发展智能交通，信号管理系统亟待突破

本刊记者/曹银平



发展智能交通，信号管理系统亟待突破

本刊记者/曹银平

朱凤华，博士，1998年7月毕业于山东大学计算机系，获学士学位；2001年3月毕业于上海交通大学计算机系，获硕士学位；2008年6月毕业于中国科学院自动化研究所，获工学博士学位。从2001年11月起，一直在中国科学院自动化研究所工作，历任研实员、助理研究员、高级工程师。2011年参与筹建中科院云计算中心（东莞），并担任中科院云计算中心自动化所东莞研究院副院长。

在智能交通系统领域有长期的工作积累，相关研究成果已在苏州、广州等城市交通的控制与管理中取得了重大效果，作为技术负责人起草完成了城市交通信号控制领域的核心国家标准GB/T 20999《交通信号控制器与上位机间通信协议》。研究和应用工作长期得到973、863、自然科学基金、中科院知识创新工程等支持，主持一项国家自然科学基金项目。所获奖励包括北京市科技进步二等奖（2004）、公安部科技进步三等奖（2010）、中国自动化学会技术发明一等奖（2011），2010年获得北京市优秀青年工程师称号。至今已发表20余篇国际期刊论文和60余篇国际会议论文，国内发明专利授权10余项。

2015年我国城市智能交通市场规模保持了高速增长态势，特别是随着新型城镇化建设的推进和智慧城市相关政策的落实，我国智能交通产业迎来了更大的发展空间。城市交通信号管理系统是现代城市交通控制的主要手段，也是整个智能交通系统中的基础和核心平台，其将在未来我国智能交通的发展中占据十分重要的位置。本期记者特别采访了中国科学院自动化研究所朱凤华博士，与他探讨智能交通产业及城市交通信号管理系统的未来发展。

《自动化博览》：请您谈一谈智能交通产业目前的发展情况？

朱凤华：国外的智能交通产业发展，侧重于新技术的研发与应用，关注交通安全、可靠与便捷性，尤其以下几个方向发展迅速：（1）以车路、车车通信为核心的车联网和车路协同，在世界范围内得到广泛关注的无人驾驶技术是推动这个领域发展的主要动力之一；（2）以Uber、滴滴打车为代表的“互联网+交通”技术；（3）基于大数据分析的居民交通行为分析，及基于个性化数据的管理措施优化技术等。

而国内智能交通产品的发展，除了包括以上国际热点技术以外，还形成了一些具有中国特色的技术，其中智能停车和综合一体化大交通是目前国内发展尤为突出的两个领域。

“停车难”已经成为制约国内城市发展的主要因素之一，而城市交通缺乏统一管理，各部门权利互相重合，使得停车问题成为交通管理中最为棘手的问题。虽然目前还没有智能停车完善的解决方案，但从最新市场数据来看，我国智能停车领域孕育着巨大的市场和商机。ETCP停车获得A轮融资5000万美元，堪称当时行业最大融资单。2016年2月，亿车科技获腾讯等共同参投的8000万元A轮融资，其旗下包括路边停车管理运营“泊云”和停车场运营项目“蜜蜂停车”，相信在资金的支持下我国智能停车将会持续稳定发展。

另外，国内近几年在城市交通基础设施方面的投入很大，建设了一批综合性的大型交通枢纽，围绕这些交通枢纽的综合一体化大交通体系化建设也得到了很大发展，在应用规模和复杂程度上已走在了世界前列。

《自动化博览》：我国智能交通产业正驶入快速发展期，基于此您认为哪些自动化技术将会得到进一步发展？

朱凤华：自动化技术在智能交通产业的发展过程中起到了非常重要的作用，而智能交通产业的快速发展，也将极大地促进自动化技术的发展。基于智能交通产业的发展需求，我认为下面这些自动化技术将会得到进一步发展：

（1）单一来源的数据采集和传感技术向多源数据融合的环境感知技术拓展。城市交通中已经应用了大量的传感器和数据采集技术，但应用的结果并不令人满意，这对采集数据的精度和及时性方面都提出了新的需求，如何充分发挥现有采集设备的能力，实现多种采集的设备之间优势互补，共同构建多源数据融合的环境感知系统，是未来发展方向之一。

