什么是智慧交通？

什么是智慧交通？

智慧交通（Smart Traffic）和智能交通（Intelligent Traffic）在早期的时候类似，但是近年来的偏重有所不同。
智慧交通在上世纪80年代就已经被提了出来。来自荷兰的在一篇名为《智慧交通信号（SMART TRAFFIC SIGNALS: AN INVENTORY OF RESULTS）》的出版物中首次提出了智慧交通的概念。顾名思义，此时对于智慧交通的讨论，主要是围绕交通信号灯系统所展开，讨论了不同类型的交通信号对交通安全和车辆行为的影响，并提出了一种能够自我协调的、有利于保障交通安全的智慧交通信号系统。


而在90年代，对于智慧交通的讨论，也大多基于宏观的交通系统展开。例如在《1991年新加坡国际网络会议论文集（Proceedings of the 1991 Singapore International Conference on Networks）》中的Congestion Control in ATM Networks with Smart Traffic Warden一文，就是讨论智慧交通系统如何解决车辆拥堵的。


类似的还有MIT在1991年的一篇博士论文COST-EFFECTIVENESS OF SMART TRAFFIC SIGNALS，同样是讨论智慧交通信号灯对于整个交通系统的帮助。


再比如，UK and International Press在1995年出版的《智慧交通管理：未来的关键（SMART TRAFFIC MANAGEMENT - THE KEY FOR THE FUTURE）》同样提出构建智慧交通系统来处理高度复杂的交通控制和交通基础任务。
而近年来相对高引的智慧交通的论文，也是类似的画风。例如2019年发表再Sensors上面的Design and Implementation of a Smart Traffic Signal Control System for Smart City Applications一文，就同样是讨论智慧交通信号控制系统对于构建智慧城市的帮助。


另一篇19年发表在IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems上的高引论文Online Incremental Machine Learning Platform for Big Data-Driven Smart Traffic Management，则是讨论了利用IoT，传感器、监控源和社交媒体等数据，搭建智慧交通管理平台，整理异构数据，从而实现减少交通事故，优化交通控制，预测交通流量等等。
2020年发表在Computer Communications上的Smart traffic monitoring system using Unmanned Aerial Vehicles (UAVs)一文，则是讨论使用UAV构建一个智慧交通监控系统，从而减少交通事故。


可以看到，智慧交通在一开始，就是学者们利用运筹学、交通控制等专业理论，对整个交通系统的运转进行优化和调整。
智慧交通和智能交通有什么区别？

智慧交通是在智能交通的基础上，在交通领域中充分运用物联网、云计算、互联网、人工智能、自动控制、移动互联网等技术，通过高新技术汇集交通信息，对交通管理、交通运输、公众出行等交通领域全 方面以及交通建设管理全过程进行管控支撑，使交通系统在区域、城市甚至更大的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力， 以充分保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行效率和管理水平，为通畅的公众出行和可持续的经济发展服务。


二、智慧交通有哪些
(1)道路交通监控
监控中心可以实时观察各节点的交通情况，在常态下，减少了交警巡逻出勤的辛劳，降低管理成本，异常情况下，可以接警后第一时间调取现场事件图像，为应急处置做充分的准备。


(2)电子警察、卡口
电子警察是为了规范交叉口、路段的交通安全驾驶秩序，规避事故的一种措施，卡口的意义，更多的是在于路线、片区的安全管理，总体上，电子警察、卡口的作用体现在城市安全管理上，规范社会秩序。


(3)交通信号控制
信号灯控制严格意义上来讲早于智慧交通系统的出现，如今，交叉口信号控制已经越来越成为城市道路交叉点的标准配置，交通信号控制在城市中的作用，规范机动车、行人交通秩序，保障交叉口的安全。


(4)交通信息采集
通过收集实时的路网数据，处理成状态信息，用于车载导航路况的提供及路线的选择。在偶发性拥堵下，这种信息提供有助于驾驶员选择新的路径，避开拥堵，但是，常发性拥堵以及多选择路径同时拥堵下，效果不显著。总体上，交通信息采集和诱导，作用主要体现在为出行者交通提供参考，辅助交通路径的选择，为管理者积累城市交通数据，为规划、管理提供决策支持。
(5)停车诱导
诱导驾驶员寻找到合理的停车位，提高停车服务水平，同时，也能起到避免空驶，降低碳排放的效果。
(6)综合交通信息平台
综合交通信息平台，属于城市信息的一个分支，主要汇聚交通类的各种信息，汇聚后进行处理，应用。因此，综合交通信息平台在城市中的作用，体现为为城市发展，为管理提供智囊，用数据说


