文|硬科技星球

2022年9月，時速200公里級高速公路及磁懸浮汽車技術研究在江蘇高宣高速公路進行現(xiàn)場測試，吸引了海內外科技愛好者的目光。

這段7.9公里長的項目對外展示了我國在新型磁懸浮載運交通工具、車路耦合系統(tǒng)、混行交通組織與協(xié)同控制技術等“黑科技”上的前沿地位，讓不少人感嘆中國高速公路的超前進展，然而，這些只是我國智慧交通領域的“冰山一角”。

在北京亦莊，依托智能網聯(lián)標準路口和人工智能技術，如今已經能實現(xiàn)車輛一路綠燈暢行無阻；在杭州，滬杭甬高速公路上，通過太陽能發(fā)電、路面光伏發(fā)電作為插電式充電樁電量的補充，能為電動車提供充電服務，遠期目標則是實現(xiàn)移動式無線充電，在用戶開車的同時進行充電；在成都，成宜高速公路打造出國內首條全路段智慧高速，實現(xiàn)對異常停車、大霧天氣等交通異常事件的識別和智能決策，使交通事故數(shù)量同比下降60%......

一切的背后，一場在中國528萬公里龐大公路網絡進行的試驗已經開啟，參與者不僅是大力推動智慧交通新基建建設的政府部門，也包含騰訊、百度、阿里巴巴等互聯(lián)網公司和華為等科技巨頭。在來自騰訊We Transport智慧交通戰(zhàn)略，百度ACE智能交通引擎，華為智慧公路等一系列技術布局的背后，我國高速公路的智慧化建設如今已駛入了“快車道”。

但是，面對復雜交錯、縱橫捭闔的全球第一公路網絡中，如何打造適應性更廣、更前沿、更符合時代發(fā)展的智慧交通系統(tǒng)？前沿科技又如何參與新基建的建設？這一切背后，離不開硬科技的技術支持。

巨頭逐鹿智慧公路

早在20世紀60年代，美國通用汽車公司就提出了自動公路系統(tǒng)（Automated Highway Systems，AHS）的概念，并獲得了美國聯(lián)邦交通部持續(xù)多年的支持。通過對730萬起交通事故分析與統(tǒng)計，美國高速公路管理局得出在車路協(xié)同及車聯(lián)網系統(tǒng)部署下，將能夠減少近80%的車輛碰撞事故。因此，如何實現(xiàn)交通與信息技術的融合成為美國、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)研究的重點，而互聯(lián)網和信息社會的基礎讓這一進程提速。

隨著車路協(xié)同、智能交通理念影響國內，科技和互聯(lián)網公司們紛紛行動起來。阿里巴巴自2018年開始打造“智能高速公路”，一方面，利用AliOS的斑馬系統(tǒng)構建其互聯(lián)網汽車平臺，另一方面，通過達摩院無人車、千尋位置高精定位、高德高精地圖等提供技術支持，從云控平臺、智能感知基站、協(xié)同計算系統(tǒng)三個層面整體推進。

今年6月，世界交通運輸大會期間，高德地圖聯(lián)手阿里云發(fā)布城市大腦·智慧交通體系，并落地北京、上海等城市。在北京，阿里通過對信號燈配時優(yōu)化，機動車通過路口的平均延誤下降了6%、停車比例降低了3%；在上海，阿里針對南北高架各路段交通狀態(tài)所建立的神經網絡模型的預測精度提高了10%。

高德集團總裁劉振飛認為，人、車、路等概念都有了新變化，這將推動智慧交通概念落地，并展現(xiàn)出“左腦與右腦”融合的可能。所謂左腦，是指城市交通治理解決方案，能夠打通城市數(shù)據(jù)神經系統(tǒng)和城市交通疏導系統(tǒng)，服務于政府部門；右腦則是城市智慧出行解決方案，提供公共出行調度系統(tǒng)、智能引擎規(guī)劃系統(tǒng)和無人駕駛高精地圖，服務于用戶。

無獨有偶，騰訊構建的智慧交通戰(zhàn)略也提出類似的思考。2020年，騰訊公布了We Transport智慧交通戰(zhàn)略，通過打造云端大腦和數(shù)字底座，面向創(chuàng)新交通建設、數(shù)字交通管理、數(shù)字交通營運和交通出行服務四個環(huán)節(jié)發(fā)力。

