“人工智能+汽車”的典型場(chǎng)景之智能出行

智能出行指通過先進(jìn)的信息通信技術(shù)、電子控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，將傳統(tǒng)交通運(yùn)輸業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合，利用導(dǎo)航定位、高精度地圖等技術(shù)，構(gòu)建出行工具、道路和使用者之間的交互關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化。智能出行的主要應(yīng)用包括交通信息采集與傳輸、道路資源優(yōu)化利用、智能交通信號(hào)控制、車輛導(dǎo)航與信息服務(wù)以及智能公共交通系統(tǒng)等方面。

當(dāng)前，智能出行的分類主要有兩種方式：一是根據(jù)適用場(chǎng)景分類，二是根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域分類（見圖1）。根據(jù)適用場(chǎng)景，智能出行可分為城市智能出行和城際智能出行。城市智能出行側(cè)重解決城市內(nèi)部的交通問題，如公共交通和共享汽車等；城際智能出行則主要聚焦跨城交通問題，例如，高速公路上的智能駕駛等。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，智能出行可以分為智能公交出行、智能地鐵出行、智能汽車出行等不同形式。本節(jié)重點(diǎn)探討智能網(wǎng)聯(lián)汽車出行的應(yīng)用形態(tài)。

一、智能出行的發(fā)展歷程

前沿技術(shù)的發(fā)展、政策支持和市場(chǎng)需求共同推動(dòng)了智能出行的快速發(fā)展。在技術(shù)方面，5G、大數(shù)據(jù)和人工智能等新興技術(shù)的應(yīng)用為智能出行的落地提供了關(guān)鍵支撐。5G網(wǎng)絡(luò)以其高速傳輸、低延遲和高可靠性，確保了車聯(lián)網(wǎng)通信和自動(dòng)駕駛的即時(shí)響應(yīng)；大數(shù)據(jù)與云計(jì)算為智能出行提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和實(shí)時(shí)路況更新支持，實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市交通流量的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，為出行規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)；人工智能算法通過深度學(xué)習(xí)了解用戶的出行需求和行為模式，推動(dòng)了自動(dòng)駕駛技術(shù)的成熟與普及。

在政策方面，國(guó)家相繼出臺(tái)了一系列政策和規(guī)劃，旨在為智能出行領(lǐng)域提供有力的政策支持和明確的方向指引。在發(fā)展規(guī)劃層面，發(fā)布了《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》《關(guān)于支持建設(shè)新一代人工智能示范應(yīng)用場(chǎng)景的通知》《“數(shù)據(jù)要素 × ；三年行動(dòng)計(jì)劃（2024—2026年）》等政策文件。在產(chǎn)業(yè)管理層面，推出了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理指南（試行）》《自動(dòng)駕駛汽車運(yùn)輸安全服務(wù)指南（試行）》等規(guī)范性文件，設(shè)定了無人駕駛汽車在市場(chǎng)準(zhǔn)入、應(yīng)用場(chǎng)景和安全保障等方面的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。此外，政府還加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資，滿足智能出行對(duì)外部環(huán)境的高要求。

在市場(chǎng)需求方面，消費(fèi)者對(duì)便捷、個(gè)性化、高效和安全出行方式的需求不斷增長(zhǎng)，推動(dòng)了智能出行模式的創(chuàng)新和發(fā)展。同時(shí)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，低碳出行越來越受到關(guān)注。智能出行通過優(yōu)化交通資源配置，減少能源消耗和環(huán)境污染，契合了綠色出行的理念。

二、智能出行的典型應(yīng)用場(chǎng)景

（一）車輛導(dǎo)航與信息服務(wù)

智能出行的典型應(yīng)用案例之一是車路協(xié)同系統(tǒng)。以“智行淄博”車路協(xié)同系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)通過安裝物聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)和交通信號(hào)數(shù)據(jù)采集器，并借助“物聯(lián)網(wǎng) + 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了人、車、路、交通信號(hào)之間的連接，實(shí)現(xiàn)了“感一聯(lián)一算一控”一體化運(yùn)作①。在道路通行態(tài)勢(shì)預(yù)判和車速引導(dǎo)方面，該系統(tǒng)基于車輛的位置、速度、方向以及前方路口的信號(hào)燈方案，計(jì)算出車輛在綠燈時(shí)段到達(dá)前方路口的最佳速度范圍，然后通過“智行淄博”App的語(yǔ)音提示和圖像展示，將該信息傳遞給駕駛員，使其提前調(diào)整車速，確保在綠燈時(shí)順利通過路口，從而優(yōu)化通行效率并減少等待時(shí)間 ②

圖1智能出行的分類

資料來源：作者整理

該系統(tǒng)依托車路協(xié)同技術(shù)，能夠精準(zhǔn)配置不同路段和時(shí)段的綠波帶，實(shí)現(xiàn)一鍵式遙感綠波提速服務(wù)。駕駛員只需設(shè)置信號(hào)周期、綠波時(shí)長(zhǎng)、通行車速等參數(shù)，即可在物聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)控制的路段上享受連續(xù)綠波通行服務(wù)，最大限度減少交通延誤。

