重點(diǎn)之一。我們的目標(biāo)是通過(guò)智能車輛載體，研究車輛無(wú)人駕駛技術(shù)，結(jié)合車路協(xié)同、車間通信構(gòu)建一個(gè)車聯(lián)網(wǎng)，提高交通系統(tǒng)的智能化水平，通過(guò)車輛的信息服務(wù)與車輛間通信等車聯(lián)網(wǎng)功能優(yōu)化交通流、提高交通效率、減少交通事故和節(jié)能減排。在國(guó)家自然科學(xué)基金委"視聽(tīng)覺(jué)信息的認(rèn)知計(jì)算"重大研究計(jì)劃的支持之下，我們已經(jīng)連續(xù)兩年舉辦了辦中國(guó)"智能車未來(lái)挑戰(zhàn)"賽事，制定了智能車測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并在人車路協(xié)同、環(huán)境感知等方面取得了一系列的研究成。此外，我們還研制了縮微智能車，并通過(guò)縮微交通環(huán)境構(gòu)建一個(gè)車與車、車與交通環(huán)境互聯(lián)的室內(nèi)研究環(huán)境，作為實(shí)際交通的之外的平行系統(tǒng)，除了可研究車輛智能駕駛、多車交互之外，還可以對(duì)實(shí)際交通進(jìn)行微觀模擬實(shí)驗(yàn)與模型驗(yàn)證，以此為基礎(chǔ)開(kāi)展更大規(guī)模的交通平行系統(tǒng)的計(jì)算實(shí)驗(yàn)。

　　中國(guó)智能交通：就您了解，國(guó)內(nèi)智能交通各領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)情況怎樣？d如何看待國(guó)內(nèi)ITS技術(shù)研發(fā)薄弱，創(chuàng)新滯后的局面？

　　王飛躍：近幾年，我國(guó)在交通系統(tǒng)建設(shè)方面的投資很大，部分大城市在基礎(chǔ)設(shè)施上與國(guó)外的水平已經(jīng)差距不大了。與此同時(shí)，在技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新方面也取得了很大進(jìn)展，部分領(lǐng)域已經(jīng)走在了國(guó)際前列。當(dāng)然，從整體上來(lái)說(shuō)，我國(guó)在智能交通系統(tǒng)方面的研究與應(yīng)用工作起步較晚，距離發(fā)達(dá)國(guó)家水平仍有很大距離，需要政府、企業(yè)和科研院所的共同努力。

　　中國(guó)智能交通：在ITS重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域上，國(guó)內(nèi)外是否一致？如何看待國(guó)內(nèi)一些特大城市為治理交通擁堵出臺(tái)的政策措施？

　　王飛躍：重點(diǎn)領(lǐng)域是基本一致的，車路協(xié)同、泛在交通服務(wù)、動(dòng)態(tài)信息感知、綜合交通體系等都是其中的代表性領(lǐng)域。值得一提的是，國(guó)內(nèi)研究者已經(jīng)根據(jù)在部分領(lǐng)域做出了卓有成效的成果，尤其是結(jié)合云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，取得了取得了世界領(lǐng)先的研究成果。

　　應(yīng)該說(shuō)，治堵政策的制定都是結(jié)合各自的情況，經(jīng)過(guò)慎重考慮后制定的，也都取得了一定效果。存在的主要不足是，對(duì)行政干預(yù)手段的依賴性較大，如何從更細(xì)致的地方入手，通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行的引導(dǎo)和優(yōu)化，是下一步需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

編者按：

　　平行世界：1954年，美國(guó)普林斯頓大學(xué)博士休斯·愛(ài)沃瑞特提出：宇宙中存在著我們看不到的平行世界。王飛躍用基本的數(shù)學(xué)概念打比方："把現(xiàn)實(shí)空間比作實(shí)數(shù)，網(wǎng)絡(luò)空間比作虛數(shù)，不利用虛數(shù)，很多復(fù)雜系統(tǒng)和社會(huì)問(wèn)題方程式都無(wú)解。"

　　王飛躍于2004年在國(guó)際上首次提出基于ACP（人工社會(huì)、計(jì)算實(shí)驗(yàn)、平行執(zhí)行）方法的社會(huì)計(jì)算和平行系統(tǒng)理論。如今，該理論已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，平行管理"就是在對(duì)已有事實(shí)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)計(jì)算手段，借助人工系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的行為進(jìn)行'實(shí)驗(yàn)'，進(jìn)而對(duì)其行為進(jìn)行分析，實(shí)虛互動(dòng)，得出比'現(xiàn)實(shí)'更優(yōu)的運(yùn)行系統(tǒng)"。

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