话，才是最有力的。
(7)智慧公共交通
即公共交通的智慧化，包括公交车GPS定位实时掌握公交车辆在途信息，公交优化调度，合理配车，公交站台实时车辆达到信息发布，网络及其他智慧终端的公交换乘查询等信息服务。
(8)不停车收费ETC
ETC在提升高速公路通行能力，改善收费口拥堵以及节能减排等方面的效益日益凸显。
(9)车联网
车联网目前还没有真正的系统跟进，主要是汽车生产商在通信技术上开发和应用。随着其发展和应用，对城市的作用体现在车与车间的沟通更为顺畅，为交通信息的获取和共享提供了更广阔的空间。
(10)被动安全
被动安全技术或者被动安全系统，是通过外围设施的辅助控制，来达到保护行人、驾驶人的交通安全。常见的有通过车内疲劳驾驶识别报警、车外防撞设施设置、安全避险提示等手段。其作用，很明显，体现在降低安全安全事故。
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结论先行，智慧交通是在物联网设施的基础上，将大数据作为实现的手段，把信息联机的分析处理作为途径，把系统集成为原则，把人性化服务作为目标，采集、分析和反馈城市的动态交通数据，达到城市交通系统运转的实时化、高效化和便捷化。其中智能交通系统ITS作为重要的子系统，它是将完善的道路设施为基石，将互联网、物联网、信息搜集分析等技术集合在交通管理所建立的一种信息实时、准确，服务广泛、全方位，效率高且质量好的交通运输和管理系统。


在汽车行业内的智慧交通的概念较广，这是一个将车联网、传统智能交通行业、汽车工业等多
领域串在一起的生态链。各个领域的专家对智慧交通的定义各有区别，可将其分为：发展理念、应用范围、技术支撑。




智慧交通运用大数据、物联网、云计算等技术，实现全面了解大数据决策、互联网、移动端服务等交通领域的革新，它充分体现了以人为本，而且贯彻可持续发展的观念；关于应用范围方面，它不是单一的系统，也不是独有的服务，涉及运输装备和运输组织、交通基础的设施、交通管理和客货运等领域，具备城市交通指挥中心、智慧道路综合服务中心、港航综合服务中心等系统，实现多样化和人性化的服务。


智慧交通在物联网设施的基础，把大数据作为实现的手段，把信息联机的分析处理作为途径，把系统集成为原则，把人性化服务作为目标，采集、分析和反馈城市的动态交通数据，达到城市交通系统运转的实时化、高效化和便捷化。


再来谈谈智能交通系统ITS，它是将完善的道路设施为基石，将互联网、物联网、信息搜集分析等技术集合在交通管理所建立的一种信息实时、准确，服务广泛、全方位，效率高且质量好的交通运输和管理系统。简而言之，此系统是由传统的运输系统技术上的创新，来实现集信息化和智能化于一体的新型运输系统。


智慧交通与智能交通的关系，智慧交通与智能交通在技术上具有相似性，具有传感、信息、通信等多重出色技术在交通应用领域的产物。此外它们在建设和应用方向的方面有共同内容。
智慧交通与智能交通的差异，智慧交通与智能交通在背景、开发理念、应用重点、技术支撑、关注点、目标等方面具有显著差异，智能交通通过信息的收集、处理的方式来进行分析和利用，运用技术来实现交通的服务，达到出行多样化需求目标。智慧交通通过物联网和云计算等技术来收集交通方的信息，给予实时交通数据的前提下，通过海量数据的模型和挖掘技术来达到交通数据分析、处理，最终帮助决策的效果，按照用户的差异实现个性化的服务，在重视信息的实时性和交互性的同时，还具有服务的广泛性和个性化。


