交通是國民經濟的基礎性、先導性、戰(zhàn)略性產業(yè)以及重要的服務性行業(yè),是經濟穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的重要保障。
本書立足于十四五規(guī)劃中關于交通強國建設的相關政策與內容,放眼全球,結合美國、日本、韓國、歐盟、新加坡等國家的智慧交通建設成果,對我國智慧交通產業(yè)的發(fā)展進行全方位、立體化探究, 對5G智慧交通體系架構、5G智慧交通的實現(xiàn)路徑、5G賦能下的智慧地鐵 與高鐵、車路協(xié)同技術與自動駕駛的實現(xiàn)、車聯(lián)網環(huán)境下的智慧交通、邊緣計算與自動駕駛、人工智能賦能下的智能交通、大數據與智慧交通、云計算與智慧交通、物聯(lián)網與智慧停車系統(tǒng)、智慧停車與反向尋車等技術與應用進行全面探究,以嚴謹的邏輯、通俗的語言為讀者呈現(xiàn)的智慧交通行業(yè)的發(fā)展成果,譜寫智慧交通行業(yè)未來的發(fā)展藍圖,不僅適合交通行業(yè)的研究者、從業(yè)者閱讀,還適合對智慧交通感興趣的普通讀者翻閱。
交通是國民經濟的基礎性、先導性、戰(zhàn)略性產業(yè)以及重要的服務性行業(yè),是經濟穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的重要保障。新中國成立以來,我國交通運輸行業(yè)高速發(fā)展,取得了重大的歷史性成就。據統(tǒng)計,新中國成立之初,我國鐵路總里程只有2.18萬公里,并且有一半處于癱瘓狀態(tài), 能通車的公路只有8.1萬公里,民航航線12條,高速公路處于空白狀態(tài)。到2020年年底,我國鐵路運營里程達到14.6萬公里,公路總里程519.8萬公里,高速公路里程16.1萬公里,按不重復距離計算的民航航線里程942.63萬公里。密集的交通網將我國東西南北緊密地連接在一起,我國成為名副其實的交通大國,下一步就是向交通強國邁進。
交通強國的強主要體現(xiàn)在哪些方面呢?根據《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議》對交通強國建設的具體部署,交通強國建設主要聚焦以下幾個方面:
基礎設施網絡化。統(tǒng)籌鐵路、公路、水運等基礎設施建設,補齊內河水運、中西部鐵路等短板,以軌道交通和高速公路為骨干,構建一個多節(jié)點、網格化、全覆蓋的現(xiàn)代化綜合交通體系,實現(xiàn)城鄉(xiāng)區(qū)域交通和諧發(fā)展,為國家現(xiàn)代化建設能力的提升提供強有力的支持。
物流運輸便利化;拘纬扇珖123出行交通圈和全球123快貨物流圈,前者要實現(xiàn)市區(qū)1小時通勤、城市群2小時通達、全國主要城市3小時抵達,緩解城市交通擁堵問題,完善無障礙出行服務體系;后者要實現(xiàn)國內1天送達、周邊國家2天送達、全球主要城市3天送達。并大力推行無人配送、分時配送、共同配送等先進的物流配送方式,進一步提高物流配送效率,降低物流成本。
交通裝備自主化。緊跟交通行業(yè)智能化、綠色化發(fā)展趨勢,大力發(fā)展智慧交通,推動大數據、5G、人工智能等新一代信息技術與交通行業(yè)深度融合,推動傳統(tǒng)交通運輸行業(yè)實現(xiàn)智能化轉型,同時積極研發(fā)新型運載工具,大力推廣數字化、智能化、輕量化交通裝備,將交通行業(yè)打造成新基建的主力軍。
