新型智慧城市如何实现交通智慧
石菲
在智慧城市建设中，智能交通可谓是与市民生活息息相关的一大领域。随着5G、物联网、人工智能等技术地不断发展，智能交通领域一直在快速发展。未来，在交通领域，智慧城市会呈现哪些智慧场景？自动驾驶究竟离人们的生活还有多远？又有哪些技术会成为智慧交通的关键驱动力？
本刊记者采访到IEEE高级会员，香港科技大学智能驾驶中心主任、机器人与自主系统领域主任刘明，IEEE高级会员，河海大学教授、物联网工程研究所所长韩光洁，IEEE高级会员、北京交通大学计算机与信息技术学院副院长李 东教授，三位专家就自动驾驶和智能交通的未来发展方向分别进行了阐述，为我们展现出智慧交通领域的崭新画卷。
智能网联车先行区开始试点
2021年4月10日，北京市政府正式批复《北京市智能网联汽车政策先行区总体实施方案》，同意依托高级别自动驾驶示范区设立北京市智能网联汽车政策先行区。
政策先行区实施范围包括亦庄新城225平方公里规划范围及大兴国际机场，涵盖城市道路、快速路、高速路等多场景，6条高速、快速路将逐步开放自动驾驶测试。同时，政策先行区也将逐步尝试安全员撤出自动驾驶车辆。
政策先行区获批一个月内，已为多家企业的112辆车发放先行区道路测试通知书，在乘用车早晚高峰与夜间道路测试等方面实现突破。为了给车辆测试提供更大的便利性，在颁发牌照的同时，政策先行区还即将出台更有利于企业发展、产业场景应用的政策。
比如在北京京台高速五环至六环段双向10公里，完成智能化基础设施建设，研究出台《高速公路与快速路测试管理实施细则》来支持全国首个以车路协同理念的高级别自动驾驶高速公路的示范运行。以及研究出台《无人化测试管理实施细则》来鼓励新的商业模式探索。
自动驾驶描绘新画卷
自动驾驶是一种基于深度学习的智能驾驶技术，通过对自然语音识别、图像识别和自动驾驶算法进行模型训练后，对自动驾驶进行测试和修正。尽管自动驾驶技术还不十分成熟，不能代替人工驾驶。但自动驾驶在很多领域可以起到辅助作用，比如在高速公路匀速行驶时、在堵车时以及在泊车时都可以进行自动驾驶的尝试。
未来，自动驾驶技术足以替代人工驾驶时，自动驾驶可以极大地提高交通效率和安全性，降低人们在出行时遇到危险的几率，大大减少交通事故，减少道路交通拥堵状况的出现，降低交通事故造成的人员伤亡和财产损失。
随着电动车产业的快速发展，以及自动驾驶技术与车联网的应用不断拓展。智能交通领域不断爆发出新的应用趋势和方向。
IEEE高级会员，香港科技大学智能驾驶中心主任、机器人与自主系统领域主任刘明认为现阶段，自动驾驶技术会主要在低速场景下使用，如载物无人车在物流区，生产产区，仓储企业等场景。他表示：“我对无人车在物流行业，以及工业场景的发展是比较看好的。
一方面，随着物流需求的不断增长，无人系统的应用可以解决未来物流行业的劳动力缺口问题。而工业场景中的应用由于具有明确的工作流程，可以由明确的设备投入产出指标来不断提升性价比。除此之外，在疫情防控时期，将无人驾驶技术运用在无接触配送上，也起到了非常关键的作用，如送餐、以及生鲜蔬果的配送运输，都可以实现点到点无接触的部署。其他疫情防控应用如消毒防疫喷洒工作，也能通过无人驾驶技术轻易实现。”
刘明认为，在保证“无人”这一条件下，无人车在将来还可以拓展很多的各类不同应用，如零售无人车、消防无人车、广告无人车等。未来，自动驾驶和车联网会在物流（快递、餐饮）配送和扫地机器人等低行驶速度的应用上率先落地，且逐步拓展到更复杂的场景。
人工智能提升智慧驱动力