具体差异如下：
关于背景的差异：智慧城市背景下，冒出智慧交通的定义。那么智慧交通系统是智慧城市建设的核心构成，需要加入到城市总体开发和建设中，实现对智慧城市各系统的连接、传输、交换的功能。从此层面，智慧交通是智慧城市建设中的关键子系统，它是非独立系统。
关于技术支撑的差异：智能交通系统通过信息和电子技术为基石进行拓展。智慧交通在智能交通的基石上更进一步，它是利用大数据、物联网、数据挖掘等技术，让交通系统更出色，甚至具备一定的思考和决策能力。
关于开发理念的差异：与智能交通相比，智慧交通侧重绿色和环保、以人为本的理念、还有响应可持续的发展，不只是新技术的运用。
关于关注点的差异：智能交通关注的是交通信息的采集及其传输；但是智慧交通关注的是对大量交通信息的挖掘、分析、交流、决策。
关于应用重点的差异：智能交通系统的侧重是对交通状态的描述，还有对用户提供交通的服务；智慧交通的侧重是由大数据进行分析，从大量的数据中找到交通的基本特点，再通过数据挖掘找出关键信息，辅助交通管理者来实现决策的步骤；与此同时，它利用不同平台实现个性化的交通服务，不仅便利，而且还十分快捷。
关于目标的差异：智能交通是实现交通的网络和电子化；但是智慧交通的目标为功能自动化和决策的辅助。
智慧交通比智能交通更出色，因为它是智能交通发展的更高阶段，在智能交通基石上一个完全变革，理念的飞跃，交通史上质的升华，其不只代表交通领域最先进的技术，还具有全新的高效、绿色、节能和环保的理念，将交通与社会、经济、资源、文化进行相互融合，达到全面协同和发展的智慧城市愿望。


聊到这里，小伙伴肯定好奇为什么我们要发展智慧交通，那我们来一起聊聊
中国经济的迅猛发展下，城市化和机动车化引发城市交通资源的急剧紧张。从 1979 年2016年，城镇化的比例从18.96%暴涨到 57.35%，平均每年由1300 万人离开农村去城市，让机动车的数量剧增， 2016 年末的中国机动车保有量为 2.9 亿辆，汽车保有量高达 1.94 亿辆，私家车甚至占了 1.46 亿辆，一百户人家有36辆车；车辆新注册量也达史上最高的水平，每年新注册的车辆为 2700 余万，这个引发城市空气质量的恶化，甚至出现雾霾这样的恶劣天气，尾气污染成为主要污染源，占大气污染指标达到 59%以上，还会影响人的呼吸道和中枢神经系统。在私家车的增长之下，道路出现饱和和拥堵，但是公共交通却依然滞后，不仅交通的基础设施不足，在交通成本和时间一直飙升。将他们概括为下面的内容：
交通的拥堵会增大出行的时间，还有浪费资源。数据统计下，北京市上班族人均上下班距离为 18.9 km，大约为40-60分钟，往返2个小时。1970年左右，统计英国的某小城市内，因为车辆拥堵的成本每年超 400 万英镑，此城市仅180个平面交叉口；日本的相似城市，它的经济损失大于 2 亿美元；而在法国的巴黎，交通堵塞消耗的时间跟中小型城市日工作时间差不多。


严重的交通安全问题。在2014年，由于交通事故死亡的人口达到3.4万人，2013 年的人数增加了0.27万人，它的增长率高达 8.5%，与 2012 年的死亡3万人相比，直线增长0.4万人，增长率达到13.46%。


严重的环境污染和噪音污染。由于车辆的排放的尾气和噪音，成为污染源中最严重污染源。数据显示，汽车尾气中的污染物占据大气污染物总数的比例为6成；车辆运行的噪声大于城市噪声的7成，特别是在汽车起动过程、制动过程。实验数据中车辆起动和制动中废气和噪音约占正常行驶时的 7 倍。总结，因为交通拥堵引发持续的停车和起步会产生更多的尾气和噪声，让城市环境的状况更严重。


被激化的停车供需矛盾。数据统计，全国机动车保有量的增长为每年 15%上下，现城市停车位仅能达到一半的停车需求，但是城市私家车按照 30%每年的增长速度，则每年需要新建设约300万个停车位来达到持续增长的停车需求。


在此交通拥堵、安全、污染、停车供需矛盾的背景下，持续的研究才出现智能交通。在智能交通的发展下，智慧交通又是智能交通的升级版本。智能交通是通过信息的收集、处理、发布、交换、分析、操纵，在电子信息技术的理论基石之下，交通运输为交通用户提供多样性服务的系统。智能交通系统ITS其实是通过先进的电子、通信、计算机、控制等技术，针对传统的交通运输系统来实现改进，以此方式来提升交通运输的效率。


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智慧交通，确切来说是智能交通，在交通领域中充分运用物联网、云计算、人工智能、自动控制、移动互联网等现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。
说的直白一点，这些东西赋予交通出行智慧的存在，而不是像曾经出行那样，只能看站台时刻表，空等待。


