《電子技術(shù)應(yīng)用》
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重大變革已經(jīng)開始,將改變我們所有人!

2021-12-02
來源:牛彈琴
關(guān)鍵詞: 智能交通 自動駕駛 5G通信

(一)

一項重大變革已經(jīng)開始,坦率地說,如果不出意外,這將改變我們所有人的生活。

今天早上讀李彥宏的新著《智能交通》,更堅定了我的判斷,很有意思的是,這本書的副標題,就是“影響人類未來10-40年的重大變革”。

我總覺得,這還真不是夸大。

今天我們的生活,很多人最頭疼的問題,就是交通。譬如在北京,擁堵是家常便飯,我工作地點城市偏西,曾經(jīng)有一次朋友來北京,一定要在東邊吃飯,我開了兩個多小時才到達,都到了結(jié)賬的時間了……

有沒有破解的辦法呢?

修建更多條道路?

部署更多交通警察?

更激進的單雙日限行?

顯然,這都不是解決之道,甚至是解決了一個問題,引發(fā)了更大的問題。

問題是時代的聲音,辦法總比困難多。最好的辦法,就是智能交通。

所謂智能交通,是從自動駕駛出發(fā),基于聰明的車和智能的路,然后車路協(xié)同,把人工智能、5G通信、云計算等技術(shù)深度融合到交通領(lǐng)域。

在李彥宏看來,這一重大變革,可至少解決三個問題。

第一個問題,降低道路安全事故,可降低90%。

根據(jù)國際公路安全協(xié)會官網(wǎng),每年全世界有約135萬人死于交通事故,這意味著平均每24秒,全球就有一人在交通事故中喪生。在5-29歲的青少年人群中,道路安全傷害,是排名第一的死因。

為什么這么多?

數(shù)據(jù)顯示,大約94%的交通事故,是人為因素導(dǎo)致,包括酒駕等危機駕駛行為。在中國,酒駕、醉駕是刑事案件中排第一位,每年有30萬件。

還有相當大一部分交通事故,是手機導(dǎo)致的??词謾C30秒,相當于盲開500米。

自動駕駛和智能交通,可以完全避免類似問題的發(fā)生。

波士頓咨詢的一份報告就認為,自動駕駛有望成為自汽車發(fā)明以來影響最為深遠的技術(shù),最終可以讓城市街道上的汽車數(shù)量下降60%,同時減少90%的道路交通事故。

包括我在內(nèi),我相信很多人都有一種忐忑,將自己生命交給自動駕駛,靠譜嗎?畢竟人命關(guān)天,這可不是開玩笑的。

肯定會有悲劇。但隨著技術(shù)的成熟、時間的推移,人們會越來越認識到,自動駕駛,其實比人類駕駛更安全。

而隨著無人駕駛進一步成熟,“聰明的車”、“智能的路”、車路協(xié)同、智能的交通管理系統(tǒng)等,都會讓交通事故發(fā)生的概率降低,無論是騎自行車的人、騎摩托車的人,還是步行的人,出行都更加安全。

其實,我們也已經(jīng)有了實踐。

在湖南長沙,百度和當?shù)毓簿纸痪ш爮?020年11月開始合作,打造了87個智能路口,實現(xiàn)信號配時自動優(yōu)化、事件感知自動推送。項目運行以來,路口通行效率提升25%以上,交通事故減少35%以上。

第二個問題,有效解決擁堵問題,將節(jié)省大量的時間。

城市讓生活更美好,但現(xiàn)在的很多城市,如前所述,越來越擁堵。

如果繼續(xù)現(xiàn)在的發(fā)展模式,到2030年,中國將有4.5億輛車(現(xiàn)在是2.8億),越來越大的城市,越來越多的車,那意味著越來越嚴重的擁堵,越來越多被浪費在車上的時間。

在李彥宏看來,要破局,就要自動駕駛,進而是智能交通。

《科學(xué)》雜志2018年有一篇文章就認為,在一個仿真試驗中,在一個8字形的交通場景下,14輛車中加入1輛自動駕駛的車,就可以使得車流速度翻倍。

車路協(xié)同,自適應(yīng)的智能信控,也可以實現(xiàn)交通效率的提升。美國梅多蘭茲40平方公里的區(qū)域內(nèi),通過信號燈聯(lián)網(wǎng)控制,可以在15分鐘內(nèi)疏解8公里的擁堵。

