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2018-08-31本刊编辑部

中国公路 2018年15期

1 智慧交通与智慧城市

探讨“智能”与“智慧”的思辨关系，预测智慧交通、智慧城市的发展方向，建设理想的智慧交通、智慧城市体系。

“Smart Engineering”中的“Smart”，其实并不等于智慧，“Smart Engineering”也不等于智慧工程。“智慧”的中文意思是根据人的理解和经验作出更好和更准确判断的能力，智慧应该远远高于“Smart”。

智慧与智能

各个国家都在建造智慧城市，应该要明确定义，目前只能做到智能，而不是智慧。智慧城市是从英文“Smart City”翻译过来的，如果要建设智慧城市就需要建设智慧交通。“智慧”比“智能”高一层次，智慧交通与智能交通不是同样的事物，智慧城市也不等于智能城市。智能城市是根据我们的经验来指导机器，在不同情况下做我们认为应该做的事情。智慧城市是把我们做人做事的原则，教导机器去考虑和决定在不同环境下应该做什么事情。智能城市是千篇一律的，智慧城市是和人一样随机应变的。有两个词也是不同的：“指导”与“教导”，指导与教导有不同的含义。把智慧灌输到机器里不一定是好事情，有一天机器不听话怎么办？其实这也是人们一直以来不放心的事情。

机器有自己的脑子，就等于我们教导我们的孩子。所谓十年树木、百年树人，孩子长大了是怎么样一个人，我们没有办法预测。假如孩子不听话，问题不大；假如机器不听话，后果很严重。

邓文中，美国国家工程院院士、中国工程院外籍院士，40多年来一直从事结构工程工作。1965年获得德国达姆城工业大学的工学博士学位，除此之外，还拥有名誉文学博士和名誉建筑师等学位，是13所大学的名誉教授和重庆市荣誉市民。他设计的100多座大桥遍布世界各地，有“邓文中桥梁永不日落”之说。

智慧工程从何而来

智慧工程的智慧从哪里来？城市本身只是一堆建筑材料，没有智慧。要建设智慧城市，必须把人工智慧灌输到城市系统中，这一过程就是智慧工程。

2016年，美国颁布了无人驾驶的新政，新政最大特点是政策制定部门将更多参与到汽车售前研发工作。

智慧工程的历史可以追溯到2008年，IBM总裁Sam Palmisano提出了“Smarter Planet（更智慧的地球）”倡议；2010年提出了“Decade of Smart（智慧十年）”；2011年提出“Smarter Computing（更智慧的计算）”理念，以此支撑更智慧的地球的发展。这里有一个“更”字，“更智慧的地球”与“智慧地球”是不同的，“更智慧的城市”与“智慧城市”也不同，建造一座“更”智慧的城市很容易，建造一座智慧城市就困难多了。因为“更”字是比较，一座完全没有智慧的城市增加了一点智慧，它就变得“更”智慧了。如果一座城市只有一点智慧，还算不上一座“智慧城市”。智慧有什么用？一个人的智慧是用来管理一个人的行为，那么一个城市的智慧就是用来管理一个城市的行为，包括通信、交通、卫生、环保、教育、医疗等。

智慧城市之辨

城市是一个没有生命的载体，本身没有智慧，假如说哪座城市有智慧的话，这个智慧必定是由人类赋予的。那么，人是世界上最具智慧的动物，但是每一个人的智慧很有限；人因为有智慧统治了世界，但人的寿命是有限的，一个人一生中积聚的智慧也是有限的。如果我们把每个人的智慧存储起来，叠加在一起就是无限的。从前用的是书籍，把每个人的经验积累记录下来，后人可以有更高的起点。现在用的是电脑，发明了大数据、云计算等不同的工具，帮助人们把知识和智慧融合起来，这就是“智慧”的来源。

这里有4个不可或缺的支柱：一是电子设备，即所有的电子机械；二是电子设备+卫星，即互联网；三是电子设备+卫星+互联网，即物联网；四是电子设备+互联网+物联网+大数据，即城市智慧的载体。通过最恰当的运作程序，就得出了我们认为的“智慧城市”。