在交通信息服務(wù)方面，該系統(tǒng)基于高德地圖，將道路交通態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)在手機(jī)App中，便于駕駛員隨時(shí)調(diào)整出行路線，快速、安全地行駛。這種實(shí)時(shí)提供的交通信息，使駕駛員能夠做出更加合理的路線選擇，避開擁堵路段，提高出行效率。

（二）智能公共交通系統(tǒng)

智能公共交通系統(tǒng)以乘客為中心，通過智能化調(diào)度、服務(wù)和管理，提升公共交通的運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量?，F(xiàn)有的成功案例包括湖南省長(zhǎng)沙市成功部署的基于蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術(shù)的智能公交示范項(xiàng)目，2021年已在315路、3路和9路智慧公交線路上實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。其使用的智能公共交通系統(tǒng)集成了公交優(yōu)先控制、交通信號(hào)燈透?jìng)鞯认冗M(jìn)功能，每日可為大約3萬(wàn)名乘客提供便捷服務(wù)。公交優(yōu)先場(chǎng)景2021年已覆蓋2072輛公交車和全市76條公交線路，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；虡I(yè)運(yùn)營(yíng)①。

在交通信號(hào)燈透?jìng)鞣矫?，智能網(wǎng)聯(lián)公交車能夠接收路側(cè)設(shè)備廣播的交通信號(hào)燈信息，并通過車尾顯示屏實(shí)時(shí)展示，有效避免了公交車體遮擋導(dǎo)致的后車視線受阻問題。此外，在公交優(yōu)先機(jī)制下，公交車可以向智能路口傳輸車輛實(shí)時(shí)位置、速度、載客量和準(zhǔn)點(diǎn)情況等關(guān)鍵數(shù)據(jù)?；谶@些數(shù)據(jù)，路側(cè)智能計(jì)算設(shè)備動(dòng)態(tài)生成公交信號(hào)優(yōu)先方案，通過靈活調(diào)整紅綠燈時(shí)長(zhǎng)（如縮短紅燈時(shí)間、延長(zhǎng)綠燈時(shí)間）來確保公交車的優(yōu)先通行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，公交優(yōu)先功能顯著提升了線路運(yùn)行效率，優(yōu)先線路的通行效率提高了 20% 。截至2021年，該項(xiàng)目已累計(jì)為200萬(wàn)名市民提供出行服務(wù)，其中信號(hào)優(yōu)先線路每天為約2萬(wàn)名市民的日常通勤提供便利。

（三）道路資源優(yōu)化利用

人工智能通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、智能控制及跨部門協(xié)作等技術(shù)手段，有效優(yōu)化了道路資源利用，提升了交通效率和用戶體驗(yàn)。為進(jìn)一步改善蕪湖城區(qū)的道路通行環(huán)境，提高主次干道的通行效率，安徽省蕪湖市交警支隊(duì)的“智慧交通”團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮SCTAS信號(hào)控制系統(tǒng)在調(diào)控和均衡城市交通負(fù)荷方面的作用，采用“以時(shí)間換空間”的方式，成功上線了8條“綠波干道”，其中包括長(zhǎng)江路、神山路兩條總長(zhǎng)22.7公里的超長(zhǎng)雙向“綠波走廊” ② 。

“綠波干道”系統(tǒng)根據(jù)城區(qū)交通潮汐變化的規(guī)律，整合交警部門的卡口、車輛檢測(cè)、線圈等前端感知設(shè)備數(shù)據(jù)與“互聯(lián)網(wǎng) + 交通”大數(shù)據(jù)，在不改變?cè)蟹判蟹绞降那疤嵯拢ㄟ^優(yōu)化路口配時(shí)和相位參數(shù)，減少雙向停車次數(shù)和行程時(shí)間，提高通行效率，確保實(shí)現(xiàn)高峰時(shí)段通行效率提升、平峰時(shí)段“最多等一次”的目標(biāo)。運(yùn)行該系統(tǒng)后，蕪湖市城區(qū)干道的通行能力顯著提升。實(shí)地測(cè)試及交通大數(shù)據(jù)比對(duì)顯示，平均車速提升了 45.60% ，區(qū)域擁堵指數(shù)下降了 12.36% ，停車次數(shù)減少了 89.10% 。此外，由于車輛行駛更加順暢，怠速時(shí)間減少，尾氣排放也得到有效控制，進(jìn)一步改善了城市空氣質(zhì)量。

三、智能出行的未來發(fā)展趨勢(shì)

