文|硬科技星球
2022年9月，時速200公里級高速公路及磁懸浮汽車技術(shù)研究在江蘇高宣高速公路進行現(xiàn)場測試，吸引了海內(nèi)外科技愛好者的目光。
這段7.9公里長的項目對外展示了我國在新型磁懸浮載運交通工具、車路耦合系統(tǒng)、混行交通組織與協(xié)同控制技術(shù)等“黑科技”上的前沿地位，讓不少人感嘆中國高速公路的超前進展，然而，這些只是我國智慧交通領(lǐng)域的“冰山一角”。
在北京亦莊，依托智能網(wǎng)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)路口和人工智能技術(shù)，如今已經(jīng)能實現(xiàn)車輛一路綠燈暢行無阻；在杭州，滬杭甬高速公路上，通過太陽能發(fā)電、路面光伏發(fā)電作為插電式充電樁電量的補充，能為電動車提供充電服務(wù)，遠期目標(biāo)則是實現(xiàn)移動式無線充電，在用戶開車的同時進行充電；在成都，成宜高速公路打造出國內(nèi)首條全路段智慧高速，實現(xiàn)對異常停車、大霧天氣等交通異常事件的識別和智能決策，使交通事故數(shù)量同比下降60%......
一切的背后，一場在中國528萬公里龐大公路網(wǎng)絡(luò)進行的試驗已經(jīng)開啟，參與者不僅是大力推動智慧交通新基建建設(shè)的政府部門，也包含騰訊、百度、阿里巴巴等互聯(lián)網(wǎng)公司和華為等科技巨頭。在來自騰訊We Transport智慧交通戰(zhàn)略，百度ACE智能交通引擎，華為智慧公路等一系列技術(shù)布局的背后，我國高速公路的智慧化建設(shè)如今已駛?cè)肓恕翱燔嚨馈薄?/p>
但是，面對復(fù)雜交錯、縱橫捭闔的全球第一公路網(wǎng)絡(luò)中，如何打造適應(yīng)性更廣、更前沿、更符合時代發(fā)展的智慧交通系統(tǒng)？前沿科技又如何參與新基建的建設(shè)？這一切背后，離不開硬科技的技術(shù)支持。
巨頭逐鹿智慧公路
早在20世紀(jì)60年代，美國通用汽車公司就提出了自動公路系統(tǒng)（Automated Highway Systems，AHS）的概念，并獲得了美國聯(lián)邦交通部持續(xù)多年的支持。通過對730萬起交通事故分析與統(tǒng)計，美國高速公路管理局得出在車路協(xié)同及車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)部署下，將能夠減少近80%的車輛碰撞事故。因此，如何實現(xiàn)交通與信息技術(shù)的融合成為美國、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)研究的重點，而互聯(lián)網(wǎng)和信息社會的基礎(chǔ)讓這一進程提速。
隨著車路協(xié)同、智能交通理念影響國內(nèi)，科技和互聯(lián)網(wǎng)公司們紛紛行動起來。阿里巴巴自2018年開始打造“智能高速公路”，一方面，利用AliOS的斑馬系統(tǒng)構(gòu)建其互聯(lián)網(wǎng)汽車平臺，另一方面，通過達摩院無人車、千尋位置高精定位、高德高精地圖等提供技術(shù)支持，從云控平臺、智能感知基站、協(xié)同計算系統(tǒng)三個層面整體推進。
今年6月，世界交通運輸大會期間，高德地圖聯(lián)手阿里云發(fā)布城市大腦·智慧交通體系，并落地北京、上海等城市。在北京，阿里通過對信號燈配時優(yōu)化，機動車通過路口的平均延誤下降了6%、停車比例降低了3%；在上海，阿里針對南北高架各路段交通狀態(tài)所建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測精度提高了10%。
