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技术全周期、服务全人群、产业全生态 ——美国ITS战略2020-2025解读及未来发展思考

2020年3月,美国智能交通系统联合计划办公室(Intelligent Transportation System Joint Program Office, 以下简称为ITS JPO)发布了《智能交通系统战略规划2020-2025》(以下简称为《战略》),本次《战略》描述了未来五年美国智能交通领域的重点任务和关键举措。本文深入解读《战略》,梳理研判新时期美国智能交通发展的形势变革,提出我国智能交通发展的相关建议,以期为行业发展提供参考借鉴。

 

 

图1  美国发布《智能交通系统战略规划2020-2025》


一、《战略》要点概述

 

《战略》是由ITS JPO协同美国交通部联合发布,ITS JPO是美国交通部下属的智能交通发展专项办公室,其主要任务是协调美国交通部的跨部门ITS技术研究计划,加速ITS技术普及,以提高交通安全性、移动性和运输效率。

 

《战略》重点提出了6项重点计划,从新兴技术评估研发到具体技术应用部署,从数据权限共享到网络安全保障,从自动驾驶持续推广到完整出行的全人群全链条出行服务,力求实现ITS技术的全生命周期发展。

 

图2 美国ITS未来五年的重点计划领域

 

(一)新兴科技


美国交通部协同各部门建立长效机制,识别和评估新兴技术(如人工智能、自动驾驶汽车)在交通系统中的应用潜力,将具备潜力甚至颠覆性的创新技术引入交通系统。

 

(二)数据共享


研发创立数据处理系统机制,推进ITS数据的共享,建立具有普遍性、一致性、安全可信赖的访问权限,以支持自动化、人工智能应用程序、交通服务数据与其他基本公共服务的融合。

 

(三)网络安全


在交通系统各个环节进行持续性、系统性的评估ITS技术应用带来的风险漏洞,以便将攻击和故障相关的风险降到可接受的水平,并且完善事故发生后的网络韧性恢复能力。

 

(四)自动驾驶


以安全第一、技术中立为原则,完善相关法律法规,提倡市场自由发展自动驾驶技术,推动自动驾驶车辆测试、部署和集成,全面促进自动驾驶技术安全、可操作且有效地集成到交通系统中。

 

(五)完整出行(ITS4US)


消除“交通荒漠”,重视弱势地区和弱势群体,针对交通需求难以得到满足的残障人士、交通设施尚不完善的偏远地区居民、以及交通出行方式受限的低收入出行者,通过ITS技术提供全链条的智能出行服务体验。

 

(六)加快ITS部署


通过ITS技术评估、ITS专业能力构建、ITS架构和标准制定以及ITS宣传交流等途径,促进ITS知识和技术向实践应用拓展,降低市场投资者的不确定性和投资风险,加速ITS技术从研究到落地的整体部署。


二、《战略》形势研判

 

(一)美国ITS五年战略规划发展沿革


美国ITS以五年规划为蓝图布局智能交通发展战略,其愿景和使命具有一定的延续性和继承性,致力于通过ITS技术的应用拓展提升交通的安全和效率,推进社会的整体进步。

 

在战略重点上,美国自2010年明确ITS战略主题是全面推进多模式车联网综合运输一体化发展。2010-2014版战略强调交通的连通性,2015-2019版战略重视车辆自动化和基础设施互联互通,2020-2025版战略从强调自动驾驶和智能网联单点突破到新兴科技全面创新布局,完善了基于技术生命周期的发展策略,着重推动新技术在研发-实施-评估全流程示范应用。

 

 
表1 美国ITS战略规划的发展历程

 


