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中國科學技術大學 陳鋒博士

陳鋒（1966-），江蘇睢寧人，副教授/博士。1986年、1994年分別獲得合肥工業大學計算機應用專業學士和碩士學位。2000年獲得中國科學技術大學信號與信息處理專業博士學位。2000年至今在中國科學技術大學自動化系任教。研究領域包括：交通大數據高效計算與融合、交通知識表示、人工平行交通系統、城市路網的多模式協同優化控制等。主持了國家自然基金、中國科學院知識創新工程項目、省部級科技攻關等多個項目的研發工作，發表論文70余篇，其中，SCI或EI檢索30余篇。獲教育部和中科院科技進步二等獎各一項、省部級科技成果5項、國家發明專利4項和軟件著作權5項。

隨著城市化進程的加快，智能交通產業已進入快速發展期。我國智能交通產業歷經二十多年發展已逐步從探索階段進入實際開發應用階段，但離真正實現交通智能化還有很長的路要走。城市智能交通系統包羅萬象，各子系統間交叉協作，形成了一個復雜巨系統，交通信號控制系統作為其基礎和核心平臺，將在現代城市交通建設中發揮重要作用。本期記者特別采訪了中國科學技術大學陳鋒博士，請他談談對城市交通信號管理系統的認識以及對我國智能交通產業未來發展趨勢的看法。

發展中的智能交通

《自動化博覽》：近年來我國智能交通產業的發展情況如何？與其他國家相比有哪些獨特之處？

陳鋒：我國智能交通的研究與發展起步于二十世紀九十年代末，歷經二十多年發展已初具規模，有智能交通相關企業2000多家，主要為道路監控、流量采集、高速公路收費、3S（GPS、GIS、RS）等廠商和系統集成商。該產業的發展大致可分為三個階段，初期的技術引進、中期吸收與改進、近期的自主創新與趕超。由于我國智能交通產業起步相對較晚，在發展初期主要以引進國外先進技術和標準為主，缺乏自主創新能力。本世紀以來，各級政府對智能交通的建設與研發日益重視，在快速發展的計算機、大數據、物聯網、控制和人工智能等理論與技術的推動下，我國智能交通領域多項產品與技術相繼實現突破，并已得到成功應用。這推動了我國交通運輸行業轉型升級和智能交通產業的發展，逐步形成了智能交通科學創新體系。如今我國智能交通產業已經具有較為完善的生態鏈，在平行交通管控、交通出行誘導、新能源汽車、視頻交通事件檢測等方面已擁有一系列國際領先或先進的技術與產品。在國內智能交通建設中，自主研發的視頻交通監測、交通信號控制、高速公路收費、交通信息服務等系統已占據了主導地位。

作為世界上最大的發展中國家，我國交通具有區域廣闊、地理環境差異大、交通流混合復雜等特點，再加上交通法規和標準不健全、基礎設施建設不完善、交通出行需求量大等問題，較西方發達國家存在一些差異，從國外引進的先進技術與產品難以滿足我國復雜的交通狀況，存在著“水土不服”現象。對此，我們展開產學研合作，通過對國外先進技術消化吸收、改進與提升，研發出了一批具有自主知識產權的技術與產品，拉近了與國外在智能交通領域的差距。

《自動化博覽》：您如何看智能交通的標準化問題？

陳鋒：智能交通的標準化是推動傳統交通向現代交通轉化的主要手段之一，智能交通標準的實施則是衡量智能交通產業發展程度的重要手段。美國、歐洲、日本等西方發達國家和地區，分別建立了智能交通標準化組織，以推動相關產業鏈的發展。我國于2003年正式成立了全國智能運輸系統標準化技術委員會，負責組織實施智能交通系統相關標準的研究與制定工作，目前已經建立了智能運輸系統標準體系，發布了70項國家和行業標準，包括地理信息、電子收費、交通專用短程通信、交通信息服務、交通管理、信息安全、公交智能化和汽車輔助駕駛等。