從百度的實踐看,其信控技術(shù),也是通過“讓燈數(shù)車”、“讓車讀秒”的車路協(xié)同的方式提升交通效率。燈會根據(jù)實時的車輛數(shù),來調(diào)整紅綠燈時長。

廣州黃浦區(qū)核心干道開泰大道,就實現(xiàn)了一路綠燈通過12個路口。道路平均行程時間下降了25%,平均遇紅燈停車次數(shù)由3-4次下降為0-1次。

在保定、長沙等的實踐,基本上這樣的效率提升都被驗證過。通過測算,以車路協(xié)同為基礎(chǔ)的智能交通,將能夠提升15%-30%的通行效率。

想一想,一個不再擁堵的大城市,那將是一個多大的福利。

第三個問題,助力減碳,利于應(yīng)對氣候變化問題。

碳達峰、碳中和,是當前的熱詞。應(yīng)對氣候變化,是所有國家的責(zé)任。

中國已經(jīng)向全球鄭重承諾,2030年實現(xiàn)碳達峰,2060年實現(xiàn)碳中和。這就是3060國家雙碳目標。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部2020年發(fā)布的《中國移動源環(huán)境管理年報》,中國交通運輸碳排放總量約占全國碳排放量的6.7%,其中道路運輸占84.1%,是減排的重要發(fā)力點。

智能交通減碳,可從三個方面著手:車、路、行。

車,新能源車,自然減碳。

同時,自動駕駛技術(shù),可以實現(xiàn)編隊行駛,尤其對于卡車而言,在高速公路上,可以大幅降低后方車輛的風(fēng)阻,降低油耗,減少碳排放;還可以實現(xiàn)全天候的運輸,既提高效率,又節(jié)約人力成本。

路,綠色道路,降低道路基礎(chǔ)設(shè)施能源消耗。

同時,提高道路運輸效率,通過智能交通技術(shù),減少不合理的交通運輸需求,減少擁堵停留,既減少了碳排放,其實還降低了整個社會的成本。

行,共享化,將改變?nèi)藗兊某鲂欣砟睢?/p>

就跟現(xiàn)在大城市都有共享單車,如果以后汽車也是共享,而且自動駕駛,大家是不是還要購買私家車嗎?

美國獨立智庫rethink X有一個研究,認為2030年是私家車的終結(jié)。認為在美國這樣一個2億輛車的國家,只需要4000萬輛共享汽車就足夠了。

美國是車輪上的王國,美國如果是這樣,中國又會怎樣?

不要以為這都是暢想,甚至是科幻。我們已經(jīng)看到,很多過去認為遙不可及的未來,正在變成理所當然的現(xiàn)在。

現(xiàn)在,重大變革正在我們身邊發(fā)生。

(二)

毫無疑問,我們正在經(jīng)歷一場綜合性的重大交通變革,技術(shù)的變革、產(chǎn)業(yè)的變革,規(guī)則的變革,最終,必然是生活方式的徹底變革。

就跟我們無法想象,今天沒有汽車的生活將會怎樣,或許某一天我們也無法想象,沒有智能交通的社會,將是怎樣的落后。

當然,突破性的技術(shù)背后,必須有重大的創(chuàng)新理念。

看李彥宏的《智能交通》,至少有兩大理念。

理念一,智能交通運營商。

未來20年,最重大的產(chǎn)業(yè)變革,或許將在交通領(lǐng)域誕生。就跟電信領(lǐng)域有三大運營商,智能交通領(lǐng)域,短期來看,每個城市都將有一個或多個智能交通運營商;中長期來看,或?qū)⒊霈F(xiàn)2-3家全國性的智能交通運營商。

你可以掂量一下,全國性智能交通運營商的規(guī)模。

這無疑是一個巨大的市場,也將給交通、城市、甚至經(jīng)濟社會帶來顛覆性的創(chuàng)新和深遠的影響。

理念二,提升交通效率的三個創(chuàng)新實踐。

這值得重點說說。

1)自適應(yīng)信號燈控制。

智能信控自適應(yīng),需要根據(jù)當前實際的交通狀況,擁堵程度自動調(diào)節(jié)紅綠燈的時長,這通常需要通過軟件和硬件結(jié)合的方法來實現(xiàn)。

簡單地說,就是統(tǒng)籌全城所有路口和所有通道,進行智能、自適應(yīng)的信號燈調(diào)節(jié),再不會出現(xiàn)一個路口堵成長龍,但一直是紅燈的狀況。