為此，騰訊不僅快速完善其交通出行服務，打造了面向全國的乘車碼服務，還構建以“實時孿生+交通OS”為雙輪驅動的全新智慧高速解決方案，實現(xiàn)了智慧高速全天候通行、全數(shù)字管控、全方位服務。在今年7月，其落地項目四川成宜高速公路亮相，并成為首個采用毫米波雷達技術方案的智慧高速項目。

四川、重慶等地，每年因大霧等天氣原因，約造成50-80天不利于出行的路況。騰訊與蜀道集團合作的智慧高速項目，通過毫米波雷達感知交通流信息，以車機和手機為載體，將交通信息實時呈現(xiàn)，在可視條件不佳的天氣情況下，為交通參與者提供及時準確的交通引導服務，不僅減少了過去對視覺感知的過度依賴，還實現(xiàn)了全天候、免維護的實時感知，為出行人員提供及時和準確的交通引導服務。

相較于阿里和騰訊，百度在智慧交通領域經驗更加豐富。2013年，百度啟動自動駕駛研發(fā)工作；2017年，為實現(xiàn)產業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，百度發(fā)布Apollo開放平臺，融入車路協(xié)同概念；2019年，百度實現(xiàn)自動駕駛出行服務上路，同時，通過在北京、廣州等地自動駕駛項目落地，百度實現(xiàn)了多樣化智能交通應用高效協(xié)同。

在百度看來，智慧交通的前提是構建“1個全天候通行數(shù)字底座+1個全天候通行智能中臺+3個全天候通行核心業(yè)務平臺”，以此來實現(xiàn)交通要素全量感知、惡劣天氣分級預警、契約式車輛安全通行以及路警一體化智能協(xié)同決策，并有效提升惡劣天氣下駕駛員通行安全保障。

在北京亦莊，百度將這種理念落地并實現(xiàn)了“一路綠燈”。借助新的智能交通信號燈及路面檢測系統(tǒng)，行進車輛能夠實時掌握路況數(shù)據(jù)，并在百度大腦統(tǒng)籌下，在規(guī)劃車速下實現(xiàn)一路綠燈暢行，并在有行人闖紅燈時及時告知車輛，從而避免事故，百度從智能燈桿、智慧路口等數(shù)字化基礎設施尋找突破口，實現(xiàn)了城市道路智能化升級。

除BAT等互聯(lián)網巨頭外，華為也將觸手伸向智慧交通。2021年10月，華為正式成立智慧公路軍團，成為與煤礦、能源、軌道交通等平齊的軍團?；谌A為數(shù)字平臺，融合邊緣計算、物聯(lián)網、AI等新技術，以路網感知、路網數(shù)字化為基礎，實現(xiàn)了公路全程可視、可管、可控。

不難看出，盡管起步較晚，但國內互聯(lián)網和科技巨頭們都對智慧交通這片新戰(zhàn)場充滿熱情，加上我國基礎道路建設的快速擴張，發(fā)展前景十分可觀。然而，當我們深入一層思考，相較于歐、美、日本等發(fā)達國家，僅靠這些理念支撐并不能夠實現(xiàn)我國的智慧交通的快速發(fā)展甚至彎道超車，真正推動未來交通進步的，還是理念背后的“硬實力”。

智慧公路離不開“硬實力”

構建智慧交通的“硬實力”之一，在于里程定位系統(tǒng)，這一系統(tǒng)最重要的一部分不在地面，而在天上。

從60年代AHS概念提出至今，智慧公路經歷了“概念設計、通信技術驅動、綠色能源技術驅動、車路協(xié)同與自動駕駛技術驅動”四個階段，但智慧公路離真正的商業(yè)化運營還有相當大的距離，許多核心技術有待攻關解決，其中之一便是車輛高精度定位問題，解決問題的關鍵，在于擁有自主可控的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

我國自20世紀70年代便開始規(guī)劃衛(wèi)星導航系統(tǒng)。中國科學院院士陳芳允在1983年提出雙星定位的設想，之后北斗系統(tǒng)工程首任總設計師孫家棟院士進一步提出“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略。第一步，在2000年建成北斗一號系統(tǒng)，為中國用戶提供服務；第二步，在2012年建成北斗二號系統(tǒng)，為亞太地區(qū)用戶提供服務；第三部，到2020年建成北斗全球系統(tǒng)，為全球用戶提供服務。

到2020年，我國成功實現(xiàn)了既定目標，不僅攻克了衛(wèi)星使用的高精度銣鐘、氫鐘、銫鐘等時頻技術，信號生成和播發(fā)設備性能已達到國際同類產品的先進水平，還增加了星鐘自主平穩(wěn)切換和信號完好性監(jiān)測等功能，保證信號連續(xù)性，極大地提高了導航服務的可靠性，在局部上處于領先水平。