(二)自动驾驶技术优先策略持续推进


美国以提升交通安全和运输效率为核心目标,2010年以后全面推向车联网产业发展。近五年,美国交通部将自动驾驶上升为国家重要战略,连续发布了四部自动驾驶指导政策,从自动驾驶1.0、2.0、3.0到自动驾驶4.0不断演进,美国始终坚持开放性的原则,政府与市场的职责分工愈加清晰,逐步弱化政府监管,提供政策扶持、技术孵化和标准制定等保障服务。美国自动驾驶关注点从小汽车自动化延伸至公交、货运物流,并推动港口、公路多模式多场景示范运营。

 

本次《战略》中的自动化策略与自动驾驶4.0相辅相成,通过强化公共部门和私营部门的跨部门合作,提升基础设施的连通性,着力推动美国自动驾驶技术基础研究、测试、商业应用继续保持世界领先,并优先在服务不足的区域提升交通可达性和移动性。

 

 

表2 美国自动驾驶政策文件解读


(三)数据交换共享上升到国家层面


美国将数据交换共享作为未来五年的重点工作之一,开发研究数据交换共享的机制,构建普遍性、一致性、可信赖的访问权限,完善ITS生态系统内交通数据的数据访问、共享渠道,推动数据与自动驾驶、人工智能应用程序、运输服务以及基本公共服务的加速集成。

 

 

图3 数据交换共享

 

同时,数据流量和类型的爆炸式增长以及用户、网络和设备的智能化,也为ITS发展带来了风险。《战略》中将改善网络安全、稳定网络运营作为未来ITS数据共享平台建设的重点举措,通过提升网络防护级别、抵抗或拦截潜在威胁和风险的能力,并加强系统在遭受黑客袭击、信息窃取等事故时韧性恢复能力。

 

(四)完整出行成为ITS服务的新方向

 

完整出行是一项由FTA、FHWA和ITS JPO共同领导的ITS部署计划,旨在通过ITS新技术、鼓励公私合作等一系列措施消除“交通荒漠”,为所有的出行者(包括残疾出行者、农村地区出行者、低收入出行者、老人、退伍军人、语言障碍者等弱势群体)提供可选择的、全链条的智能出行服务。

 


图4 完整出行服务

 

美国交通部在2020年3月正式启动完整出行(ITS4US)项目,计划投资4000万美元在全国范围内开发和部署满足不同群体的智能出行解决方案,重点在行程规划、无障碍公交、户外导航、室内导航、路口安全等方面形成可复制的出行模式,预计未来三年实现无障碍公交的残疾人出行满意度达80%,预约出行者的时间减少40%,路口事故率减少20%等目标。

 

三、未来发展建议

 

(一)全面推进智能交通新基建的应用部署


近年来,以5G、人工智能、自动驾驶等新技术为核心的新型基础设施建设如火如荼,美国以公路智能运维和车联网技术部署为契机推进基础设施智能化升级改造,日本以高速公路和重要交通枢纽节点为载体推进新型基础设施更新升级,欧洲推动跨国统一的核心网络信息化通道基础设施建设,世界各国紧锣密鼓布局新型基础设施发展。

 

2020年3月,中共中央政治局常务委员会召开会议提出加快新型基础设施建设进度,我国新基建发展进入快车道。当前应大力推进基于科技端的智能交通基础设施部署,通过建设智慧道路、智慧高速和智慧枢纽等“硬”的新基建(设施数字化)以及城市交通大脑、智慧停车云平台、MaaS服务平台等“软”的新基建(数字设施化),拉动新一轮经济的高质量发展。

 

 


图5 智能交通新型基础设施内涵体系

 

(二)提升基于大数据的城市交通治理能力


我国区域发展不平衡、城市规模差异化、交通治理场景多样化,数据驱动的交通治理应以国家发展规划为依据,以问题需求为导向,各城市因地制宜地开展交通治理范式研究。

 

国家层面,应重视交通大数据的共享开放和集成应用,构建面向不同数据类型、不同对象、不同权限的交通数据分级开放共享机制,推动铁路、航空等大交通与地铁、公交等城市交通数据连通。区域/城市层面,经济发达的城市群和都市圈协同构建区域级交通大数据中心,不同城市应具体结合城市规模、治理场景、经济财力等因素差异化选择分布式、集中式等城市交通大数据平台建设模式,推动数据赋能运行监测、公交运营、设施管养、运输管理等核心业务。