這其實也有不少實踐了。

比如,在美國新澤西梅多蘭茲40平方英里區(qū)域內(nèi),就使用了一種自適應(yīng)交通控制系統(tǒng)。

該區(qū)域智能交通系統(tǒng)包含超過128個交通信號燈,每天為40萬多輛車提供服務(wù)。因為區(qū)域內(nèi)所有信號燈都是聯(lián)網(wǎng)的,相互通信協(xié)調(diào)工作,加上自適應(yīng)信號控制技術(shù)根據(jù)交通流量調(diào)整信號配時,使得系統(tǒng)可以在15分鐘內(nèi)疏解掉長達5英里的擁堵。

還有,在美國匹茲堡,2016年建成了包含50個路口的自適應(yīng)交通信號控制系統(tǒng),統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,系統(tǒng)上線后總體通行速度提升了26%,停車次數(shù)減少了31%,路口等待時間減少了41%,碳排放減少了21%,交通事故發(fā)生率降低了13%-36%。

2)動態(tài)限速。

動態(tài)限速的方法,可以解決布雷斯悖論導(dǎo)致的問題。

布雷斯悖論(名字來自德國數(shù)學(xué)家迪特里?!げ祭姿梗┦侵福谝粋€交通網(wǎng)絡(luò)上增加一條路段,反而使網(wǎng)絡(luò)上的通行時間增加——這一附加路段,不但沒有減少交通延滯,反而降低了整個交通網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水準。

為什么會出現(xiàn)這種與常識相悖的結(jié)果,按照分析,這與人的自私心理有著極大關(guān)系:擴寬的道路,使得人人都想去走這條路,于是臨時變道加塞變得更為嚴重,而這又使得道路重回擁堵之中。

事實上,這與我們在日常通勤中看到的情形是一致的——多數(shù)時候交通擁堵并不是因為道路窄、車道少,而是人為的亂停亂放、隨意加塞所致。

動態(tài)限速就是改變這種悖論,把交通效率從局部最優(yōu)轉(zhuǎn)向全局最優(yōu)的一個舉措。

在沒有信號燈的情況下,不做限速的時候容易形成擁堵,有限速的還好一點。原因是在高峰時段,每個小時通行超過900輛車不足1000輛車的時候,每個車道限速是沒有意義的。而超過1000輛車甚至達到1200輛車的時候,限速非常有意義,通行效率能夠提高20%。

所以,動態(tài)限速也是智能交通管理的一個重要方向。

3)預(yù)約出行。

這是一種需求管理,信控、道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是供給管理。目前的城市交通系統(tǒng)中,早晚高峰的車流速度,是在完全沒有預(yù)約的情況下產(chǎn)生的。通過對通行需求的調(diào)控,可以找到一個全局最優(yōu)解,使得擁堵程度下降,通行時間縮短。

根據(jù)麻省理工學(xué)院的學(xué)者的研究,預(yù)約出行不需要所有的車輛都參與,當60%的車輛參與的時候,效果就已經(jīng)很明顯了。

當然,讓60%的出行都預(yù)約,也是一件不容易的事兒,需要政府政策、市場調(diào)節(jié)等多種手段綜合運用。但這并不是不可能的,今天很多出行都開著導(dǎo)航,這已經(jīng)是某種意義上的預(yù)約。從發(fā)展趨勢上,一定會有越來越多的人參與進來,中心化的算力也一定是越來越強大,找到全局最優(yōu)解,提升整體通行效率是非常值得期待的。

還有其他理念,這簡單說一下。

比如,車路協(xié)同,加快自動駕駛大規(guī)模商用的進程。

車路協(xié)同像是路燈,而單車智能就像車燈,在兩者協(xié)同作用下,自動駕駛落地門檻能夠大大降低,加速單體智能向協(xié)同智能的轉(zhuǎn)變。

自動駕駛的普及,絕對不是簡單的汽車問題,還包括道路等基礎(chǔ)設(shè)施。車路協(xié)同,將可以大大提升無人車的安全性,加快自動駕駛大規(guī)模商用的進程。

L4及以上自動駕駛兩大難點:安全和成本。

實現(xiàn)無人化,“安全”是必要條件,需要實現(xiàn)99.9999%的成功率目標,才能確保上路無碰撞事故風(fēng)險。這不僅需要1000萬公里級的大規(guī)模道路測試,還需要至少10億公里級的仿真訓(xùn)練。

