2020-10-20
中国城市道路交通系统规模日渐扩大，机动化程度不断提升，对城市交通管理工作持续提出新的要求。通过集成利用多类信息通信技术城市交通智能管控实现对道路交通流的实时检测，信息的集成、处理、应用以及动态交通控制、调度、指挥等，从而实现提高城市交通运行效率和道路安全性的目标。
进入21世纪，随着经济社会的快速发展，中国智能交通系统(Intelligent Transportation Systems, TS)体系框架完成并发布，在由公安部、原交通部、原建设部联合启动城市“畅通工程”的大力推进下，中国城市交通管控技术和系统进入快速发展时期。随着图像处理、互联网和移动互联网、大数据、云计算、人工智能等大量先进技术被不断尝试并逐步大规模应用，交通管控技术和系统进入快速智能化的发展阶段，并逐步形成具有中国特色的智能交通管理系统(Intelligent TrafficManagement Systems, ITMS)。城市交通智能管控是中国智能交通管理系统的核心，也一直是过去20 年来中国智能交通系统的发展重点。
发展回顾
过去20年，中国的城镇化率从36%提升至超过60%，汽车保有量从1600万辆增加至2.6亿辆，而城市交通智能管控在国家相关部委的顶层设计和积极推进下，充分利用信息化、智能化技术等快速发展的契机，很好地应对了城镇化、机动化飞速发展产生的一系列交通问题，有力地支撑了城市各级政府以及公安交通管理部门对城市交通系统的良好管理，确保城市居民的出行需求得到满足。
国家层面科技支撑
2001年，科技部联合公安部、原交通部等组织专家完成“九五”国家科技攻关重点项目“中国智能交通系统体系框架研究”，其中明确了先进的交通管理系统领域。2002年4月，科技部正式批复“十五”国家科技攻关重大项目“智能交通系统关键技术开发和示范工程”，北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、中山、济南、青岛、杭州等10个城市成为首批智能交通应用示范工程的试点城市，城市交通智能管控均是各试点城市建设的核心和重点。以试点城市的发展为引领，尤其是2008年北京奥运交通智能管控体系的建设和成功应用，推动中国城市交通智能管控进入快速发展期。此后，国家“863”、“973”、科技支撑计划及之后的重点研发项目都先后设立了面向不同类型城市和不同研发重点的交通智能管控领域重大科研示范项目，为推动中国城市交通智能管控的研究开发和示范应用提供了强有力的支撑。
主管部门强力推进
全国各地公安交通管理部门是城市交通智能管控技术和系统推进、实施的主体。2000年开始的“畅通工程”建设和2017年开始实施的“城市道路交通文明畅通提升行动计划”中，城市智能交通管控都是最为重要的内容之一。与此同时，公安部交通管理局在对中国城市交通智能管控进行全面、系统的顶层设计基础上，分步骤、分阶段组织全国公安交管部门推进实施。2009年，已基本建成覆盖全国道路交通管理所有核心业务的公安交通管理综合应用平台(“六合一”)；2016年，初步建成依托互联网和移动互联网的全国互联网交通安全综合服务管理平台(“交管12123”)；2018年，建成涵盖路面主要执法管控的公安交通管理集成指挥平台；2020年，即将建成全国交通管理大数据分析研判(部级)平台。由此构成全球规模最大、集成度最高，横向覆盖全国、纵向深入现场，相互协同的交通管理“四大平台”，全面提升、支撑交通智能管控的技术水平和应用能力。
技术发展集成应用
从技术发展角度看，城市交通智能管控大致经历从分散到集成、人工到智能、系统到大脑的发展过程。城市交通智能管控发展初期，各地主要是按具体应用分系统推进建设，例如逐步发展的交通信号控制系统、违法抓拍系统、信息服务系统、视频监控系统、指挥调度系统等。这些城市交通管控中的各个子系统独立运行，数据、功能等缺乏整合、共享，管控的智能化程度很低。此后，随着国家科技攻关项目支持的城市交通集成指挥系统的研发成功和推广应用，城市交通管控开始从分散走向集成，各地开始在城市交通指挥中心建设交通集成指挥平台，在一个单位内部打通各子系统实现数据共享、功能集成。到2010年左右，城市交通智能管控逐步成型，交通集成指挥平台逐渐成为城市交通智能管控的核心。