里程定位系統(tǒng)的另一重要部分在于地面測距系統(tǒng)。過去，由于國內路面里程樁號不準確和車輛行駛干擾等原因，地面測距系統(tǒng)始終無法構建精準感知。但隨著視頻攝像頭、毫米波雷達等核心傳感器的引入，我國高速公路正從“視雷融合”到“雷視融合”進行轉變，并能夠實現(xiàn)精準感知。

今年7月，中國公路學會主辦的第二十四屆中國高速信息化大會暨技術產品博覽會上，南京隼眼科技與四川數(shù)字交通科技聯(lián)合發(fā)布了首款基于國產MMIC雷達芯片的高性能交通毫米波雷達，成為國內首款基于國產自主核心MMIC雷達芯片研發(fā)的高性能毫米波交通雷達產品，解決了同類產品核心元器件被“卡脖子”的難題，并成為解決上述行業(yè)痛點的關鍵。

相較于傳統(tǒng)的攝像頭傳感器，毫米波雷達傳感器不僅具備“看得遠、看得準、看得清”的等特性，還擁有全天候工作的優(yōu)勢。過去，由于路面檢測系統(tǒng)以視頻為主，由AI進行輔助決策，因此在夜間、霧天等條件下，管控手段有限，對通行影響非常大，借助隼眼科技研發(fā)的毫米波雷達，可以實現(xiàn)超過1200米的乘用車定向距離探測、探測精度優(yōu)于0.07°、分辨率優(yōu)于0.5°，不僅達到了業(yè)內的最高水平，還實現(xiàn)了對道路24小時的精準感知。

隼眼科技COO張慧博士認為，作為智慧高速公路的硬件基礎，以“雷視融合”為主的智慧高速將成為行業(yè)趨勢：“由于雷達天生具備軌跡流的跟蹤能力，在測速、測距、方位非常精準，再加上視頻擅長的車牌識別、車型和顏色識別等特性，即便在惡劣情況下或者夜間，視頻失效的情況下，雷達仍然可以保持很高的監(jiān)測質量，未來，視雷融合到雷視融合的步伐在不斷加快?！?/p>

此外，隨著我國在5G技術領域的持續(xù)領先，過去影響智慧交通領域的關鍵性問題，如車輛通信、網絡可靠性、特殊路段和盲區(qū)信號定位等問題都得到了進一步解決，可以說，在這場比拼國家硬實力的“新基建”競賽中，中國的“硬實力”不斷凸顯。

何時“走入”千家萬戶

每一次技術升級背后，都意味著人們體驗的升級，但智慧公路建設卻不盡然。

在當下，這種新變化給人帶來的感知依然不夠強烈。以前文提到的北京亦莊“一路暢行”的綠波帶體驗為例，目前在全國多個省份都已大力推動綠波帶建設，但可體驗區(qū)域僅限于部分地區(qū)，并沒有實現(xiàn)某一省或城市全域覆蓋，這就造成人們體驗上的偏差。

更進一步觀察不難發(fā)現(xiàn)，我國交通的智慧化轉型仍面臨著眾多挑戰(zhàn)，不僅存在成本過高的壓力，更要求其他領域的深度融合。

交通運輸部數(shù)據(jù)顯示，2014-2020年，中國公路交通固定資產投資逐年上升，2020年中國公路完成固定資產投資24312億元，比2019年增長11%。2021年1-11月，我國公路建設固定資產投資額累計約為23925.7億元，較2020年同期增長6.0%。

具體來看，如今正在建設的杭紹甬智慧高速公路的全長約161公里，規(guī)劃的是雙向6車道，雖然只有百公里級別，但投資總金額高達707億，平均每公里建設費用超過4億。據(jù)行業(yè)內人士披露，基于高精度感知設備的系統(tǒng)整體成本大概是平均一公里4000-6000萬。

相較于杭紹甬智慧高速公路這樣的6車道，國內4車道道路更多，其智慧化升級成本會相應降低很多。但不可否認的是，高額投入的前提是擁有更優(yōu)秀的盈利能力為支撐，目前智慧交通行業(yè)的盈利能力主要受到行業(yè)的投資回報周期、行業(yè)服務周期、行業(yè)競爭程度等影響，都容易導致這一領域前期投資大，后期回收慢，因此目前推進的城市和地區(qū)依然只占少數(shù)。

