文|硬科技星球
2022年9月，時(shí)速200公里級(jí)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(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，吸引了海內(nèi)外科技愛好者的目光。
這段7.9公里長(zhǎng)的項(xiàng)目對(duì)外展示了我國(guó)在新型磁懸浮載運(yùn)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(guó)高速公路的超前進(jìn)展，然而，這些只是我國(guó)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(shí)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(bǔ)充，能為電動(dòng)車提供充電服務(wù)，遠(yuǎn)期目標(biāo)則是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式無線充電，在用戶開車的同時(shí)進(jìn)行充電；在成都，成宜高速公路打造出國(guó)內(nèi)首條全路段智慧高速，實(shí)現(xiàn)對(duì)異常停車、大霧天氣等交通異常事件的識(shí)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(chǎng)在中國(guó)528萬公里龐大公路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的試驗(yàn)已經(jīng)開啟，參與者不僅是大力推動(dòng)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(guó)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(duì)復(fù)雜交錯(cuò)、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(shí)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(guó)通用汽車公司就提出了自動(dòng)公路系統(tǒng)（Automated Highway Systems，AHS）的概念，并獲得了美國(guó)聯(lián)邦交通部持續(xù)多年的支持。通過對(duì)730萬起交通事故分析與統(tǒng)計(jì)，美國(guó)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(shí)現(xiàn)交通與信息技術(shù)的融合成為美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)研究的重點(diǎn)，而互聯(lián)網(wǎng)和信息社會(huì)的基礎(chǔ)讓這一進(jìn)程提速。
隨著車路協(xié)同、智能交通理念影響國(guó)內(nèi)，科技和互聯(lián)網(wǎng)公司們紛紛行動(dòng)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(tái)，另一方面，通過達(dá)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(tái)、智能感知基站、協(xié)同計(jì)算系統(tǒng)三個(gè)層面整體推進(jìn)。
今年6月，世界交通運(yùn)輸大會(huì)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(duì)信號(hào)燈配時(shí)優(yōu)化，機(jī)動(dòng)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(duì)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(cè)精度提高了10%。
高德集團(tuán)總裁劉振飛認(rèn)為，人、車、路等概念都有了新變化，這將推動(dòng)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(dú)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(yíng)運(yùn)和交通出行服務(wù)四個(gè)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(guó)的乘車碼服務(wù)，還構(gòu)建以“實(shí)時(shí)孿生+交通OS”為雙輪驅(qū)動(dòng)的全新智慧高速解決方案，實(shí)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(xiàng)目四川成宜高速公路亮相，并成為首個(gè)采用毫米波雷達(dá)技術(shù)方案的智慧高速項(xiàng)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(tuán)合作的智慧高速項(xiàng)目，通過毫米波雷達(dá)感知交通流信息，以車機(jī)和手機(jī)為載體，將交通信息實(shí)時(shí)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(shí)準(zhǔn)確的交通引導(dǎo)服務(wù)，不僅減少了過去對(duì)視覺感知的過度依賴，還實(shí)現(xiàn)了全天候、免維護(hù)的實(shí)時(shí)感知，為出行人員提供及時(shí)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(yàn)更加豐富。2013年，百度啟動(dòng)自動(dòng)駕駛研發(fā)工作；2017年，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，百度發(fā)布Apollo開放平臺(tái)，融入車路協(xié)同概念；2019年，百度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛出行服務(wù)上路，同時(shí)，通過在北京、廣州等地自動(dòng)駕駛項(xiàng)目落地，百度實(shí)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(gè)全天候通行數(shù)字底座+1個(gè)全天候通行智能中臺(tái)+3個(gè)全天候通行核心業(yè)務(wù)平臺(tái)”，以此來實(shí)現(xiàn)交通要素全量感知、惡劣天氣分級(jí)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(shí)現(xiàn)了“一路綠燈”。借助新的智能交通信號(hào)燈及路面檢測(cè)系統(tǒng)，行進(jìn)車輛能夠?qū)崟r(shí)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(shí)現(xiàn)一路綠燈暢行，并在有行人闖紅燈時(shí)及時(shí)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(shí)現(xiàn)了城市道路智能化升級(jí)。