此后，快速发展的信息通信技术推动城市交通智能管控进入发展快车道。例如，依托人工智能和大数据技术，可以对交通视频监控和卡口视频监控的图像、图片进行准确、快速、自动的目标抓取，依托分布式计算进行快速的抽取、确认、比对、预警和推送，从而实现交通事件或违法行为发现更及时、警情处置更迅速、监管调度更科学，助力交通管控从人工迈向智能近几年，随着越来越多的国内IT、互联网、AI龙头企业致力于城市交通拥堵治理，“互联网+”、大数据、人工智能等技术更进一步融合应用到城市交通智能管控中，出现了“城市交通大脑”的概念和初步成果。“城市交通大脑”在基于视频分析的异常事件发现、交通流多场景信息检测、多源数据驱动的信号控制优化等方面开始体现出人工智能的一些潜力，交通智能管控显现出从系统到大脑的趋势。
存在问题
如前所述，20年来城市交通智能管控取得了很大进步和成效。但是，也应该冷静地思考一个基本问题：面对现阶段仍然十分严峻的城市道路交通状况，在该领域内大量的技术应用、持续的资金投入是否取得了预期的效果？城市交通发展中暴露出来的一些基础性问题与智能管控中大量使用的高新技术之间的较大反差，也在提醒我们亟须在技术发展的思路、理念甚至科学性方面进行必要的反思、调整和完善。
一方面，应该准确认识、分析当前城市交通面临的客观环境。中国城市已经并仍将经历人类历史上从未有过的快速机动化、城镇化进程，在出行者的交通安全意识尚在缓慢提升的过程中，机动车交通量迅速达到饱和乃至过饱和状态，导致交通秩序混乱、高峰期交通拥堵等在所难免，这也使城市交通管理的压力更大、交通智能管控的要求更高。另一方面，必须清醒地意识到，以高新技术应用所驱动的城市交通智能管控快速发展到今天，也明显暴露出对技术应用所依赖的基础、条件等重视不够，基本交通规律掌握和分析的深度不够甚至非常欠缺等一些重要问题。
对传统交通工程技术重视不足
在道路设施的基本通行能力和交通管理设施的保障能力得到良好发挥的基础上，智能交通系统的基本发展思路是充分利用信息通信、智能控制等技术进一步提升道路网络的运行效率和安全水平。而基本通行能力和保障能力的良好发挥需要应用传统、经典的交通工程技术来实现。例如交通组织优化技术，包括科学的交通标志、标线设置，利用合理的交叉口渠化、配时优化技术等实现交通流时空协调，适合交叉口交通流特征的定周期、感应、实时控制策略的设计和选择等。这些是决定城市路网基本通行能力发挥程度的基础技术(从整个城市的角度来看则是管理工作)，如不能得到应有的重视和合理使用，则会使基于高新技术的交通智能管控的作用、功能大打折扣。此时，如果再叠加城市路网规划、道路横断面设计、交叉口几何设计等方面存在的一些先天性缺陷，则更会使得道路基本通行能力的发挥大打折扣，再先进的技术、再好的设备、再大的投入也将事倍功半、效率无法发挥。
实时交通流信息采集不到位
无论是传统的交通工程技术，还是交通智能管控技术甚或城市交通大脑，都取决于对实时交通流信息精准且全面的采集、对实时交通状况的准确了解和掌握。在固定式的交通流信息采集技术方面，传统的环形线圈检测在国外城市有着广泛的应用，超声波和红外线检测在中国也有过积极的探索尝试。由于对环形线圈的材料、尺寸、结构、接口处理以及路面切割、敷设等技术及工程方面的考虑不足、要求不细、标准不严，加上城市道路施工质量、车辆严重超载等一系列问题，具有最高性价比的环形线圈已经逐步淡出中国城市道路交叉口实时流量检测领域同时，约20年前开始，技术上看似更为先进、时髦、方便的视频检测开始出现，近年来AI技术的快速发展及其在视频图像处理方面的技术升级，又进一步提升了视频检测技术在道路交叉口交通流检测方面的能力毫无疑问，视频图像处理技术，特别是辅之以AI技术之后，在视频目标抓取、识别、确认等众多方面确实非常有效、实用，例如交通事件、违法行为的精准识别及自动报警，车辆身份特征的准确提取、识读、关联应用等。