自動駕駛,必須要降低成本。事實上,相關(guān)硬件,比如激光雷達、芯片的價格等,正在不斷降低,這是整個產(chǎn)業(yè)鏈共同努力的結(jié)果,特別是國產(chǎn)企業(yè)在這方面已取得了長足進步,未來自動駕駛硬件,很多都會實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。

與成本緊密相關(guān)的,還有自動駕駛汽車規(guī)模量產(chǎn),量產(chǎn)規(guī)模越大,規(guī)模效應(yīng)就越明顯,成本就能壓到更低。

目前全球汽車保有量在10億輛以上,全球L4級自動駕駛汽車總量不足萬輛,這個占比是微乎其微的。據(jù)相關(guān)估算,如果要替代2億輛普通汽車,起碼需要1000萬輛L4級自動駕駛汽車。

百度在2019年已經(jīng)和一汽紅旗達成合作,共建了中國首條L4級自動駕駛乘用車前裝產(chǎn)線并投產(chǎn),這條產(chǎn)線下來的自動駕駛汽車,正在全國各地進行測試和載人運營。2021年6月,百度與極狐合作,打造出全新一代共享無人車Apollo Moon,價格降到了48萬。10月,百度Apollo聯(lián)合威馬發(fā)布了Apollo Moon量產(chǎn)車型(Apollo Moon威馬版)。

MaaS出行即服務(wù)。

前面提到了,以后智能交通時代,人們真不必買私家車了,MaaS運營商提供多種交通選擇,包括公共交通、共享自行車、出租車、汽車租賃等。對于用戶而言,通過使用單個應(yīng)用程序,MasS提供一種更方便、更可持續(xù)、甚至更便宜的替代方案。

智能地圖ETA,通行時間智能預(yù)估。

簡單地說,就是地圖基于飛槳深度學(xué)習(xí)框架和圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),開發(fā)了一套更智能的“通行時間智能預(yù)估”系統(tǒng)(Estimated Time of Arrival,簡稱ETA)。ETA是路線規(guī)劃與導(dǎo)航服務(wù)必不可少的核心功能。

以后,如果你使用百度地圖,地圖會全面綜合歷史相同時刻的路況、路線用時,考慮出發(fā)時間的道路限行、施工、紅綠燈等信息,并結(jié)合用戶個人駕駛習(xí)慣,計算推薦出一條最合適的出行路線,并預(yù)估出通行時長。

大數(shù)據(jù)時代,用的人越多,給機器喂養(yǎng)的數(shù)據(jù)就越多,機器自我學(xué)習(xí)迭代就越快,對算法形成正反饋。最終,ETA就能做到時長預(yù)估“非常準”,讓用戶出行和抵達“剛剛好”。

(三)

以后,沒有了司機,開車不再是負累,擁堵也成了過去,城市自然更加宜居。

這一切真的很遠嗎?

或許并不遙遠。

看《智能交通》,按照李彥宏的大膽預(yù)測,5年之內(nèi),中國的一線城市將不再需要限購和限行;10年之內(nèi),靠交通效率的提升,基本上解決擁堵問題。

這不僅僅是一個技術(shù)問題,更是一種生活方式的巨大變革。既然不需要自己開車,交通也不會擁堵,那城市外沿也會擴大,對城市布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、甚至軍事部署,都將產(chǎn)生重大而深遠影響。

當然,這種變化,更會催生出一個龐大的新興產(chǎn)業(yè)。也毫無疑問,龐大的市場會締造新的行業(yè)巨頭,甚至超過蘋果、特斯拉、谷歌的新巨頭。

對中國來說,這還意味著一個彎道超車的機會。

當西方已經(jīng)進入汽車時代時,中國還沒有能力造出汽車;但在智能交通時代,如果中國能抓住機遇,未嘗不會成為新時代的領(lǐng)跑者。

當然,挑戰(zhàn)也是艱巨的,這需要資金、需要技術(shù)、需要算力、需要規(guī)劃,需要企業(yè)家的魄力和智慧,也需要決策者的遠見和決斷。

但想想幾十年后,我們的交通方式將徹底變革,我們將會告別擁堵,做到真正的綠色智慧出行,還是很讓人振奮的。

這將是人類面臨的一個全新時代。

劇是必須從序幕開始的,但序幕還不是高潮。




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