运作程序是什么？就是人工智能。人工智能让我们指导机器做不同的事情，这项工作就是“智能工程”。同样，把智慧灌输到机器里，就成了“智慧工程”。每座城市都涉及通信、交通、卫生、环保等服务，存在不同需求，所以，要建造一座“智慧城市”，必然要建设智慧通信、智慧交通、智慧卫生、智慧环保等不同的子系统。在一座“智慧城市”里，我们必须把每一个子系统联系起来，形成一个智慧的管理系统。这是一项相当大的工程，目前还没有能够真正实现的城市。现在世界上那些所谓的“智慧城市”，都是在某一个或者某几个子系统里灌输了人工智能。由于发展的重点不同，出现了许多不同的子系统，也发展出不同版本的“智慧城市”。

在30年前建造一座“智慧城市”，肯定与今天的“智慧城市”不同。那么，今天要建造一座“智慧城市”，30年后还有用吗？桥梁的设计寿命通常是100年，一座城市的设计寿命绝对不止100年。现在，很多人聚焦雄安新区，认为雄安的发展应该是千年大计，但是我们对于1000年后世界的变化又知道多少？有谁可以预测往后100年里的世界是什么样子？1000年更不必说。当人们回看，1000年前的城市，并非不可思议的，但假如我们展望未来，100年后的城市，今天绝对没法想象。高性能的电子设备让机器高效地帮助人们工作，我们把人类智慧累积起来灌输给机器，机器就可以做很多我们难以做到的事情。

一座城市需要通信、交通、卫生、环保等服务，利用人工智能、互联网、物联网等，我们可以建立一个个子系统，帮助人们管理一座城市。但是，我们管理城市的目的是什么？这些事情的目的都是为了让“人”能更舒适地生活。为此，有两个很重要的“人”的变数：将来城市里的人对生活的需求是什么？将来城市里的人口数量有多少？

人的生活大大改变，“智慧城市”的定义和目标必须一同改变，50年前的“智慧城市”与今天的“智慧城市”截然不同。我们怎样拿过去积累的经验来服务未来社会，这是很大的问题。

一座城市的人口是智慧城市设计的基础。目前，比较先进的“智慧城市”是哥本哈根、苏黎世、斯德哥尔摩等人口稳定的城市。但是，中国的城市人口基数变化太快，很可能突然之间所有计划都不对了。交通研究者都深有体会，人口增长是很大的问题。2014年世界人口是71.5亿，未来怎么办？假如世界人口的年增长率是每年0.5%，那500年后是什么样？500年后的人口数量很可能就是今天的12倍。那么这12倍的人口如何生活？事实上，今天的人口增长速度远远大于0.5%，目前世界人口真正的增长率是1.2%，500年后地球人口将是今天的392.27倍。大家可能连站的地方都没有。

建设“智慧城市”的目的是让“人”更舒适地生活。在这个快速变化的世界，我们有什么办法可以预测未来“人”的需求？未来会有多少人？现在创造的智慧城市、绿色建筑、绿色公路等，这些研究都是以过去的经验为基础的，是已经发生过的事情。那么假如有颠覆性的理念出现，我们如何应对？

“智慧城市”必须提供多样化的交通模式供人们选择，这些交通模式必须由数据和技术支持，达到高效、安全和可持续性。今天的智能交通其实只是数据的整合，没有实现真正的管理。假如我们有会飞的汽车，那么智能交通的管理对象又变得不同了，安保方式也会不一样。那么，假如有一天人也可以在天上“飞”该怎么办？这并不是遥远的将来。

2 自动化交通的未来

介绍ITS的发展方向，关注自动驾驶技术的分级，构建车路互联系统。

到底智慧是什么意思？美国做智能交通系统（Intelligent Transport System，简称ITS）的时候，其实并没有想过所谓的智慧交通、智慧城市、智慧工程，也根本没有想过未来世界是什么样的，考虑的只是怎样做智慧型、智能型的交通工具、出行方式。美国交通部 (US Department of Transportation，简称DOT) 认为，ITS工程师应当思考更多方面，甚至应该考虑改变ITS这个名字。我们在全球开展了多个项目之后发现，亚洲已是ITS技术和市场增长最快的地区，美国也是很重要的组成部分，ITS美国要跟亚洲国家一同做未来的智慧交通。

迈克·沃肯（Michael Walton），美国工程院院士、德州大学奥斯丁分校教授；任美国道路建筑委员会的主席，美国I T S执行副主席，同时也是ACCE美国土木工程师学会分会的主席。