（2）物理世界和虚拟世界互相融合，二者共同形成新一代智能交通控制技术的基础平台。模拟仿真、虚拟现实等技术在交通管理方案制定中发挥了重要作用，虚拟货币在智能交通交易支付中已经得到应用并显示了巨大潜力，这些都说明以互联网为代表的虚拟世界已经成为城市交通系统的基本构成要素，这将为新一代的智能交通控制技术提供新的机遇和挑战。

（3）深度学习、知识发现、人工智能等技术将在智能交通系统中得到广泛应用，更多依靠人来完成的工作将被电脑所取代，尤其是以知识的获取、分析、学习为核心的知识自动化很可能孕育出新的行业。

《自动化博览》：城市交通信号管理系统是现代城市交通控制的主要手段，也是整个智能交通系统中的基础和核心平台，目前我国的技术发展水平如何？与国外是否还存在差距？

朱凤华：目前我国与国外在城市交通信号管理系统领域的水平差距不大。从整个智能交通的范围来看，就应用软件和系统层面来说，国内的技术水平与国外差距也不大，反而在应用规模和复杂程度上往往超出国外。以系统规模为例，几百个路口，上亿元的系统应用规模，在国内很常见，而国外一般很少有如此大的应用规模。国内近几年城市化进程发展非常迅速，机动车保有量激增，造成了目前国内城市人多车多的普遍现象，但是国内居民的交通守法意识还没有建立起来，不遵守交通法规的现象时有发生。可以说，中国的交通问题在规模和复杂程度上，远是其他国家所不及的。

2000年以前我国主要从国外引进城市交通信号管理系统，之后，国内系统开始逐渐取代国外系统，到2010年左右，新增的系统基本以国内系统为主。但是近几年，国内在城市交通信号管理系统方面的进展不大。一是城市交通信号管理系统目前最关心的是如何解决交通严重拥堵的问题，而实际上交通需求和供给之间的矛盾往往是刚性的，没有调节的余地。二是国内的交通信号系统建设目前还主要是由政府引导和投资，相对来说不够开放，这导致在创新性和发展方面可能会受到一些限制。

《自动化博览》：您认为我国城市交通信号管理系统未来的发展方向是什么？

朱凤华：从未来发展方向看，可靠及时的信息采集和大范围内多种控制手段相结合的控制技术是两个重要方向。目前交通信号管理系统面临的瓶颈主要是缺少可靠及时的信息采集技术，信息采集是交通信号管理的基础，信息采集的不足会严重制约我国智能交通产业的未来发展。虽然视频分析技术一直被寄予厚望，并已经得到广泛应用，但在信号控制方面，还远远达不到预期效果，未来还有很大的提升空间，同时单个路口、单条线路的调节能力有限，信号控制需要在更大范围内统一规划，更要和诱导、抓拍、监控等手段相结合。

目前新一代信息技术发展日新月异，特别是无人驾驶等新技术的应用，会给智能交通产业带来革命性的发展。另外，随着智能手机的广泛应用，城市交通的内涵和外延也在不断发生变化，各种管理系统之间的界限开始消失，已经很少看到单纯意义上的交通信号管理系统，相互融合成为城市交通信号管理系统未来的发展方向之一。

《自动化博览》：在我国智能交通发展的过程中，是否遇到一些挑战？您认为目前我国智能交通发展需要解决的关键问题有哪些？应该从哪方面着手解决？

朱凤华：智能交通在一定程度上来讲还不是非常成熟的行业，此前我国一直处于探索学习阶段，遇到一些挑战是必然的。目前我国的智能交通产业已从探索阶段进入实际开发和应用阶段，但还有以下三方面问题亟待解决：

（1）进一步开放市场，让更多企业可以参与进来。目前国内的智能交通项目，大部分采用政府立项的方式进行，政府对项目的主导作用太强，造成市场不够开放，这是造成国内企业创新不够的主要因素。

（2）推动标准化工作的进展，实现城市间互联互通。国内大部分城市已经完成了智能交通初期建设，系统本身扩展的余地已相当有限，如果能在城市之间实现互联互通，将会迎来非常大的增长空间。如今在珠三角、长三角等区域内部联系非常密切的地区，建立城市之间交通系统互联互通的计划已经开始着手实施。

（3）进一步推动人才教育体系的建设。虽然近几年交通行业教育体系得到了很大发展，很多高校纷纷成立了交通学院，但智能交通行业的人才仍然十分匮乏。目前国内智能交通行业的研究人员还主要来源于交通工程、汽车动力学等领域，自动化、智能控制等领域的人员参与远远不够，这也是目前限制智能交通应用进一步发展的主要因素之一。