交通運輸治理現(xiàn)代化。深化交通管理體制改革,面向交通強國創(chuàng)建完善的體制機制,健全市場治理規(guī)則,拓展企業(yè)、行業(yè)、社會組織、公眾參與交通治理的渠道,通過政府、市場與社會的相互協(xié)作,形成共同參與的交通運輸治理格局,通過健全市場治理規(guī)則,優(yōu)化營商環(huán)境,形成統(tǒng)一開放、競爭有序的現(xiàn)代化交通市場體系。
在交通強國的建設過程中,智慧交通建設是非常重要的一環(huán),不僅與智慧城市建設相輔相成,而且是新基建的重要單元。目前,新基建與智慧交通已經成為穩(wěn)定經濟增長的重要發(fā)力點。從短期看,新基建與智慧交通建設可以擴大內需,增加就業(yè)崗位,緩解經濟下行壓力;從長期看,我國經濟正處在增長動能轉換的關鍵期,新基建與智慧交通建設可以提高經濟運行效率,為經濟長期穩(wěn)定發(fā)展提供強有力的保障。
近幾年,在交通運輸部門、互聯(lián)網企業(yè)以及各類技術公司的努力下, 我國智慧交通建設取得了顯著成果。例如,在2022年2月新冠肺炎疫情期間,深圳首次使用自動駕駛輕卡貨車運送抗疫物資,不僅大幅提高了物資運輸效率,而且極大地保證了人的安全。在現(xiàn)實生活中,智能網聯(lián)公交已經可以根據乘客的出行需求為其定制出行線路,減少車內客流的密度,提高乘客的乘車體驗。除此之外,備受關注的自動駕駛也在穩(wěn)步發(fā)展,已經有城市開始規(guī)劃在特定區(qū)域內試行自動駕駛。
自動駕駛可以看作邊緣計算、5G、人工智能等新一代信息技術與交通行業(yè)深度融合的典型代表。除自動駕駛,智慧交通還有很多應用,包括地鐵運營方利用5G網絡對地鐵站臺、站廳、換乘通道等區(qū)域進行監(jiān)控, 了解人流分布特征,對在某一站點換乘的客流進行統(tǒng)計分析,實時統(tǒng)計地鐵進出站的客流量,對地鐵運力進行評估,指導地鐵高效運營;利用人工智能、云計算、高精度地圖等打造智能車路協(xié)同系統(tǒng),利用大數據構建智能交通管理體系以及智慧交通應急指揮決策平臺,提高道路通行能力及城市交通治理能力;發(fā)展智慧物流,打造智慧停車系統(tǒng)等。
總而言之,智慧交通的發(fā)展離不開技術的支持,尤其是5G技術。隨著5G技術實現(xiàn)大規(guī)模商用,智慧交通將產生巨大的發(fā)展空間。據統(tǒng)計, 未來幾年我國智慧交通市場的年均復合增長率將達到13%。到2024年, 智慧交通行業(yè)的市場規(guī)模將超過1.5萬億元,并且市場集中度將大幅提升。為了搶占智慧交通市場,包括科技企業(yè)、互聯(lián)網企業(yè)、物流企業(yè)等在內的各類企業(yè)紛紛加快了在智慧交通領域的布局。
《5G 智慧交通:數字科技賦能下的交通產業(yè)變革》一書立足于十四五規(guī)劃中關于交通強國建設的相關政策與內容,放眼全球,結合美國、日本、韓國、歐盟、新加坡等國家的智慧交通建設成果,對我國智慧交通產業(yè)的發(fā)展進行全方位、立體化探究,形成了6部分、21章內容, 對5G智慧交通體系架構、5G智慧交通的實現(xiàn)路徑、5G賦能下的智慧地鐵 與高鐵、車路協(xié)同技術與自動駕駛的實現(xiàn)、車聯(lián)網環(huán)境下的智慧交通、邊緣計算與自動駕駛、人工智能賦能下的智能交通、大數據與智慧交通、云計算與智慧交通、物聯(lián)網與智慧停車系統(tǒng)、智慧停車與反向尋車等技術與應用進行全面探究,以嚴謹的邏輯、通俗的語言為讀者呈現(xiàn)的智慧交通行業(yè)的發(fā)展成果,譜寫智慧交通行業(yè)未來的發(fā)展藍圖,不僅適合交通行業(yè)的研究者、從業(yè)者閱讀,還適合對智慧交通感興趣的普通讀者翻閱。