《自動化博覽》：有觀點認為“智能交通是解決城市交通擁堵的良方”您怎么看？針對日益嚴峻的交通擁堵問題，您認為應從哪些方面來著手解決？

陳鋒：隨著經濟的快速發展以及城鎮化建設的加快，我國機動車數量已超過2.8億輛且仍保持高速增長。為了滿足日益增長的交通出行需求，科學規劃城市道路是最直接的方法，但是存在著周期長、投資大、受多種因素制約等問題，且難以跟上機動車增長的速度。智能交通是現代交通的發展方向及未來趨勢，在保證城市功能正常運轉、有效緩解交通擁堵等方面起著無可取代的作用。

目前我國的交通擁堵已從北京、上海、廣州等特大型城市向省會城市、甚至二三線城市蔓延，嚴重制約著社會與經濟的發展，形勢十分嚴峻。城市交通系統是一個復雜的巨系統，造成交通擁堵的因素很多且相互制約。針對我國的城市交通特點，有效緩解交通擁堵壓力的途徑包括：

（1）統合異構的交通設備與系統，實現智能交通的“智能性”；

（2）研究適應我國復雜交通流的交通模型；

（3）發展BRT等公共交通系統；

（4）形成宏觀與微觀結合的主動控制機制；

（5）構建科學的智能交通頂層體系；

（6）創新應用交通大數據技術。

另外，制定高峰期特定區域的擁堵收費政策、加強交通法規的教育與普及，交通違章記錄與個人誠信機制關聯等措施對交通擁堵的改善也具有積極意義。

車路協同的交通信號控制系統

《自動化博覽》：智能交通的發展跟物聯網緊密相連，智能交通是交通的物聯化體現，請您談談物聯網技術在智能交通領域的應用？

陳鋒：物聯網作為新一代信息技術的重要組成部分，是互聯網的拓展。物聯網通過人-人、人-物、物-物和網絡之間的互連，進行信息獲取、交換和融合，實現管理、控制、營運的一體化。城市交通是由人、車、路、環境等組成的復雜系統，形成了一種高維、泛在的物聯網，隨著感知、通信、智能控制、大數據、云計算等技術的發展，智能交通產業迎來新的發展機遇。目前，車-車通信和車聯網技術已經成為智能交通的熱點研究領域，通過對路側系統、智能車和車聯網等交通物聯網關鍵技術的攻關，車路協同的交通安全控制將引入并應用于城市交通的管理與調控，從而改變現有的交通管控模式。另外，交通物聯網的應用不僅使交通出行的個性化定制服務成為可能，而且使得整個城市交通系統成為一個高效、協調和優化運行的整體。

《自動化博覽》：城市交通流感知與信息獲取是交通信息系統中非常重要的一部分，目前我國在信息感知、采集方面的技術發展水平如何？與其他國家相比是否存在差距？

陳鋒：隨著我國智能交通的快速發展，城市交通流采集與信息獲取技術與產品作為交通管控的重要基礎也取得了全面進展，從傳統的地感線圈、雷達信息采集，發展到視頻流量采集、FCD技術、地磁感知和RFID等固定式或移動式信息獲取，上述交通感知裝置與算法結合，能夠獲取截面的流量、車型、車頭時距、轉向比等交通流參數，以及運動軌跡、排隊長度等線段數據，從而為交通信號控制、交通管理和誘導提供必要信息。

但是，交通流感知的核心技術還與國外存在一定差距，地磁傳感器及其內置天線、雷達等依然依賴國外技術和產品。比如在雷達交通流檢測中，德國已經有較為成熟的正向測試雷達，可同時實現多條道路的交通流檢測，而國內仍以側向雷達檢測模式為主。

《自動化博覽》：交通信號控制系統是智能交通管理系統中的重要基礎應用，請您介紹一下我國交通信號控制方面的發展情況及未來發展方向。

陳鋒：城市交通信號控制系統是智能交通的主要組成部分之一，是智能交通發展程度的直接體現，發展程度的直接體現，它通過單點、干線和區域協調等模式，根據交通模型進行優化配時，提高交通通行能力、降低車均延誤和停車次數，實現路網交通流的優化調控。本世紀初至2010年左右，我國的交通控制主要使用國外的控制系統如SCOOT、SCATS等。近年來，我國交通信號控制的研究和開發取得了較大的進展，出現了青島海信、北京易華錄和南京萊斯等國產的交通信號控制系統，中國科學院自動化研究所王飛躍研究員技術團隊研發的平行管控系統——一種新興的交通信號控制系統，如今已成功應用，并在業內引起了廣泛關注。