（一）車聯(lián)網(wǎng)與車路協(xié)同

車聯(lián)網(wǎng)是一種通過無線通信技術(shù)將車輛與周圍環(huán)境緊密連接的技術(shù)，包括車輛與其他車輛、道路設(shè)施、行人甚至云端平臺(tái)的互聯(lián)互通，構(gòu)建出一個(gè)高度智能化的交通網(wǎng)絡(luò)（見圖2）。它通過多種通信模式［如車與車（V2V）、車與基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）、車與行人（V2P）、車與網(wǎng)絡(luò)（V2N）等］實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息共享和交互。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠顯著提升行車安全，緩解交通擁堵，并優(yōu)化出行效率。

車路協(xié)同，作為車聯(lián)網(wǎng)的一種深入應(yīng)用，著重于車輛與道路設(shè)施之間的深度協(xié)作。除了車輛之間的信息互通，車路協(xié)同還與交通信號(hào)燈、路標(biāo)等設(shè)施形成雙向信息交流，構(gòu)建一個(gè)高效、響應(yīng)迅速的道路交通環(huán)境。例如，車輛在接近紅燈時(shí)，會(huì)接收到來自基礎(chǔ)設(shè)施的提示信息，從而提前調(diào)整行駛狀態(tài)，進(jìn)一步優(yōu)化行駛效率。

基于車聯(lián)網(wǎng)和車路協(xié)同的智能出行將大大拓展應(yīng)用場(chǎng)景。在車輛端，車聯(lián)網(wǎng)將助力 L2/L2+ 、L3/L4級(jí)別智能網(wǎng)聯(lián)汽車，通過車路云一體化提升車輛的智能化水平，并在特定場(chǎng)景下推動(dòng)高等級(jí)自動(dòng)駕駛的應(yīng)用，如港口自動(dòng)駕駛、礦山自動(dòng)駕駛等。在交通與城市端，車聯(lián)網(wǎng)將賦能交通管理、城市出行和物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，提升城市交通管理的效率和出行的便捷性。同時(shí)，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還將推動(dòng)現(xiàn)有停車產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化改造，盤活車位資源，緩解“停車難”的問題，增強(qiáng)城市靜態(tài)交通治理能力。

圖2車聯(lián)網(wǎng)由多端構(gòu)成

資料來源：作者整理

（二）大數(shù)據(jù)解決方案

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的日益成熟和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷擴(kuò)展，智能出行正在逐步構(gòu)建以數(shù)據(jù)為核心驅(qū)動(dòng)的新型出行生態(tài)系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠深度挖掘出行數(shù)據(jù)中的價(jià)值信息，如用戶出行習(xí)慣、交通流量分布、道路擁堵情況等，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的市場(chǎng)預(yù)測(cè)和資源配置。通過數(shù)據(jù)分析，企業(yè)可以優(yōu)化出行路線、提升車輛調(diào)度效率，并改善用戶的出行體驗(yàn)，從而增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

隨著智慧出行大數(shù)據(jù)的不斷豐富，其在跨行業(yè)的數(shù)據(jù)共享與協(xié)同上的優(yōu)勢(shì)也逐漸顯現(xiàn)。例如，城市規(guī)劃部門可以與出行企業(yè)共享交通流量數(shù)據(jù)，優(yōu)化城市交通布局；旅游行業(yè)可以與出行企業(yè)共享旅游資源信息，提供一站式出行和旅游服務(wù)?？缧袠I(yè)的數(shù)據(jù)共享與協(xié)作不僅提高了數(shù)據(jù)資源的利用效率，還推動(dòng)了出行行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。

（三）綠色出行系統(tǒng)

智能出行推動(dòng)綠色出行系統(tǒng)發(fā)展的方式，主要體現(xiàn)在技術(shù)的深度融合與系統(tǒng)的全面構(gòu)建上。從技術(shù)角度來看，自動(dòng)駕駛技術(shù)與智能能源管理系統(tǒng)的結(jié)合將帶來革命性變革。這種融合不僅可以實(shí)現(xiàn)行駛路徑和動(dòng)力控制的精準(zhǔn)優(yōu)化，還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、分析并優(yōu)化車載能源系統(tǒng)，從而使能源的利用效率最大化。這意味著未來的車輛將更加智能地規(guī)劃行駛路線，避免擁堵和無效行駛，在動(dòng)力控制上實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的管理，減少能源浪費(fèi)。

此外，智能交通系統(tǒng)的建設(shè)以及新能源汽車的普及與智能化也是推動(dòng)綠色出行的重要力量。智能交通系統(tǒng)通過綜合優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)輸工具等，有效提升出行效率，減少交通擁堵與排放。與此同時(shí)，新能源汽車的普及和智能化進(jìn)一步提高了能源利用效率，降低了對(duì)化石燃料的依賴。智能化技術(shù)在新能源汽車中的應(yīng)用，如智能駕駛輔助系統(tǒng)和智能能源管理系統(tǒng)，使新能源汽車在性能、續(xù)航和舒適性等方面取得了顯著進(jìn)步。

（本文節(jié)選自《人工智能 + 汽車》一書，中國(guó)發(fā)展出版社，2015年7月第1版，有刪改）