此外，隨著更多道路傳感器以及通訊設施的引入，網絡安全問題也將從延伸到交通領域，360集團董事長兼CEO周鴻祎就提到，如今的網絡安全已不僅僅是網絡本身的安全，還包括了國家安全、社會安全、基礎設施安全、城市安全，甚至是人身安全。過去一勞永逸的馬奇諾防線式防守思路已不足以應對復雜多變的網絡安全形勢。對于參與建設智慧交通系統(tǒng)的各方來說，在快速推進的同時也需要時刻加強交通安全與信息安全的融合。

因此，智慧交通帶來的影響并非“爆炸”一般席卷每個人，而是“潤物細無聲”一般帶來影響，甚至在很多人看來，它的發(fā)展還遠遠不夠。

正如交通運輸部原總工程師周偉所說，如何深度融合新一代信息技術，提升公路的建、管、養(yǎng)、運水平；如何利用數(shù)字技術開發(fā)應用場景，并解決好商業(yè)模式和盈利模式的問題；如何提升公路行業(yè)數(shù)字化協(xié)同管理水平；如何加強公路行業(yè)網絡安全保護，這些都影響著我們在“牌桌”上的主動權，盡管如此，這場全球角逐的賽道依然少不了中國的參與。

發(fā)力“硬科技”，掌握牌桌主動權

中國素來被稱為“基建狂魔”，改革開放四十多年，我國不僅公路總里程達到528萬公里，高速公路總里程也達到16.91萬公里，居世界第一。但就人均來看，我國每萬人擁有公路里程37.4公里，擁有高速公里1.2公里，分別為美國的18%和50%，這種差異，造成了交通中愈發(fā)凸顯的堵車、安全等問題。

因此，交通運輸部在2016年發(fā)出通知，推動北京、河北、吉林、江蘇、浙江、福建、江西、河南、廣東九?。ㄊ校┘涌煨乱淮鷩医煌刂凭W和智慧公路試點建設，這成為國家層面加快智慧交通領域建設的開始。

在政府與多方合力推動下，2017年，在北方京雄、南方杭紹甬兩條超過100公里智慧高速開始進行相關規(guī)劃、技術驗證，且京雄智慧高速公路已經通車，而杭紹甬智慧高速在馬上通車的路上，這一過程中，智慧公路的重要意義逐漸顯現(xiàn)。

智慧公路建設可分為三個階段。第一階段時，是以平臺為核心，以路網感知為基礎來構建。掌握公路狀態(tài)，實現(xiàn)對車的精準感知和對環(huán)境的感知，聯(lián)網之后傳到管理平臺，實現(xiàn)智慧應用；到第二階段，通過公路視頻云聯(lián)網，實現(xiàn)可測、可控、可服務；第三階段時，便可通過車路協(xié)同提高行車安全，提升管理效率，支撐自動駕駛的實現(xiàn)。

當前，我國正在努力實現(xiàn)第二階段目標，并為第三階段進行準備，從而實現(xiàn)安全、便捷、高效、綠色、經濟的交通網絡，為實現(xiàn)這一目標，我國不僅需要在核心技術上有所突破，還要掌握牌桌主動權。

近年來，我國智慧交通技術研發(fā)取得重大突破，相關專利申請數(shù)量由2017年的132項增長至2020年的547項。最新數(shù)據(jù)顯示，截至2021年12月30日，我國智慧交通相關專利申請數(shù)量達387項。預計隨著智能網聯(lián)、云計算等技術的不斷演進，我國在智慧交通領域的專利申請量將會保持快速增長勢頭。

此外，根據(jù)中商產業(yè)研究院統(tǒng)計，在智慧交通領域，2021年申請人專利量前十企業(yè)分布為以捷科技、騰訊、平安國際、東創(chuàng)智慧交通、東來智慧交通、中科通達、中商巨建、合壯智慧、中順紡織、前海智慧交通。其中以捷科技、騰訊以100項的智慧交通專利申請數(shù)，并列第一。

無疑，面向未來的智能交通將更加依托智能網聯(lián)和智慧交通兩大數(shù)據(jù)“飛輪”，在當下，我國正在努力實現(xiàn)將車與車、車與人、車與路等交通參與者的信息進一步融合到整個智慧交通系統(tǒng)中這一宏大目標，當“硬實力”能夠深度賦能并實現(xiàn)“聰明的車，智慧的路”，在智慧交通這條全球關注的賽道上，我們將實現(xiàn)又一次彎道超車。