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(tuán)，成為與煤礦、能源、軌道交通等平齊的軍團(tuán)?；谌A為數(shù)字平臺(tái)，融合邊緣計(jì)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(shí)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(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)和科技巨頭們都對(duì)智慧交通這片新戰(zhàn)場(chǎng)充滿熱情，加上我國(guó)基礎(chǔ)道路建設(shè)的快速擴(kuò)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(dá)國(guó)家，僅靠這些理念支撐并不能夠?qū)崿F(xiàn)我國(guó)的智慧交通的快速發(fā)展甚至彎道超車，真正推動(dòng)未來交通進(jìn)步的，還是理念背后的“硬實(shí)力”。
智慧公路離不開“硬實(shí)力”
構(gòu)建智慧交通的“硬實(shí)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(jì)、通信技術(shù)驅(qū)動(dòng)、綠色能源技術(shù)驅(qū)動(dòng)、車路協(xié)同與自動(dòng)駕駛技術(shù)驅(qū)動(dòng)”四個(gè)階段，但智慧公路離真正的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)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(guó)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(guó)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(jì)師孫家棟院士進(jìn)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(hào)系統(tǒng)，為中國(guó)用戶提供服務(wù)；第二步，在2012年建成北斗二號(hào)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(guó)成功實(shí)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(shí)頻技術(shù)，信號(hào)生成和播發(fā)設(shè)備性能已達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，還增加了星鐘自主平穩(wěn)切換和信號(hào)完好性監(jiān)測(cè)等功能，保證信號(hào)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(cè)距系統(tǒng)。過去，由于國(guó)內(nèi)路面里程樁號(hào)不準(zhǔn)確和車輛行駛干擾等原因，地面測(cè)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(dá)等核心傳感器的引入，我國(guó)高速公路正從“視雷融合”到“雷視融合”進(jìn)行轉(zhuǎn)變，并能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)感知。
今年7月，中國(guó)公路學(xué)會(huì)主辦的第二十四屆中國(guó)高速信息化大會(huì)暨技術(shù)產(chǎn)品博覽會(huì)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(guó)產(chǎn)MMIC雷達(dá)芯片的高性能交通毫米波雷達(dá)，成為國(guó)內(nèi)首款基于國(guó)產(chǎn)自主核心MMIC雷達(dá)芯片研發(fā)的高性能毫米波交通雷達(dá)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(diǎn)的關(guān)鍵。
相較于傳統(tǒng)的攝像頭傳感器，毫米波雷達(dá)傳感器不僅具備“看得遠(yuǎn)、看得準(zhǔn)、看得清”的等特性，還擁有全天候工作的優(yōu)勢(shì)。過去，由于路面檢測(cè)系統(tǒng)以視頻為主，由AI進(jìn)行輔助決策，因此在夜間、霧天等條件下，管控手段有限，對(duì)通行影響非常大，借助隼眼科技研發(fā)的毫米波雷達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)超過1200米的乘用車定向距離探測(cè)、探測(cè)精度優(yōu)于0.07°、分辨率優(yōu)于0.5°，不僅達(dá)到了業(yè)內(nèi)的最高水平，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)道路24小時(shí)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(shì)：“由于雷達(dá)天生具備軌跡流的跟蹤能力，在測(cè)速、測(cè)距、方位非常精準(zhǔn)，再加上視頻擅長(zhǎng)的車牌識(shí)別、車型和顏色識(shí)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(dá)仍然可以保持很高的監(jiān)測(cè)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(guó)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(hào)定位等問題都得到了進(jìn)一步解決，可以說，在這場(chǎng)比拼國(guó)家硬實(shí)力的“新基建”競(jìng)賽中，中國(guó)的“硬實(shí)力”不斷凸顯。
何時(shí)“走入”千家萬戶
每一次技術(shù)升級(jí)背后，都意味著人們體驗(yàn)的升級(jí)，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(qiáng)烈。以前文提到的北京亦莊“一路暢行”的綠波帶體驗(yàn)為例，目前在全國(guó)多個(gè)省份都已大力推動(dòng)綠波帶建設(shè)，但可體驗(yàn)區(qū)域僅限于部分地區(qū)，并沒有實(shí)現(xiàn)某一省或城市全域覆蓋，這就造成人們體驗(yàn)上的偏差。