高德集團總裁劉振飛認(rèn)為，人、車、路等概念都有了新變化，這將推動智慧交通概念落地，并展現(xiàn)出“左腦與右腦”融合的可能。所謂左腦，是指城市交通治理解決方案，能夠打通城市數(shù)據(jù)神經(jīng)系統(tǒng)和城市交通疏導(dǎo)系統(tǒng)，服務(wù)于政府部門；右腦則是城市智慧出行解決方案，提供公共出行調(diào)度系統(tǒng)、智能引擎規(guī)劃系統(tǒng)和無人駕駛高精地圖，服務(wù)于用戶。
無獨有偶，騰訊構(gòu)建的智慧交通戰(zhàn)略也提出類似的思考。2020年，騰訊公布了We Transport智慧交通戰(zhàn)略，通過打造云端大腦和數(shù)字底座，面向創(chuàng)新交通建設(shè)、數(shù)字交通管理、數(shù)字交通營運和交通出行服務(wù)四個環(huán)節(jié)發(fā)力。
為此，騰訊不僅快速完善其交通出行服務(wù)，打造了面向全國的乘車碼服務(wù)，還構(gòu)建以“實時孿生+交通OS”為雙輪驅(qū)動的全新智慧高速解決方案，實現(xiàn)了智慧高速全天候通行、全數(shù)字管控、全方位服務(wù)。在今年7月，其落地項目四川成宜高速公路亮相，并成為首個采用毫米波雷達技術(shù)方案的智慧高速項目。
四川、重慶等地，每年因大霧等天氣原因，約造成50-80天不利于出行的路況。騰訊與蜀道集團合作的智慧高速項目，通過毫米波雷達感知交通流信息，以車機和手機為載體，將交通信息實時呈現(xiàn)，在可視條件不佳的天氣情況下，為交通參與者提供及時準(zhǔn)確的交通引導(dǎo)服務(wù)，不僅減少了過去對視覺感知的過度依賴，還實現(xiàn)了全天候、免維護的實時感知，為出行人員提供及時和準(zhǔn)確的交通引導(dǎo)服務(wù)。
相較于阿里和騰訊，百度在智慧交通領(lǐng)域經(jīng)驗更加豐富。2013年，百度啟動自動駕駛研發(fā)工作；2017年，為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，百度發(fā)布Apollo開放平臺，融入車路協(xié)同概念；2019年，百度實現(xiàn)自動駕駛出行服務(wù)上路，同時，通過在北京、廣州等地自動駕駛項目落地，百度實現(xiàn)了多樣化智能交通應(yīng)用高效協(xié)同。
在百度看來，智慧交通的前提是構(gòu)建“1個全天候通行數(shù)字底座+1個全天候通行智能中臺+3個全天候通行核心業(yè)務(wù)平臺”，以此來實現(xiàn)交通要素全量感知、惡劣天氣分級預(yù)警、契約式車輛安全通行以及路警一體化智能協(xié)同決策，并有效提升惡劣天氣下駕駛員通行安全保障。
在北京亦莊，百度將這種理念落地并實現(xiàn)了“一路綠燈”。借助新的智能交通信號燈及路面檢測系統(tǒng)，行進車輛能夠?qū)崟r掌握路況數(shù)據(jù)，并在百度大腦統(tǒng)籌下，在規(guī)劃車速下實現(xiàn)一路綠燈暢行，并在有行人闖紅燈時及時告知車輛，從而避免事故，百度從智能燈桿、智慧路口等數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施尋找突破口，實現(xiàn)了城市道路智能化升級。
除BAT等互聯(lián)網(wǎng)巨頭外，華為也將觸手伸向智慧交通。2021年10月，華為正式成立智慧公路軍團，成為與煤礦、能源、軌道交通等平齊的軍團。基于華為數(shù)字平臺，融合邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)、AI等新技術(shù)，以路網(wǎng)感知、路網(wǎng)數(shù)字化為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了公路全程可視、可管、可控。