時培成
博士,安徽工程大學機械工程學院教授,汽車新技術安徽省工程技術研究中心主任,安徽省學術技術帶頭人后備人選,中國汽車工程學會理事,蕪湖高新技術創(chuàng)業(yè)服務中心創(chuàng)業(yè)導師。主持省級科研項目十余項,獲安徽省科技進步二等獎一項、安徽省教學成果一等獎一項、授權發(fā)明專利56項,發(fā)表SCI/EI收錄論文40余篇。研究方向:車路協(xié)同控制、智能網聯(lián)汽車、智慧交通。
楊愛喜
博士,浙江大學工程師學院校聘兼任研究員、博士生導師,正高級工程師,享受國務院特殊津貼專家,中共共產黨員,九三學社成員。工業(yè)和信息化部智能制造專家,國家標準技術評估專家,中國汽車工程學會智能共享出行委員會委員,浙江省智能網聯(lián)汽車產業(yè)聯(lián)盟常務副理事長兼秘書長,浙江省新能源汽車標準化技術委員會副主任,F(xiàn)任浙江省智能網聯(lián)汽車創(chuàng)新中心總經理,杭州云棲智能汽車創(chuàng)新中心主任。
張榮蕓
博士,安徽工程大學機械工程學院副教授,車輛工程系主任,碩士生導師,主要研究方向為車輛系統(tǒng)動力學及其控制及電動汽車電機控制,發(fā)表論文30余篇,申請專利10余項。中國汽車工程學會青年工作委員會成員、中國機械工程學會高級會員、中國自動化學會個人會員,以及JBRAZ SOC MECH SCI、JVIB CONTROL、《中國機械工程》《系統(tǒng)仿真學報》等國內外期刊審稿人。
第1部分 交通強國篇
01 十四五開啟交通強國新征程
十四五規(guī)劃與交通強國 /003
新時期交通強國的建設路徑 /005
交通運輸助力雙循環(huán) /008
新基建賦能智慧交通 /011
智能科技重塑交通治理模式 /015
02 科技引領交通運輸智能化轉型
智慧公路:公路運營管理信息化 /018
智慧航空:新一代民航運輸系統(tǒng) /021
智慧公交:開啟城市生活新體驗 /024
智慧航運:智能感知、動態(tài)監(jiān)控 /026
智慧軌交:軌道交通數字化變革 /028
03 全球智能交通系統(tǒng)(ITS)建設
美國:構建完善的ITS 管理體系 /031
歐盟:ITS 建設的政策路徑 /034
日本:推動智能交通服務商業(yè)化 /035
韓國:21 世紀ITS 計劃 /038
新加坡:ITMS 建設的三個階段 /039
04 我國智慧交通產業(yè)的發(fā)展路徑
我國智慧交通行業(yè)競爭格局 /042
我國智慧交通面臨的痛點 /044
推進智慧交通發(fā)展的對策 /047
我國智慧交通的未來發(fā)展圖景 /050
第二部分 5G 智慧交通篇
05 5G 重新定義智慧出行新體驗
4G 改變生活,5G 改變社會 /057
5G 重構智慧出行新體驗 /060
5G 網絡下的智慧交通業(yè)務場景 /063
基于5G C-V2X 的新型智慧交通 /065
06 5G 智慧交通的體系架構設計
V2X 車路協(xié)同技術 /067
邊緣云計算 /070
5G 網絡切片技術 /072
數字孿生技術 /074
人工智能與大數據 /075
高精度融合定位 /076
07 5G 智慧交通應用與實踐路徑
5G 智慧路況監(jiān)測平臺 /079
5GAI 超高清視頻監(jiān)控 /081
基于5G 網絡的遠程駕駛 /082