更進(jìn)一步觀察不難發(fā)現(xiàn)，我國(guó)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(yùn)輸部數(shù)據(jù)顯示，2014-2020年，中國(guó)公路交通固定資產(chǎn)投資逐年上升，2020年中國(guó)公路完成固定資產(chǎn)投資24312億元，比2019年增長(zhǎng)11%。2021年1-11月，我國(guó)公路建設(shè)固定資產(chǎn)投資額累計(jì)約為23925.7億元，較2020年同期增長(zhǎng)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(zhǎng)約161公里，規(guī)劃的是雙向6車道，雖然只有百公里級(jí)別，但投資總金額高達(dá)707億，平均每公里建設(shè)費(fèi)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(guó)內(nèi)4車道道路更多，其智慧化升級(jí)成本會(huì)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(bào)周期、行業(yè)服務(wù)周期、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(jìn)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(tuán)董事長(zhǎng)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(guó)家安全、社會(huì)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(duì)復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)安全形勢(shì)。對(duì)于參與建設(shè)智慧交通系統(tǒng)的各方來說，在快速推進(jìn)的同時(shí)也需要時(shí)刻加強(qiáng)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(gè)人，而是“潤(rùn)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
正如交通運(yùn)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(yùn)水平；如何利用數(shù)字技術(shù)開發(fā)應(yīng)用場(chǎng)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(qiáng)公路行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)，這些都影響著我們?cè)凇芭谱馈鄙系闹鲃?dòng)權(quán)，盡管如此，這場(chǎng)全球角逐的賽道依然少不了中國(guó)的參與。
發(fā)力“硬科技”，掌握牌桌主動(dòng)權(quán)
中國(guó)素來被稱為“基建狂魔”，改革開放四十多年，我國(guó)不僅公路總里程達(dá)到528萬公里，高速公路總里程也達(dá)到16.91萬公里，居世界第一。但就人均來看，我國(guó)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(guó)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(yùn)輸部在2016年發(fā)出通知，推動(dòng)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(guó)家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)建設(shè)，這成為國(guó)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(dòng)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(jìn)行相關(guān)規(guī)劃、技術(shù)驗(yàn)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(gè)階段。第一階段時(shí)，是以平臺(tái)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(shí)現(xiàn)對(duì)車的精準(zhǔn)感知和對(duì)環(huán)境的感知，聯(lián)網(wǎng)之后傳到管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智慧應(yīng)用；到第二階段，通過公路視頻云聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可測(cè)、可控、可服務(wù)；第三階段時(shí)，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(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)前，我國(guó)正在努力實(shí)現(xiàn)第二階段目標(biāo)，并為第三階段進(jìn)行準(zhǔn)備，從而實(shí)現(xiàn)安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的交通網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我國(guó)不僅需要在核心技術(shù)上有所突破，還要掌握牌桌主動(dòng)權(quán)。
近年來，我國(guó)智慧交通技術(shù)研發(fā)取得重大突破，相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量由2017年的132項(xiàng)增長(zhǎng)至2020年的547項(xiàng)。最新數(shù)據(jù)顯示，截至2021年12月30日，我國(guó)智慧交通相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)387項(xiàng)。預(yù)計(jì)隨著智能網(wǎng)聯(lián)、云計(jì)算等技術(shù)的不斷演進(jìn)，我國(guó)在智慧交通領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量將會(huì)保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭。
此外，根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，在智慧交通領(lǐng)域，2021年申請(qǐng)人專利量前十企業(yè)分布為以捷科技、騰訊、平安國(guó)際、東創(chuàng)智慧交通、東來智慧交通、中科通達(dá)、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(xiàng)的智慧交通專利申請(qǐng)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(guó)正在努力實(shí)現(xiàn)將車與車、車與人、車與路等交通參與者的信息進(jìn)一步融合到整個(gè)智慧交通系統(tǒng)中這一宏大目標(biāo)，當(dāng)“硬實(shí)力”能夠深度賦能并實(shí)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(shí)現(xiàn)又一次彎道超車。