对交通智能管控本质的认知有偏差
目前有一种存在偏差的认识，认为不管是基础的道路交叉口渠化配时、交通组织优化，还是智能的信号控制、交通管控，管理、控制优化的对象或是道路交叉口、路段等基础设施，或是交通标志标线、信号灯、诱导标志等管理设施，或是行驶、停放的车辆但是，城市交通智能管控的目标更应该是人——驾车(或步行、骑车)按交通标志标线和信号灯等规定在路面行驶(出行)的道路使用者。正是人的交通行为的不确定性导致了交通的不完全可控性，而交通智能管控的本质基础正是要解析各类交通流的基本规律和人所导致的交通的不可控性，而不是车、路和设施交通智能管控需要一个基于良好的交通规则意识的出行环境。智能管控充分发挥作用的必要条件之一就是交通流运行需要有规则、有秩序，一些在纯物理系统中应用良好的算法或技术进入交通管控领域后往往劳而无功，这与交通系统是由一个个具有不同社会经济属性的出行者所组成不无关系。
交通智能管控需要从服务机动车出行转向服务人的出行。机动化的快速发展使得交通管控在过去多年中更多秉承“车本位”的理念，城市交通越来越重视对机动车的管理，越来越多的资源向机动车倾斜，例如众多的道路资源被用来服务于机动车的行驶和停放，而极大地挤压了非机动车、步行等的出行空间。同样，交通智能管控也是围绕着机动车管理来开发的，而在众多方面忽视了人(出行者)才是出行服务的根本对象。数十年的发展历史证明，这种“以车为本”的城市交通发展和管理理念永远无法满足机动化的需求，而以此为指导理念的城市交通智能管控也难以充分发挥作用。
发展思路
21世纪进入第三个10年，中国城镇化、机动化都达到了较高的水平并将继续快速提升，而社会经济发展水平的不断提升也使得出行者对于交通服务提出更高的要求。城市交通智能管控的发展需要积极应对城市交通发展理念和出行模式的变化，更加注重新技术应用所必需的基础要求、必要条件和客观环境。顺应城市交通发展理念和模式的变化.
未来中国城市交通发展理念将会从“以车为本”逐步向“以人为本”过渡。在交通结构上，需要适度控制小汽车的保有量和使用量，增大公共交通、非机动车、步行等可持续交通方式的比例；在基础设施建设上，更多的交通用地资源、财政资源等向可持续交通方式倾斜；在交通智能管控方面，需要充分重视各类可持续交通方式的需求，在实际工作中恰当地运用各类交通管理设施等，体现公共交通优先、以人为本的可持续发展理念。夯实交通工程基础与推动高新技术应用两手并重城市交通智能管控效果的发挥离不开交通工程技术应用、交通信息全面精准采集、交通行为规则有序等重要基础，这些方面也反映出城市交通管理乃至整个经济社会发展的科学化、现代化实际程度。就这个角度而言，即使在中国城市交通智能管控快速发展20年后的今天，仍然需要打好这些基础、补齐这些短板。同时，未来的交通智能管控应充分整合交通管理部门内部秩序、科技、事故、宣传、勤务等各机构需求，在打牢前述多方面基础的前提下，以业务需求为驱动，推动高新技术的实战应用。
写在最后
数据时代的到来、人工智能的发展给传统的城市交通智能管控带来了新的更大的发展机遇。同其他一些智能系统相比，以出行者为管理和服务对象的城市交通智能管控不是一个纯粹的技术系统，而应当以复杂视角的社会—技术系统来看待，是一个复杂的社会信息物理系统(Social Cyber-Physical Systems)。在此背景下，将城市交通智能管控过多寄希望于高新技术的应用能够自动带来革命性的成果是不现实的，未来的城市交通智能管控还需要继续在夯实基础、系统优化、规则出行、融合发展等方面下功夫，既要重视自身科技水平的提升，也要注意外部环境的优化及基础运行环境的优化，以期发挥出更好的作用。
