双智协同发展现状研究
2022-02-28王怡琛
王怡琛,张 灏
[上海城市建设设计研究总院(集团)有限公司,上海 200125]
0 引言
随着近代城市的发展,城市化进程的加速推动了人们出行方式的革新,汽车的发明和应用也改变了传统的城市空间形态。汽车作为连接着居民与城市的重要载体,与城市互相赋能。然而,近些年汽车无序的发展导致了空气污染、交通拥堵、能源消耗等诸多为城市居民所诟病的问题,汽车发展与城市管理的矛盾也渐渐凸显,上述痛点已无法通过传统的交通管理技术得到有效解决。而伴随着大数据、云存储、人工智能等新一轮科技革命的推动,汽车智能化转型与城市智慧化升级已成为必然趋势。
1 双智建设思路与必要性
1.1 双智建设思路
双智协同以智慧城市为平台,以智能网联汽车为引擎,构建了集城市数字设施建设与智能交通管理于一体的双智协同运管体系,积极践行“政府引导、市场主导、循序建设、适度超前、车城融合”的建设思路,以实现城市高效治理为导向,坚持“充分利旧、集约统筹、共建共享”的理念,打造“车、路、云、网、图”的示范应用场景体系,提升城市感知能力与精细化管理水平,激活双智领域技术与产业的活力,为城市数字化运营转型提供可复制的示范样本[1]。
(1)政府引导。如今正处于双智建设初期,双智协同发展并没有形成一套可复制可推广的方案模板,各试点城市的双智示范项目均面临着各类难题,如:如双智的商业模式还不清晰、关联产业生态尚不健全、核心技术亟待突破、社会对智能网联汽车的接受度仍需检验等。在双智建设工作中,政府应当把好发展大方向,出台相应的顶层设计、制度、法律、标准体系等,发挥好引导与协调作用,完善监管与保障体系,形成多方协调推进的建设机制。
(2)市场主导。双智建设不能仅仅依赖政府投资的单一模式,需要逐步形成多主体参与投资、建设和运营的管理办法,探索一条由政府主导需求、地方国企统筹建设、科技公司赋能业务、相关行业共同参与的建设新路径,从源头上减轻政府的投资与运管压力,强化产业生态聚拢,加速新业务孵化,打造可持续发展的商业闭环。
(3)循序建设。双智试点建设工作,应当优先在交通环境较为良好的路段部署智能感知设备;当技术成熟、效果突出后再在交叉路口、危险路段等进行规模化部署。由线到面,由易向难,最终形成城市路网全周期、全覆盖的感知体系,保证设施升级有依据,试点应用有成效。
(4)适度超前。双智建设有赖于各类新兴技术的更新与应用,应当以“适度超前、利旧升级”为指导思想,超前部署相关基础设施、超前设计相关技术能力基座,平衡当期建设、后期迭代和持续收益间的关系,避免“规划不足、建成不够、建拆不停”的问题,有效降低盲目建设造成的浪费风险,有力推动城市数字化转型和产业创新发展。
(5)车城融合。通过泛在感知网络汇聚城市交通的各类动、静态数据,打造有机互联、一体运管的车城孪生数字底座,基于统一的多元数据基础,搭建车城融合数据分析中台,强化多源数据的互通共享与分析研判能力,为城市治理和交通管理提供可靠的辅助决策,赋能智慧城市基础设施与智能网联汽车相互支持、共同发展的良性循环。
1.2 双智建设必要性
在新时代、新形势的背景下,智慧城市基础设施与智慧交通的深度融合、协同共建是助力城市实现可持续发展的内在动力,也是全面提升城市治理和社会服务转型的重要路径,双智协同建设工作从多方面来看都具有充分的建设必要性:
(1)推动泛在有序的城市感知体系建成。基于双智基础设施融合共建工作的开展,形成统一的基础设施建设规划建设体系,避免感知设施重复建设;并且依据智能网联车辆的发展进程对设施进行智能化升级,保证做到“需求引导,建了即用”,避免出现建成就落后或者建好无人用的问题,形成底账清晰、智慧共用的城市感知新体系,打造综合感知的城市感知新格局。
(2)加速城市建管数字化样板的打造。依托于城市全息感知设施,将汇集的车端与城端多维动静态数据统一汇入车城网平台,充分发挥车城融合、互联感知的能力,以数字化手段实现社会治理、城市管理、体系交通、公共服务等方面的感知与服务水平,打造城市精细化治理示范样本。
(3)探索产业与创新体系的构建。聚焦双智建设相关的信息通信、感知技术、先进制造、人工智能等重点领域,推动多产业融合协同发展,引导政企与高校、科研机构等主体间加强合作,实现“卡脖子”技术的攻关与核心竞争力的培育,推动各领域技术方案的落地应用与示范推广,形成一个目标清晰、联动性强、技术创新水平高的双智产业。