隨著智能車和路測系統等技術的發展，車路協同的交通信號控制將成為今后的發展方向。城市智能交通系統由公交子系統、出租車子系統、軌道交通子系統、專車子系統（如神州專車、滴滴打車等）和社會車輛子系統等組成，各交通子系統間存在著復雜的耦合關系，一個交通子系統的規劃、建設和運營需考慮其他子系統，因此，協同式智能交通系統是通過各交通子系統的協作運行，來實現對城市交通系統的全局優化管理與調控。協同式智能交通系統對各交通子系統建設的決策與運營管理，居民出行方式的選擇與改變，大型活動協同調度與疏散、災害情況下的應急處理等都將發揮重要作用。

新技術帶動智能交通實現創新發展

《自動化博覽》：隨著我國城市化進程的加快，智能交通步入快速發展期，您認為目前我國發展智能交通產業亟待解決或改進的關鍵問題有哪些？應如何應對？

陳鋒：我國的智能交通產業目前正處于快速發展期，雖已初具規模，擁有2000余家相關企業和一系列具有自主知識產權的產品，但同時，存在的問題也較為明顯：我國的智能交通企業雖多，但是發展良莠不齊，有影響力特別是具有國際影響的企業不多；技術與產品主要應用在國內市場，國外市場亟需開拓；先進技術成果轉化為產品的周期較長；產品種類較多但標準不統一，導致存在較嚴重的信息盲點狀況。如上等因素正制約著我國城市智能交通的可持續發展。

希望通過以下途徑解決：

（1）針對智能交通的多學科與技術交叉特點，相關機構之間加強合作交流，不斷完善智能交通領域的國家標準、行業標準；

（2）本著優勝劣汰的原則，整合智能交通產業資源，著力打造有影響力的智能交通知名企業和產品品牌；

（3）促進產學研合作，提升我國智能交通企業的科技創新能力，增強技術與產品的國際競爭力。

《自動化博覽》：如今物聯網、云計算、大數據等新一代信息技術迅猛發展，這將給智能交通行業帶來哪些新機會？您如何看“十三五”期間我國智能交通的發展方向？

陳鋒：目前的智能交通建立在傳統的交通流理論和交通工程學基礎上，由于交通參數如OD、延誤等難以獲取，交通管理與控制主要依賴交通領域經驗和交通流調查數據，無法準確描述交通行為與特性。物聯網、大數據與云計算技術的迅猛發展為解決交通擁堵、安全和污染問題提供了有效途徑，同時也為智能交通行業帶來了新的機遇，具體表現在：

（1）車聯網是物聯網的重要組成部分，智能車、車-車通信、車-基礎設施通信、5G網絡等關鍵技術的攻關與應用，將帶動智能交通產業變革；

（2）智能車和無人駕駛等技術的應用，將改變交通流特性，催生新的交通規劃、管理、控制與服務技術，促進車路協同技術與產品的研制；

（3）交通大數據的挖掘，將發現蘊含其中的交通規律、顯式與隱式知識，可能顛覆現有的交通流理論體系，帶動智能交通技術的創新發展。

“十三五”規劃強調必須牢固樹立并切實貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，這為中國未來五年經濟社會發展指明了方向。智能交通系統作為我國交通科技領域重點支持和發展的項目之一，是現代化交通建設中不容忽視的一部分，將在“十三五”期間發揮重要作用。綱要明確指出：以解決我國綜合運輸效能低下、公眾出行不便、交通安全態勢嚴峻、交通能耗高、交通服務水平落后等迫切問題為導向，面向應用需求，創新引領，推動智能交通產業持續發展。“十三五”期間，我國智能交通產業將在城市智能交通的頂層設計與系統協同，交通大數據的高效計算、數據挖掘與創新應用，出行的個性化定制與多模式服務，車路協同的交通管控，新能源智能車，城市交通生態系統與綠色控制等方面實現創新發展。

摘自《自動化博覽》2016年7月刊