刘明还认为人工智能可以帮助解决自动驾驶和车联网中的关键问题，从而加速两者的应用速度。人工智能技术在自动驾驶领域已经愈发成熟，在障碍物感知和预测上带来了突破性的进展。在车联网方面，5G技術的应用使得车辆之间、车辆与设施之间的实时通信成为了可能。与单车智能相比，车联网的应用能大大提高无人驾驶的安全性和性价比。
而人工智能不仅在城市道路设计、交通管理、车流量分析等诸多方面都有帮助。除此之外，人工智能还可以助力自动驾驶的发展。随着技术的逐渐成熟和落地，自动驾驶能有助于提高道路的使用效率以及乘车安全性。
IEEE高级会员，河海大学教授、物联网工程研究所所长韩光洁认为，现阶段的智慧城市发展同步于“数据驱动”技术，其中人工智能是提升驱动力的关键，已被初步用于智慧交通、智慧医疗、智能通信等系统，用以提升部分城市民生关键问题的解决效率。他表示，随着人工智能技术的深入推广和研究，尤其是在机器具备强健的知识学习与推理能力之后，AI技术将由类脑向智脑蜕变并逐步“进化”。更强的感知、分析、联想与推理能力将进一步帮助完成互联网和物联网等多源信息融合，从而形成更为实时的信息交互，便于知识传导、学习与重定义。进而赋能互联城市原型设计、智慧政务管理、智慧用电管理、自动驾驶运行优化、基础设施运维预测等方向，更好地助力未来智慧城市的发展。
无线传感器助力智慧交通
此外，随着5G和物联网设备的进一步普及应用，无线传感器在交通基础设施监测方面也大有可为。
IEEE高级会员、北京交通大学计算机与信息技术学院副院长李 东教授表示，“无线传感器技术，可以有效监测桥梁等交通基础设施的物理状况，并能为交通系统提供进一步分析决策的实时信息，提高交通网络的流通效率。”
“无线传感器设备，也称为无线传感器节点， 它的基本组成模块包含传感单元、处理单元、无线通信单元以及电源单元。根据具体的应用需求，节点还可以包含额外的辅助元件，例如附加存储器及驱动单元。”李 东教授介绍道。
传感单元可以包括一个或多个传感器，用于获取所需的物理现象数据，如温度、湿度、压力和加速度等;传感器收集到的模拟信号，通过信号调理单元中的模拟数字转换器（Analog-to-digitalconverter，ADC）转换为数字信号，从而进行进一步的分析处理;而处理单元是无线传感器节点的主控制器，负责管理传感单元和无线通信单元，通常由具有处理和数据存储能力的车载计算机（即微控制器单元）组成。
“在监测桥梁时，我们应用大量的传感器节点构建一个无线传感器网络。”李 东教授进一步解释道，“无线传感器网络（wirelesssensors network， WSN）可以通过数据采集子系统（收集关键的信息数据）、控制和数据分析子系统（处理收集到的数据，帮助交通系统进行决策），以及通信子系统（通过无线链路实现无线传感器节点之间的通信）共同发挥作用，使得未来交通系统更加高效及安全。”
除了可以监测桥梁的健康状况以外，无线传感器技术还能帮助我们对交通状况进行分析和决策，助力智慧交通。李 东博士表示：“在城市交通中，无线传感器收集到的数据，可以用在对不同路段交通量的预估上，为智慧交通系统提供有用的分析决策信息，从而提高交通流通的效率。“例如，智慧交通系统可以与手机短信服务相结合，利用无线传感器收集到的数据，提醒用户交通拥堵的情况;还可以结合地理信息系统，帮助政府高效地管理交通和规划交通网络的扩展。”
此外， 无线传感器还可以帮助应对偏远地区的紧急情况。IEEE高级会员Aiyappan Pillai解释说：“如果在偏远地区出现紧急的情况，而由于交通拥堵无法联系到附近的支援服务，在这种情况下，可以通过附近的无线传感器连接自动触发应急车辆，将事发现场的详细位置信息第一时间共享到附近的救急服务。”
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