(4)助力经济发展和民生改善。通过建设双智试点的示范应用,带动智能技术、应用场景和商业生态融合发展,推进数字产业化和产业数字化,引领数字经济高质量发展,为实体经济提质增效;同时,推动智慧公交、无人驾驶出租车、智慧停车等应用的加速落地,以智慧化的手段缓解城市拥堵、减少安全事故、提升服务体验,改善市民的出行质量。
(5)促进行业标准化工作的推进。在双智试点建设的过程中,逐步形成具有地方特色的建设路径,并结合地方特点与规划需求,开展相应的标准统一化工作,构建涵盖城市智能基础设施、智能网联汽车、车城融合平台、运维及安全监管等内容的标准体系,作为双智协同发展的顶层设计与基础保障,指导双智建设工作的开展。
本研究在亚组识别方法[7]基础之上,直接按照处理组分层,通过分别建立的二分类Logistic模型算出每个患者在不同的处理组下的概率而将患者归为不同的亚组之中,分别找到在两处理组中的获益人群,以及在两组中获益相当的人群,避免了在模型中加入复杂的交互项,计算和操作起来更加简便。当存在亚组相关协变量时,模拟结果显示本研究所提出的方法均保持较为理想的水平(错判率<0.07,正确判断率>0.75,金标准符合率>72%,多分类模型判对率>92%)。
2 双智建设内容
随着双智协同发展工作的推进,各试点城市准确把握双智建设的重点任务,在基础设施智能化升级、车城融合平台搭建、示范应用部署等方面展开了深入研究与探索,逐步形成了富有地方特色的建设标准与规范,取得了较为突出的阶段性成效。而现阶段试点城市开展的双智建设主要可以概括为以下四个方面的内容:
2.1 建设城市智慧基础设施,夯实城市基础底座
试点城市积极推进智能化融合基础设施的建设工作,坚持“充分利旧、集约统筹、共建共享”的建设原则,面向智能网联汽车驾驶和智慧交通管理的场景,实现端感知、网连接、智计算、全数据的建设目标,构建城市泛在感知体系与生命体征指标体系,实现人、车、物、事件等物理要素的数字化,为城市数字底座的搭建提供全量的动静态数据集。
(1)建设智能化基础设施。试点城市大力推动感知设施(摄像头、毫米波雷达、边缘计算单元、路侧通信单元等智能设备)多杆合一、多箱合一、多感合一的新(改、扩)建工作,通过在示范路段和交叉路口统筹部署各类感知终端,采集包括路侧盲区在内的全部道路及通过或驻停车辆的动态与静态信息,提供实时、可靠、安全的边缘端数据融合及AI智算能力,并接入桥梁、隧道、边坡、井盖、地下管线等城市基础设施状态监测信息,实现车端与路端实时信息的互通互联,助力无人驾驶应用安全落地。
(2)建设新型网络设施。双智协同发展对城市网络建设提出了新的要求,推动了通信网、位置网、能源网等新型网络设施的建设与融合,牵引完善了新型网络的覆盖广度与服务质量。深化5G、LET-V2X等现代信息通信网络,提供低时延、大带宽、高可靠的信息通信支持,实现车内网、车际网、车云网三网融合;推动北斗高精度定位服务在试点区域的深化应用,助力高等级的自动驾驶技术落地;建设智能网联化的新型能源网,实现车端需求与能源存量间信息的实时交互,保障新能源供需合理、管理灵活。
2.2 建设车城网平台,构筑城市能力空间
试点城市融合云计算、物联网、孪生建模、仿真推演等先进技术,面向政府、企业、公众等多方主体,打造了标准统一、逻辑一致、开源开放、互通互享的多级车城网平台,强化政务中心、云控平台间的数据共享能力,广泛汇聚动态和静态的车城数据,提升数据的归集与治理能力,为城市治理、交通管理及相关产业发展提供强大的基础支撑[2]。
(1)建设车城孪生数字基底。将城市信息模型(CIM)与智能网联汽车融合,搭建车城全域数字虚拟映像空间,以高精度地图为主体,集车城动静态数据组织、函数模型库、标准参数集、开放应用服务接口于一体,形成有机互联、一体运管的“车城孪生数字基底”,支撑融合和实时呈现物联感知数据。
(2)建设车城平台业务中枢。以车城孪生数字基底为统一的多元数据底座,根据试点城市业务场景的需求,打造易扩展、可操作、松耦合的车城平台业务中枢,实现跨行业、政企间的数据共享和业务数字化。
(3)建设车城能力中台。以车城孪生数字基底为统一的多元数据底座,以车城平台业务中枢为交互统一的信息中枢,打造包含泛在感知能力、交通全要素数字化能力、多元异构数据融合能力、智算能力等核心能力为基本要素的车城大数据分析中台,全方位赋能双智创新和示范场景的应用与落地。