不難看出，盡管起步較晚，但國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)和科技巨頭們都對智慧交通這片新戰(zhàn)場充滿熱情，加上我國基礎(chǔ)道路建設(shè)的快速擴張，發(fā)展前景十分可觀。然而，當(dāng)我們深入一層思考，相較于歐、美、日本等發(fā)達國家，僅靠這些理念支撐并不能夠?qū)崿F(xiàn)我國的智慧交通的快速發(fā)展甚至彎道超車，真正推動未來交通進步的，還是理念背后的“硬實力”。
智慧公路離不開“硬實力”
構(gòu)建智慧交通的“硬實力”之一，在于里程定位系統(tǒng)，這一系統(tǒng)最重要的一部分不在地面，而在天上。
從60年代AHS概念提出至今，智慧公路經(jīng)歷了“概念設(shè)計、通信技術(shù)驅(qū)動、綠色能源技術(shù)驅(qū)動、車路協(xié)同與自動駕駛技術(shù)驅(qū)動”四個階段，但智慧公路離真正的商業(yè)化運營還有相當(dāng)大的距離，許多核心技術(shù)有待攻關(guān)解決，其中之一便是車輛高精度定位問題，解決問題的關(guān)鍵，在于擁有自主可控的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
我國自20世紀(jì)70年代便開始規(guī)劃衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。中國科學(xué)院院士陳芳允在1983年提出雙星定位的設(shè)想，之后北斗系統(tǒng)工程首任總設(shè)計師孫家棟院士進一步提出“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略。第一步，在2000年建成北斗一號系統(tǒng)，為中國用戶提供服務(wù)；第二步，在2012年建成北斗二號系統(tǒng)，為亞太地區(qū)用戶提供服務(wù)；第三部，到2020年建成北斗全球系統(tǒng)，為全球用戶提供服務(wù)。
到2020年，我國成功實現(xiàn)了既定目標(biāo)，不僅攻克了衛(wèi)星使用的高精度銣鐘、氫鐘、銫鐘等時頻技術(shù)，信號生成和播發(fā)設(shè)備性能已達到國際同類產(chǎn)品的先進水平，還增加了星鐘自主平穩(wěn)切換和信號完好性監(jiān)測等功能，保證信號連續(xù)性，極大地提高了導(dǎo)航服務(wù)的可靠性，在局部上處于領(lǐng)先水平。
里程定位系統(tǒng)的另一重要部分在于地面測距系統(tǒng)。過去，由于國內(nèi)路面里程樁號不準(zhǔn)確和車輛行駛干擾等原因，地面測距系統(tǒng)始終無法構(gòu)建精準(zhǔn)感知。但隨著視頻攝像頭、毫米波雷達等核心傳感器的引入，我國高速公路正從“視雷融合”到“雷視融合”進行轉(zhuǎn)變，并能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)感知。
今年7月，中國公路學(xué)會主辦的第二十四屆中國高速信息化大會暨技術(shù)產(chǎn)品博覽會上，南京隼眼科技與四川數(shù)字交通科技聯(lián)合發(fā)布了首款基于國產(chǎn)MMIC雷達芯片的高性能交通毫米波雷達，成為國內(nèi)首款基于國產(chǎn)自主核心MMIC雷達芯片研發(fā)的高性能毫米波交通雷達產(chǎn)品，解決了同類產(chǎn)品核心元器件被“卡脖子”的難題，并成為解決上述行業(yè)痛點的關(guān)鍵。
相較于傳統(tǒng)的攝像頭傳感器，毫米波雷達傳感器不僅具備“看得遠、看得準(zhǔn)、看得清”的等特性，還擁有全天候工作的優(yōu)勢。過去，由于路面檢測系統(tǒng)以視頻為主，由AI進行輔助決策，因此在夜間、霧天等條件下，管控手段有限，對通行影響非常大，借助隼眼科技研發(fā)的毫米波雷達，可以實現(xiàn)超過1200米的乘用車定向距離探測、探測精度優(yōu)于0.07°、分辨率優(yōu)于0.5°，不僅達到了業(yè)內(nèi)的最高水平，還實現(xiàn)了對道路24小時的精準(zhǔn)感知。