这么说也许有些笼统，不过我举一些现实中的例子，你就能够清楚的明白什么是智慧交通。
在我们现实生活中，出行方面，智慧交通最好的体现就是时刻表。


为什么人们更加愿意做地铁？就是因为智慧出行赋予地铁的稳定性，我们可以清晰的从地铁里的时刻表站牌，清楚的知道下一班地铁什么时候到站，而且因为地铁基本匀速进行，没有拥堵，可以较为准确的计算出到达目的地所用的时间。


至于公交车，本身就是出行的一大交通工具，自然也随着技术的发展加入了智慧交通的行列。目前国内的几个大城市的公交站台，基本上都是有电子屏幕可以告知乘客所乘车辆的位置。有的站牌还能够及时提醒车辆距离本站的时间，以及前方道路情况。


当然，既然能通过移动互联网进行赋慧，自然手机也是可以解决上面这些所有的问题的。比如我们就可以利用APP，不需要人到站，就能时事查询地铁和公交的时刻，它就相当于把手机变成了一台移动的时刻表。
现在应该明白一点什么是智慧交通了吧。

1、“智慧交通”还是“智能交通”？这是个问题

严格来说，“智能交通”是一个行业，国际上通行的叫法是ITS（Intelligent Transportation System）可以翻译为“智能交通系统”。国内官方对行业的定义就是“智能交通”，有接受政府指导的“中国智能交通协会”[1]，制定行业标准，推动行业向健康方向发展。



图1：中国智能交通协会官方网站截图

近年来，很多设备、软件厂商，部分学者为了营造更高大上的概念，往往以引入云计算、人工智能、物联网、5G通讯等技术能力作为噱头，试图以更高阶的名词“智慧”来取代“智能”，把自己的产品包装的更体面一些，但回归行业本质，做的还是将交通行业信息化、数字化、智能化的事情。
早些年，国内因为铁道部、民航总局、交通部、公安部、建设部都是条线分开的，所以智能交通系统，是按交通子行业细分为面向路政部门的智能道路交通、面向交警的智能交管、面向民航的智能机场、面向铁道部的智能铁路、面向航运的智能航运等等。
近些年随着交通运输部合并了铁路、民航、水运、道路等等，变成了真正大交通部门，各个系统间逐步实现了互联互通，信息共享，交通一体化出行程度更高。
如果按照交通方式的条线划分，智能交通就会涵盖铁路、公路、水运、航运、城市道路、城市停车、城市公交、城市地铁等等细分的智能交通子系统。
但是如果进行抽象，不同的条线做的事情无外乎就是

• 面向管理部门的，更好的管理交通资产、监督交通的运行状态
  
• 面向交通工具驾驶者/运营公司的，比如出租车公司、公交公司、地铁公司、物流公司、航空公司、船运公司等，对驾驶员的监管，交通工具的调度，公司资产的管理，企业的运营等方面
  
• 面向公众的，乘坐的交通工具，信息平台（地方的出行APP、12306；商业化的如滴滴打车、百度地图、携程旅行）
  

2、智能交通体系中最为复杂的当属道路系统

在整个智能交通行业中，道路交通是最复杂的，市场也是最开放的，厂商竞争是最激烈的。市场早期是由集成商主导，类似于海信网络科技、银江股份、南京莱斯、易华录、上海电科、千方科技等等是主要玩家，至今也活跃在舞台上，中期很多核心产品供应商崛起，以摄像头为主要抓手的如海康威视、大华股份等等成为行业的最大受益者；如今一些互联网厂商如阿里以云计算、百度以自动驾驶与车路协同、腾讯以数字孪生、华为以网络设备等为抓手也切入到智能交通市场。
根据赛文研究院发布“2021年中国城市智能交通市场亿元俱乐部名单”，2021年共约有5700家企业参与了15249个城市智能交通市场项目，市场集中度是非常低的[2]。



图2：2021年中国城市智能交通市场亿元俱乐部名单

最近一段时间，随着汽车的智能化，道路系统面临着最迫切的转型。以往以人类驾驶员为主，对车的管理本质还是对驾驶员驾驶行为的管理，路与驾驶员的交互通过红绿灯、交通标识标线就可以了。又面向C端的地图，也只是让人类驾驶员看懂的有向图；以后给到高等级自动驾驶汽车的就要是高精度地图的，直接给汽车看的地图，汽车基于高精度地图配合传感器对环境的感知进行定位、路径规划等等。