2.3 开展特色孪生应用,打造城市示范标杆
双智协同的布局应当既服务于城市治理,又服务于交通管理,通过智能基础设施建设与车城网平台搭建,面向智能网联汽车开展智慧公交、伴随式服务、智能网联车辆监管、智能泊车等示范应用,加速智能网联车辆落地,提升居民出行生活的效率与便利度;面向智慧城市探索设备设施全生命周期管理、城市交通缓堵保畅、城市道路非现场执法等示范应用,夯实城市智慧化转型发展,进一步提升城市智能化管理水平。
2.3.1 面向智能网联汽车开展示范应用
(1)智慧公交。通过基于智能网联环境下的普通公交和基于车路协同技术下的定制公交试点示范,融合全息感知技术、客流预测技术等,面向多场景下的不同需求,通过最优车速控制、绿波诱导通行、智能发车排班等手段,有效提升公众满意度,提高公交服务能力和城市道路通行能力。
(2)伴随式服务。以App为信息发布终端,采用“线上发布+线下引导”的联动模式,为驾驶车辆提供车道级导航、路网交通态势可视、道路风险研判预警等多种一站式出行服务,最大限度地保障交通安全。
(3)智能网联车辆监管。基于车城网平台的引擎能力,确立“三监测,一协同”的监管手段来指导车辆运行,并监测驾驶员驾驶行为、车辆相关动静态数据及实时运行状况。通过对各类交通事件的感知、上报、回看、分析,建立一套完善的预测与预警机制,降低违规事件数,减少交通事故,提升出行安全感。
(4)智能泊车诱导。在停车场自主发布位置与存量信息的功能基础上,实现停车场场端设备智能化改造升级,基于场端全息感知、高精地图定位等技术,通过停车场电子屏幕或用户终端App,为驾驶员提供停车位路径规划、紧急事件预警播报、反向寻车等辅助信息,能够缓解停车难、寻车难、信息不对等痛点问题,有效优化驾驶员的停车体验。
2.3.2 面向智慧城市开展示范应用
(1)设备设施全生命周期管理。建立设备设施全生命周期管理体系,提升对主要智能化设备(卡口、电警、卡警、视频监控、信号机)的监管能力及运维效率,保证前端采集的数据持续鲜活。依据设备设施管理流程优化与多维度信息分析手段,对设备存在的问题及时预警,有效地延长设备使用寿命,提高市、区两级智慧化、精细化管理能力。
(2)城市交通缓堵保畅。基于车城孪生数字底座感知的实时交通数据,预测短时交通流量超饱和的常发拥堵节点位置,联动相关部委,建立健全信息共享机制,形成一整套拥堵识别、机理分析、信息上云、调控疏散的缓堵保畅决策辅助体系,提高对拥堵疏导的指挥能力,为城市拥堵态势提供可控、可测、可疏导的技术支撑。
(3)城市道路非现场执法。依据车城融合平台,追踪存在涉牌违法、涉证违法、动态违法等问题的违法车辆,构建全路段监控、全过程记录、全链条管理的多维数字化非现场执法体系,实现从人海执法向科技执法的转型,提升交通综合执法管理和服务的效能,加速智慧交通行业治理体系和治理能力的跨越式发展。
2.4 强化规范体系建设,推动行业标准出台
完善智能网联汽车与智慧城市基础设施相关的技术标准体系,推动智能网联汽车在城市中开展测试示范、商业运营的相关法律法规及制度文件的出台,加强各标委会间的交流,形成双智标准常态化工作机制,加速双智标准体系成果孵化。
2.4.1 建立“双智”协同发展政策体系
围绕“双智”协同发展的产业需求,出台支持产业孵化、创新创业、生态建设、人才队伍的配套政策,构建智慧城市基础设施多部门协同共用的机制,明确物联网设施共建共享、数据互联互通等工作要求。
2.4.2 构建“双智”协同发展标准体系
研究制定涵盖车、路、云、网、图,落地应用、运维管理、网络及数据安全等方面的技术指导与标准规范,形成适用于智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展的技术标准体系,指导“双智”协同发展标准化建设工作的开展。
3 结论
双智城市的规划与建设,始终要坚持用发展的眼光,把握整个城市、道路与车辆在当期与未来一段时间内的发展趋势与各类需求,以服务百姓生活、提质政府管理、培育产业生态为主要的建设目标,以解决城市交通痛点问题为引擎,按需拉通各类资源,集中打磨关键技术,保证技术上能创新突破、实际上能落地应用,为城市交通出行服务与管理工作的智慧化转型,提供全面的数字底座支撑。