 


图6  交通大数据开放共享与赋能应用

 

(三)加速自动驾驶和智能网联的示范应用


当前自动驾驶和车路协同技术成为世界各国角逐的焦点,美国率先将自动化作为国家发展战略,从政府监管到市场主导转变,美国着重推动单车智能技术的研发应用,从封闭测试到开放测试到多模式多场景运营示范。同时,美国交通部选择在纽约、坦帕、怀俄明州三个州的复杂区域试点车路协同技术应用,推进整个车联网产业发展。


2020年2月,国家发改委等11部委联合发布《智能汽车创新发展战略》,提出我国未来智能汽车的重点任务。我国应结合基本国情,进一步修订完善制约自动驾驶技术测试、验证、商业应用的法律法规政策,营造良好的技术发展环境。同时,重点从两方面推进自动驾驶技术进步,一是鼓励开展高速公路、城市快速路、低速和载人载物多模式多场景测试,拓展应用场景;二是鼓励技术成熟的企业逐步开展自动驾驶商业化运行,在园区、港口、机场等区域开展自动驾驶运营车辆(公交、出租、货运、物流)的示范运营,助力商业化应用。

 


图7 自动驾驶技术发展路径

 

(四)打造包容友好的MaaS出行服务体系


我国正步入高品质出行服务的体验经济时代,应坚持以人为本的理念为全体出行者(包括残疾出行者、农村地区出行者、低收入出行者等)提供安全、可靠、便捷的全链条出行服务,打造体验经济时代新老业态融合发展的服务2.0模式。

 

坚持MaaS出行服务理念,以数据衔接出行需求与服务资源,推动公交、出租等传统道路客运与网约车、定制公交、分时租赁等领域新老业态融合发展,提供从单方式到多方式融合衔接的按需响应、随需而行的高质服务。一是建立健全出行服务政策体系,从顶层设计“自上而下”打通政策、监管、数据、运营的壁垒,构建区域级/城市级MaaS一体化出行服务平台,研究以出行运营商为主的重资产和以科技公司为主的轻资产企业的服务提升模式;二是以典型场景“自下而上”开展MaaS示范建设,围绕枢纽、科技园区、不发达区域鼓励企业开展跨区域跨方式、农村区域的按需响应出行示范,逐步构建以轨道/公交为骨干的多层级、一体化出行服务体系。

 


图8 MaaS发展模式示意图

 

(五)培育开放聚合的智能交通发展生态圈


美国交通部构建了智能交通发展的完整生态,ITS JPO统筹构建智能交通架构和技术标准,搭建智能交通专业能力,协同联邦公路管理局、联邦运输管理局等多部门以及专业团体、学术机构,共同推进智能交通技术部署应用。

 

我国应进一步完善智能交通发展协调机制,转变以政府为主导的智能交通建设模式,加强政府、产业、科研机构、高校、企业多方合作,打造开放聚合的智能交通生态圈。政府通过法律法规支持、政策鼓励和机制体制协调指导市场良性发展,市场以创新性应用为原则,推动智慧地铁、智慧公交、智慧枢纽、智慧口岸等新业态模式发展。同时,完善智能交通宣传应用渠道,强化与利益相关者的沟通交流,使智能交通为民服务、深入人心。

 

图9 智能交通产业生态圈

 

四、结语

 

《战略》明晰了未来五年美国ITS战略的发展要点,在对《战略》的研究方向、自动驾驶政策、数据共享以及完整出行等趋势形势研判的基础上,聚焦智能交通新基建、自动驾驶技术、数据共享开放、MaaS出行服务和产业协同提出了我国智能交通发展方向,为新时期智能交通高质量发展提供指引。

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