車路協(xié)同是智能交通的一個具體化實例

　　王飛躍，中國科學院自動化研究所，研究員，主要研究領(lǐng)域為智能控制理論與方法、復(fù)雜系統(tǒng)控制與管理方法、社會計算和復(fù)雜系統(tǒng)的控制和分析。現(xiàn)任IEEETransactionsonIntelligentTransportationSystems和IEEEIntelligentSystems、《自動化學報》的主編。曾任IEEE智能交通系統(tǒng)學會主席、旅美科協(xié)主席等，現(xiàn)任中國自動化學會副理事長兼秘書長、中國管理現(xiàn)代化研究會系統(tǒng)管理與復(fù)雜性科學專業(yè)委員會主任、國際自動控制聯(lián)合會（IFAC）經(jīng)濟和商業(yè)系統(tǒng)委員會主席。

　　2007年獲國家自然科學二等獎2009年獲IEEE智能交通系統(tǒng)杰出應(yīng)用獎，2010年獲得IEEE智能交通系統(tǒng)團隊領(lǐng)先獎，2011年獲IEEE智能交通系統(tǒng)杰出研究獎。現(xiàn)為IEEEFellow、INCOSEFellow、IFACFellow、AAASFellow、ASMEFellow。

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

　　王飛躍：2009年，我們在江蘇太倉實施了第一個"平行交通系統(tǒng)"的應(yīng)用案例。太倉港古代就有"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。我們先在江蘇太倉道路管控，之后在廣州市亞運公共交通管理上，成功實施了"平行交通系統(tǒng)"，開創(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)在三個方面：

　　a)項目施工前，可對系統(tǒng)效果進行預(yù)測與評價，降低施工的風險。

　　b)項目實施與運行過程中，可生成優(yōu)化控制方案，大大縮短實施時間。

　　c)系統(tǒng)運行過程中，對未來發(fā)展的預(yù)測與規(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。

　　太倉的平行交通系統(tǒng)取得了明顯的應(yīng)用效果，通過一年多的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，道路通行能力增加了20-30%，排隊長度減少了8-19%，明顯改善了應(yīng)用區(qū)域的交通環(huán)境，這個項目也被江蘇省公路局列為示范推廣項目。

　　新一代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將使得交通的動態(tài)感知能力大大提高，為"平行系統(tǒng)"的大范圍實施提供的信息基礎(chǔ)；云平臺技術(shù)的發(fā)展，將極大底提高城市交通的建模、計算、分析、預(yù)案生成與仿真評估、管理與控制、決策支持能力，為"平行系統(tǒng)"的大范圍實施提供的計算基礎(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)該是今后的一個趨勢。其核心理念是我們提出來的，并且得到了國際同行的認可。我們在該領(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國際智能交通學會的最佳博士論文獎、杰出應(yīng)用獎、杰出團隊獎、杰出研究獎四項頂級獎勵的研究團隊，對于其中的任一獎項來說，我們都是亞洲的唯一獲得團隊。

　　中國智能交通：您認為將"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)？是否其實現(xiàn)方式可多樣化？據(jù)您了解，國內(nèi)"車路協(xié)同"技術(shù)的研發(fā)進展如何？與國外相比，差距如何？

　　王飛躍："車聯(lián)網(wǎng)"與"車路協(xié)同"無論是技術(shù)實現(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。目前兩者也沒有非常權(quán)威和明確的定義，一般可以認為"車聯(lián)網(wǎng)"是在國家"物聯(lián)網(wǎng)"概念基礎(chǔ)上提出來的，是物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的具體實現(xiàn)，具有明顯的物聯(lián)網(wǎng)屬性，從網(wǎng)絡(luò)角度來說，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)的管理也相對嚴格，所面向的應(yīng)用更側(cè)重于交通宏觀管理，如解決擁堵問題。車路協(xié)同實際上是車聯(lián)網(wǎng)的一種具體實現(xiàn)，但其更側(cè)重車輛的差異化、個性化服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)相對松散，重點解決道路行車安全。

　　"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，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能識別、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)域的延伸和擴展。其實現(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)膶崿F(xiàn)應(yīng)該遵循約定的、標準化的協(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、標準的。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"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，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"概念的一個具體化實例。歐洲上世紀80年就提出了相關(guān)的研究計劃，美國和日本從上世紀90年代起也開始大力推進，在感知、通信方面提出了一系列具體的研究項目。相比國外，車路協(xié)同技術(shù)尚處于研究初期，還沒有形成完整的系統(tǒng)和成熟的應(yīng)用。這與我國智能交通整體研究起步晚有很大關(guān)系，在80年代才開始第一批交通信息化建設(shè)。但是隨著我國經(jīng)濟和汽車產(chǎn)業(yè)的快速增長，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，我國必須瞄準車路協(xié)同技術(shù)發(fā)展前沿，順應(yīng)其發(fā)展趨勢，突破其瓶頸技術(shù)，開發(fā)適應(yīng)我國城市的特定交通需求的車路協(xié)同技術(shù)，以使我國的車路協(xié)同體系能夠快速良好地與發(fā)達國家車路協(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之一。我們的目標是通過智能車輛載體，研究車輛無人駕駛技術(shù)，結(jié)合車路協(xié)同、車間通信構(gòu)建一個車聯(lián)網(wǎng)，提高交通系統(tǒng)的智能化水平，通過車輛的信息服務(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。在國家自然科學基金委"視聽覺信息的認知計算"重大研究計劃的支持之下，我們已經(jīng)連續(xù)兩年舉辦了辦中國"智能車未來挑戰(zhàn)"賽事，制定了智能車測試的相關(guān)標準，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，并通過縮微交通環(huán)境構(gòu)建一個車與車、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，還可以對實際交通進行微觀模擬實驗與模型驗證，以此為基礎(chǔ)開展更大規(guī)模的交通平行系統(tǒng)的計算實驗。

　　中國智能交通：就您了解，國內(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)施上與國外的水平已經(jīng)差距不大了。與此同時，在技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新方面也取得了很大進展，部分領(lǐng)域已經(jīng)走在了國際前列。當然，從整體上來說，我國在智能交通系統(tǒng)方面的研究與應(yīng)用工作起步較晚，距離發(fā)達國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。

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

　　王飛躍：重點領(lǐng)域是基本一致的，車路協(xié)同、泛在交通服務(wù)、動態(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，治堵政策的制定都是結(jié)合各自的情況，經(jīng)過慎重考慮后制定的，也都取得了一定效果。存在的主要不足是，對行政干預(yù)手段的依賴性較大，如何從更細致的地方入手，通過技術(shù)手段進行的引導和優(yōu)化，是下一步需要重點解決的問題。

編者按：

　　平行世界：1954年，美國普林斯頓大學博士休斯·愛沃瑞特提出：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)學概念打比方："把現(xiàn)實空間比作實數(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)和社會問題方程式都無解。"

　　王飛躍于2004年在國際上首次提出基于ACP（人工社會、計算實驗、平行執(zhí)行）方法的社會計算和平行系統(tǒng)理論。如今，該理論已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)的研究熱點。簡單說來，平行管理"就是在對已有事實認識的基礎(chǔ)上，利用先進計算手段，借助人工系統(tǒng)對復(fù)雜系統(tǒng)的行為進行'實驗'，進而對其行為進行分析，實虛互動，得出比'現(xiàn)實'更優(yōu)的運行系統(tǒng)"。

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