5G 智慧車輛編隊行駛 /085
智能化道路管理與維護 /086
5GAI 驅動物流運輸變革 /087
08 基于5G 的智慧軌道交通模式
我國智慧軌道交通的發(fā)展現(xiàn)狀 /091
5G 賦能智慧軌道交通建設 /093
軌道交通對5G 的通信需求 /096
5G 智慧軌道交通解決方案 /098
5G 智慧高鐵的場景應用 /101
5G 智慧地鐵的場景應用 /104
第三部分 自動駕駛篇
09 車路協(xié)同:無人駕駛與智能交通
車路協(xié)同系統(tǒng)的主要特點 /109
智能車路協(xié)同的關鍵技術 /111
車路協(xié)同在自動駕駛中的應用 /113
基于車路協(xié)同的自動駕駛平臺 /115
我國車路協(xié)同技術的發(fā)展趨勢 /117
10 基于5G-V2X 的自動駕駛技術
自動駕駛的六個級別 /121
自動駕駛V2X 技術 /123
自動駕駛C-V2X 技術 /125
5G 自動駕駛的應用場景 /127
11 車聯(lián)網在自動駕駛領域的應用
車聯(lián)網平臺架構與工作原理 /130
車聯(lián)網與交通信息服務 /133
車聯(lián)網與智能安全駕駛 /135
12 邊緣計算與自動駕駛汽車
邊緣計算:自動駕駛的未來 /140
自動駕駛對網絡的需求 /143
邊緣計算的功能和架構 /145
自動駕駛中MEC 的應用場景 /146
MEC 在自動駕駛中的商業(yè)路徑 /149
第四部分 AI 交通篇
13 基于AI 視覺的智能交通系統(tǒng)
智能公交調度與運營 /155
AI 視頻大數據的應用 /157
車輛牌照自動識別 /160
基于智能視覺的交通檢測 /162
14 AI GIS:構建智慧交通解決方案
GIS 系統(tǒng)的特征與應用 /166
AI 如何讓GIS 更智能? /169
智能化交通規(guī)劃與建設 /173
智能化交通運營與維護 /176
15 人工智能在物流行業(yè)中的應用前瞻
新一代智能物流基礎架構 /179
技術驅動物流產業(yè)變革 /182
智能化物流倉儲體系 /185
智能化物流運輸體系 /190
第五部分 交通大數據篇
16 基于大數據的智能交通體系
大數據的概念與特征 /197
大數據交通的關鍵技術 /199
大數據智慧交通的體系架構 /201
大數據智慧交通的系統(tǒng)構成 /204
17 交通大數據可視化管理平臺
大數據重塑城市交通治理 /209
大數據交通管理的實踐路徑 /211
交通大數據可視化應用 /214
智慧交通應急指揮決策平臺 /217
18 智能交通云平臺的構建路徑
云計算驅動交通信息化轉型 /220
交通領域對云計算的需求 /223
云計算在交通領域的應用場景 /225
智能交通云平臺的構建路徑 /227
第六部分 智慧停車篇
19 新藍海:政策與市場雙輪驅動
智慧停車的概念與特點 /233
智慧停車領域的玩家圖譜 /235
智慧停車的技術實現(xiàn)路徑 /238
智慧停車的主流商業(yè)模式 /242
20 智能停車系統(tǒng)的技術、架構與流程
智慧停車的系統(tǒng)架構 /245
無人值守停車系統(tǒng) /247
智能停車誘導系統(tǒng) /249
智能反向尋車系統(tǒng) /251
智能停車管理與服務系統(tǒng) /253
21 基于物聯(lián)網的智能停車系統(tǒng)
基于物聯(lián)網技術的智能停車系統(tǒng) /256
基于物聯(lián)網技術的智能停車流程 /259
RFID 技術在智慧停車中的應用 /260