隼眼科技COO張慧博士認(rèn)為，作為智慧高速公路的硬件基礎(chǔ)，以“雷視融合”為主的智慧高速將成為行業(yè)趨勢：“由于雷達天生具備軌跡流的跟蹤能力，在測速、測距、方位非常精準(zhǔn)，再加上視頻擅長的車牌識別、車型和顏色識別等特性，即便在惡劣情況下或者夜間，視頻失效的情況下，雷達仍然可以保持很高的監(jiān)測質(zhì)量，未來，視雷融合到雷視融合的步伐在不斷加快。”
此外，隨著我國在5G技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)領(lǐng)先，過去影響智慧交通領(lǐng)域的關(guān)鍵性問題，如車輛通信、網(wǎng)絡(luò)可靠性、特殊路段和盲區(qū)信號定位等問題都得到了進一步解決，可以說，在這場比拼國家硬實力的“新基建”競賽中，中國的“硬實力”不斷凸顯。
何時“走入”千家萬戶
每一次技術(shù)升級背后，都意味著人們體驗的升級，但智慧公路建設(shè)卻不盡然。
在當(dāng)下，這種新變化給人帶來的感知依然不夠強烈。以前文提到的北京亦莊“一路暢行”的綠波帶體驗為例，目前在全國多個省份都已大力推動綠波帶建設(shè)，但可體驗區(qū)域僅限于部分地區(qū)，并沒有實現(xiàn)某一省或城市全域覆蓋，這就造成人們體驗上的偏差。
更進一步觀察不難發(fā)現(xiàn)，我國交通的智慧化轉(zhuǎn)型仍面臨著眾多挑戰(zhàn)，不僅存在成本過高的壓力，更要求其他領(lǐng)域的深度融合。
交通運輸部數(shù)據(jù)顯示，2014-2020年，中國公路交通固定資產(chǎn)投資逐年上升，2020年中國公路完成固定資產(chǎn)投資24312億元，比2019年增長11%。2021年1-11月，我國公路建設(shè)固定資產(chǎn)投資額累計約為23925.7億元，較2020年同期增長6.0%。
具體來看，如今正在建設(shè)的杭紹甬智慧高速公路的全長約161公里，規(guī)劃的是雙向6車道，雖然只有百公里級別，但投資總金額高達707億，平均每公里建設(shè)費用超過4億。據(jù)行業(yè)內(nèi)人士披露，基于高精度感知設(shè)備的系統(tǒng)整體成本大概是平均一公里4000-6000萬。
相較于杭紹甬智慧高速公路這樣的6車道，國內(nèi)4車道道路更多，其智慧化升級成本會相應(yīng)降低很多。但不可否認(rèn)的是，高額投入的前提是擁有更優(yōu)秀的盈利能力為支撐，目前智慧交通行業(yè)的盈利能力主要受到行業(yè)的投資回報周期、行業(yè)服務(wù)周期、行業(yè)競爭程度等影響，都容易導(dǎo)致這一領(lǐng)域前期投資大，后期回收慢，因此目前推進的城市和地區(qū)依然只占少數(shù)。
此外，隨著更多道路傳感器以及通訊設(shè)施的引入，網(wǎng)絡(luò)安全問題也將從延伸到交通領(lǐng)域，360集團董事長兼CEO周鴻祎就提到，如今的網(wǎng)絡(luò)安全已不僅僅是網(wǎng)絡(luò)本身的安全，還包括了國家安全、社會安全、基礎(chǔ)設(shè)施安全、城市安全，甚至是人身安全。過去一勞永逸的馬奇諾防線式防守思路已不足以應(yīng)對復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)安全形勢。對于參與建設(shè)智慧交通系統(tǒng)的各方來說，在快速推進的同時也需要時刻加強交通安全與信息安全的融合。
因此，智慧交通帶來的影響并非“爆炸”一般席卷每個人，而是“潤物細(xì)無聲”一般帶來影響，甚至在很多人看來，它的發(fā)展還遠遠不夠。