图3：给人看的图和给车看的图

车路协同、车车联网被视为是加速高等级自动驾驶到来的一种路径，国内近年来在一些城市建设了智能网联汽车示范区，初步实现了“车-路-云-图”的整体性架构。
以北京亦庄为例，具备L4级自动驾驶能力的出租车在示范区运营，路侧建设了以感知单元、边缘计算单元、传输单元的系统，实现车与路、路与云的数据对接和信息交互。自动驾驶车辆可以超视距的感知前方的交通事故、道路养护、红绿灯等信息，动态优化调节驾驶行为，包括车速调节、变道、路线调整等等。



图4：车-路-云-图架构

而交通管理部门，或者说未来的城市交通运营商，他们可以在管理中心实时了解道路状况、车辆状况等，便于交通管理、应急响应、事后追责等等，甚至可以实现自动驾驶车辆“远程代驾”的功能。



图5：位于云端的监管平台

道路系统最开始的智慧化只有交叉口信号灯的联网优化、交叉口/路段的驾驶行为抓拍等等，如今随着汽车变得智能，以云计算、5G、物联网、自动驾驶技术的大发展，汽车、道路、通讯的三者标准统一迫在眉睫。
2022年9月，中国公路学会 中国汽车工程学会 中国通信学会联合发布车路协同自动驾驶一致行动宣言[3]，未来3年将陆续发布近300项行业标准，促进行业的发展，相信高等级自动驾驶，智能汽车大发展的时代真的是到来了。



图6：三学会的车路协同自动驾驶一致行动宣言

3、统一在“MaaS”概念下的大交通系统智能化

航运、航空、铁路的智能化都相对要简单一些，这些系统的特点是以节点为集散单元，路线基本固定，更多的是依赖于载运工具本身智能化水平的提高。
智能航运，近些年关注的主要是集装箱港口的无人化运作，船舶切换为北斗导航系统。我曾经写过一篇介绍国内港口无人化、远程化运作的文章，国内在港口无人化领域做的是全球最为领先的了。
厦门远海码头，全球首个5G全场景智慧港口[4]。5G技术的低延时与大带宽，让数据传输时间从200毫秒降低到3-5毫秒，完全满足桥吊、车辆远程操控的安全性。
原本需要经验丰富的操作工人坐在几十米高度桥吊上，通过眼睛看，凭借工作经验才能实现准确吊装，为了保证港口24小时运行，需要3名司机昼夜轮换。现在1名远程控制人员就可以同时操控3-6台桥吊，坐在1公里外的控制室里，通过安装在前端的高清摄像机，真实还原操作每一个细节。



图7：传统人员操控与现在的5G远程操控

浙江宁波舟山港，L4级自动驾驶集卡运输货物，人工智能理货，无人机自动巡检综合应用[5]。通过对既有集卡的改装，构建基于5G技术的云-边-端环境，实现港区作业空间的集卡L4级自动驾驶，让原本需要经验丰富驾驶员的工作，配备安全员即可自动化运转，大大降低了人工成本，出错率。



图8：宁波舟山港L4级自动驾驶集卡运输货物

另外铁路、集成、航空的智能化，最近几年运用最多的是通过人工智能、云计算、大数据的结合来做驾驶员监管、旅客通行查验、运营数据的分析及系统优化，IT系统的上云，减轻运维压力等等。
面向大众，十四五期间，交通运输部主推的就是出行即服务理念“MaaS”2021年交通运输部制定印发了《综合运输服务“十四五”发展规划》就提出了要加快MaaS、自动驾驶等技术发展[6]。

加快旅客联程运输发展。推广“出行即服务”理念，发展基于智能终端的“一站式”出行服务。

图9：加快MaaS、自动驾驶等技术发展

多省的十四五交通规划也有响应，部分城市已经开始试点建设。比如江苏省的十四五智慧交通发展规划就提出建设5个MaaS试点城市[7]。
这个理念的核心就是要把大交通的方方面面全部打通，数据共享，多种交通方式出行换乘一体化。商业化软件方面，像百度地图、高德地图其实就是“MaaS”应用APP的雏形，可以跨城市规划交通路线，提供交通方式购票打通服务等等。



图10：MaaS出行理念

总的来看，智能交通因为新技术的出现也在迭代升级，航运、航空、铁路以点+线的运行模式相对简单，智能化主要体现在5G、云计算、人工智能等的应用。道路系统的智能化原本就更为复杂，随着具备高等级自动驾驶能力的智能汽车的普及会有更多挑战。未来秉承出行即服务的理念，将各种交通方式的信息数据打通，让换乘衔接更便利，一个应用实现一站式出行支付会让出行过程更舒适。