ITS与智慧交通

纵观全球的ITS，世界上各个区域、各个地区驱动力不同，为什么要建立智慧型、智能型的交通系统，不同地方原因不同。在欧洲，他们的经验是原来的OEM，数字交通。亚洲已经不像以前那样仅仅是一座制造工厂，现在中国政府、亚洲其他国家的政府更加重视创新和智慧。美国ITS主要的驱动力量或者运营力量是美国交通部，但是交通部并没有像人们期待的那样，发展美国的道路交通。在世界各个国家的ITS项目之下，形成了各种不同的国际会议或论坛，开展了非常卓有成效的讨论和意见的分享。现在世界上主要的经济体国家，不管是制造业为主的国家，还是以创新或者创新发明突破为重点的国家，都非常重视道路交通。

我们为什么希望建立智能交通？就是想用一项技术进入全球的视野，因为现在我们面临很多问题，并试图解决这些问题。目前，道路交通事故造成很多人员伤亡，不管在美国还是其他的地方，应该通过一些智能系统来减少伤亡。1980年以来，美国交通部为了推进ITS，出台了很多计划，而且每隔几年都会更新，也出现了一些成功案例。美国的ITS在技术方面有非常多的发展和变化，比如传感器的发展，不同的传感器能帮助人们做不同的事情，现在的技术通过车辆传感器给人们传达更多信息。

自动驾驶技术的未来

自动化、智能驾驶汽车的发展有不同层级，美国相关机构也有各自的指南。从零层级的无自动化到全自动化，从一定条件下的自动化到第三层级自动化，已经出现了很多的挑战。很多生产厂商生产了第一层级自动化系统，第一层级是由驾驶员辅助系统控制驾驶，驾驶员执行动态驾驶任务。刚投入市场的时候，这一系统价格十分昂贵，从几千美元到两万美元不等，这样的系统安装到车里，肯定没人愿意购买。所以，汽车里的硬件系统是慢慢变成比较普通的配置的。

实际上，每个汽车制造公司都有能力研究自动驾驶技术，并且能进行相应优化。他们现在已有能力收集各种数据，为自动化技术提升提供辅助，推动并辅助驾驶技术发展进步。美国的ITS相关部门会与一些机构合作，这些机构可以收集非常多的数据，并提供这些数据。但是在数据收集方面，美国还需要继续发展。

真正的自动化汽车，应该是在2020年出现的第三层级或者第四层级的无人驾驶汽车，而且很多制造商都有能力制造。在美国，制造商的目标是尽快将自动化汽车投放到市场。制造商希望有机会展示它们在市场上的能力。与此同时，还有一些法律相关的问题，所以，自动驾驶技术在美国的推进必须在立法方面获得更多支持。

自动驾驶技术影响到了交通，比如，传感器使用越来越广泛，传感器的制造商沟通密切。一开始，技术不断发展，市场上有很多技术被采用，不同技术被引入之后，需要一段时间真正成为OEM标准的配件或者配置，此后，技术利用越来越快速和方便。沃尔沃汽车引入座位安全带技术，让越来越多的人使用安全带，最后让所有人应用安全带虽然也花了一些时间，这就是相应的安全应用过程。

自动驾驶与物联技术

美国一些专家认为，连通性可以增强自动驾驶带来的益处，汽车与其他汽车之间的连通或者沟通，已经具备传输数据和信息的能力，包括车辆或驾驶员接收和使用各种有关信息的能力，这将是未来的发展方向，将会面临一些挑战。如果能更好地传输一些重要的信息，那么就可以创造一个更安全的环境。未来，有的自动驾驶汽车会与其他自动驾驶汽车沟通，也可能与基础设施沟通，它们是相互联系的，可以沟通所在位置、是否有事故等信息。在同一个系统中，自动驾驶汽车相互联系、互相沟通。同时，美国的基础设施是政府拥有的，而汽车是个人所拥有的，传统的模式融入到这个系统，将会对系统产生一定的影响。

面对一些自动驾驶方面的争论，需要利益各方进行对话，了解自动驾驶技术，或者是20年后会出现怎样的改变。这样的对话将促成战略性规划，确保各方更好地参与。

对于很多新事物来说，最大的挑战并不是技术，而是公众对于技术的了解。美国一些州政府对于下一轮发展特别感兴趣，并召集了一些意见领袖，希望能够通过这种方法更好地部署工作，并且更好地让公众接受技术。公众可以开展各种交流，不仅是了解技术本身，还包括了解研发这项技术的人的想法。未来，美国将更多地讨论，如何让这些愿景成为现实。