正如交通運輸部原總工程師周偉所說，如何深度融合新一代信息技術(shù)，提升公路的建、管、養(yǎng)、運水平；如何利用數(shù)字技術(shù)開發(fā)應(yīng)用場景，并解決好商業(yè)模式和盈利模式的問題；如何提升公路行業(yè)數(shù)字化協(xié)同管理水平；如何加強公路行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全保護，這些都影響著我們在“牌桌”上的主動權(quán)，盡管如此，這場全球角逐的賽道依然少不了中國的參與。
發(fā)力“硬科技”，掌握牌桌主動權(quán)
中國素來被稱為“基建狂魔”，改革開放四十多年，我國不僅公路總里程達到528萬公里，高速公路總里程也達到16.91萬公里，居世界第一。但就人均來看，我國每萬人擁有公路里程37.4公里，擁有高速公里1.2公里，分別為美國的18%和50%，這種差異，造成了交通中愈發(fā)凸顯的堵車、安全等問題。
因此，交通運輸部在2016年發(fā)出通知，推動北京、河北、吉林、江蘇、浙江、福建、江西、河南、廣東九省（市）加快新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點建設(shè)，這成為國家層面加快智慧交通領(lǐng)域建設(shè)的開始。
在政府與多方合力推動下，2017年，在北方京雄、南方杭紹甬兩條超過100公里智慧高速開始進行相關(guān)規(guī)劃、技術(shù)驗證，且京雄智慧高速公路已經(jīng)通車，而杭紹甬智慧高速在馬上通車的路上，這一過程中，智慧公路的重要意義逐漸顯現(xiàn)。
智慧公路建設(shè)可分為三個階段。第一階段時，是以平臺為核心，以路網(wǎng)感知為基礎(chǔ)來構(gòu)建。掌握公路狀態(tài)，實現(xiàn)對車的精準(zhǔn)感知和對環(huán)境的感知，聯(lián)網(wǎng)之后傳到管理平臺，實現(xiàn)智慧應(yīng)用；到第二階段，通過公路視頻云聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)可測、可控、可服務(wù)；第三階段時，便可通過車路協(xié)同提高行車安全，提升管理效率，支撐自動駕駛的實現(xiàn)。
當(dāng)前，我國正在努力實現(xiàn)第二階段目標(biāo)，并為第三階段進行準(zhǔn)備，從而實現(xiàn)安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟的交通網(wǎng)絡(luò)，為實現(xiàn)這一目標(biāo)，我國不僅需要在核心技術(shù)上有所突破，還要掌握牌桌主動權(quán)。
近年來，我國智慧交通技術(shù)研發(fā)取得重大突破，相關(guān)專利申請數(shù)量由2017年的132項增長至2020年的547項。最新數(shù)據(jù)顯示，截至2021年12月30日，我國智慧交通相關(guān)專利申請數(shù)量達387項。預(yù)計隨著智能網(wǎng)聯(lián)、云計算等技術(shù)的不斷演進，我國在智慧交通領(lǐng)域的專利申請量將會保持快速增長勢頭。
此外，根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計，在智慧交通領(lǐng)域，2021年申請人專利量前十企業(yè)分布為以捷科技、騰訊、平安國際、東創(chuàng)智慧交通、東來智慧交通、中科通達、中商巨建、合壯智慧、中順紡織、前海智慧交通。其中以捷科技、騰訊以100項的智慧交通專利申請數(shù)，并列第一。
無疑，面向未來的智能交通將更加依托智能網(wǎng)聯(lián)和智慧交通兩大數(shù)據(jù)“飛輪”，在當(dāng)下，我國正在努力實現(xiàn)將車與車、車與人、車與路等交通參與者的信息進一步融合到整個智慧交通系統(tǒng)中這一宏大目標(biāo)，當(dāng)“硬實力”能夠深度賦能并實現(xiàn)“聰明的車，智慧的路”，在智慧交通這條全球關(guān)注的賽道上，我們將實現(xiàn)又一次彎道超車。