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智能化可大幅提升公共交通的出行效率，為人們出行提供了便利，滿(mǎn)足多樣化出行需求。本文從三個(gè)方面詳細闡述了在公交領(lǐng)域發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)的意義。打造智能網(wǎng)聯(lián)公交可助力實(shí)現公交智慧化，其存在三個(gè)發(fā)展趨勢，即智能網(wǎng)聯(lián)公交向“精準公交”、“安全公交”和“科學(xué)公交”三個(gè)方向發(fā)展?！熬珳使弧笨墒构粶庶c(diǎn)率提高40%~50%，“安全公交”可使事故率大幅下降70%~80%，“科學(xué)公交”可使運營(yíng)計劃完成率達98%。

一、智慧公交產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀

城市公共交通的發(fā)展為人們出行提供了便利，滿(mǎn)足了多樣化出行需求。發(fā)展公共交通是現代城市發(fā)展的方向，是加強城市交通治理、提升城市居民生活品質(zhì)的有效措施。

2020年12月，國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布《中國交通的可持續性發(fā)展》白皮書(shū)，提到城市公共交通持續優(yōu)先發(fā)展，城市公交出行分擔率穩步提高，舒適度不斷提升。2019年中國城市公共汽電車(chē)運營(yíng)車(chē)輛69.3萬(wàn)輛，運營(yíng)線(xiàn)路6.6萬(wàn)條，運營(yíng)線(xiàn)路長(cháng)度133.6萬(wàn)公里，客運量691.8億人次。截至2020年，全國機動(dòng)車(chē)保有量達3.72億輛，其中汽車(chē)2.81億輛，再加上航空、鐵路、水運等，交通領(lǐng)域碳排放量非常大。2021年全國兩會(huì )，碳達峰、碳中和首次寫(xiě)入政府工作報告，發(fā)展城市公交是助力“碳中和”的重要手段之一。

智慧公交是城市公交出行的重要發(fā)展方向之一。所謂的智慧公交，是將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算等新一代信息技術(shù)應用到城市公共交通運營(yíng)、服務(wù)、管理等方面，努力打造綜合、高效、準確、可靠的城市公共交通信息服務(wù)體系，全面提高城市公共交通智能化水平。

國務(wù)院、交通運輸部等主管、部門(mén)多次在各種指導文件中強調公共交通的智能化、信息化。2014年4月，交通運輸部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)城市公共交通智能化應用示范工程建設有關(guān)事項的通知》，加快推進(jìn)城市公共交通智能化應用示范工程建設工作。

2015年6月，交通運輸部辦公廳發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加快推進(jìn)城市公共交通智能化應用示范工程建設有關(guān)工作的通知》，以提升城市公共交通運行監測、企業(yè)智能調度、行業(yè)監管決策和公眾出行信息服務(wù)水平為總體目標。

截止到2020年11月，交通運輸部共公布兩批37個(gè)公共交通智能化應用示范試點(diǎn)城市。第一批包括鄭州、大連、哈爾濱、深圳、南京、西安、長(cháng)沙、北京、重慶等10個(gè)城市;第二批包括太原、石家莊、青島、武漢、株洲、貴陽(yáng)、蘇州、烏魯木齊、杭州、保定、銀川、蘭州、昆明、寧波、合肥、南昌、新鄉、廣州、沈陽(yáng)、西寧、柳州、福州、?？?、呼和浩特、長(cháng)春、上海、天津等27個(gè)城市。

智能網(wǎng)聯(lián)作為一種技術(shù)手段，是實(shí)現智慧公交的重要途徑之一。智能網(wǎng)聯(lián)公交，本質(zhì)是實(shí)現公交的智能化和網(wǎng)聯(lián)化。其中智能化代表公交車(chē)的自動(dòng)化水平，從L0-L5。網(wǎng)聯(lián)化代表公交車(chē)的信息交互水平，包括V2I、V2V、V2P、V2N等。全國各地紛紛開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)公交試點(diǎn)示范工作，詳細情況如表格所示。

二、智慧公交面臨的挑戰

智慧公交發(fā)展面臨的挑戰主要考慮三個(gè)角度，分別是從城市市民角度、公交運營(yíng)企業(yè)角度和城市管理者角度。

從城市市民角度看，當下公交出行存在“門(mén)到門(mén)”出行時(shí)間較長(cháng)的問(wèn)題。造成這個(gè)問(wèn)題的原因，包括公交候車(chē)時(shí)間長(cháng)、不準時(shí)。一般來(lái)說(shuō)，為了提升公交運營(yíng)效益，會(huì )減少公交配車(chē)并采取較大的發(fā)車(chē)間隔，這就會(huì )導致市民候車(chē)時(shí)間增加。除此之外，為增加客流，會(huì )增加繞行，從而增加線(xiàn)路非直線(xiàn)系數，導致市民繞行距離增加，道路擁堵也會(huì )引起行程時(shí)間過(guò)長(cháng)。此外，公交出行還存在舒適度不足的問(wèn)題，比如熱點(diǎn)區域和線(xiàn)路的公交車(chē)車(chē)廂擁擠。

從公交運營(yíng)企業(yè)角度看，當下公交出行存在以下問(wèn)題：第一，乘客與司機沖突，公交車(chē)縱火爆炸，公交車(chē)交通事故，公交車(chē)車(chē)輛故障等各種原因導致的事故。第二，公交駕駛員招聘難、成本高，公交需要A3級以上駕照，駕駛員人工成本高，而且公交駕駛員工作時(shí)間長(cháng)，容易造成疲勞駕駛，帶來(lái)極大安全隱患。第三，公交出行面臨軌道交通、電動(dòng)自行車(chē)、自行車(chē)等出行方式的競爭，尤其是網(wǎng)約車(chē)的沖擊，相比公交出行，網(wǎng)約車(chē)服務(wù)質(zhì)量更高，線(xiàn)路更加靈活，可達性更強。

從城市管理者角度看，當下公交出行存在如下問(wèn)題：第一，城市級公共交通決策需要更加科學(xué)，例如科學(xué)設計公交路網(wǎng)、快速公交線(xiàn)路，以及實(shí)現城市級智慧交通協(xié)同疏導等。第二，公共交通出行信息發(fā)布不及時(shí)不準確，大部分城市公交系統不能有效傳遞出行信息。第三，公交服務(wù)水平評價(jià)不客觀(guān)，很多情況下是通過(guò)增加公交基礎設施投入來(lái)提升公交服務(wù)水平，而忽略了智能化改造等其它有效手段。

三、智能網(wǎng)聯(lián)公交的三大發(fā)展趨勢

通過(guò)打造智能網(wǎng)聯(lián)公交，可以助力實(shí)現公交智慧化。從城市市民角度看，發(fā)展“精準公交”;從公交運營(yíng)企業(yè)角度看，發(fā)展“安全公交”;從城市管理者角度看，發(fā)展“科學(xué)公交”。

(一)發(fā)展“精準公交”

“精準公交”有不同層次的要求。首先要做到“準時(shí)準點(diǎn)”，即市民期望公交車(chē)“定點(diǎn)發(fā)車(chē)，準時(shí)到站”，這樣市民可以算好時(shí)間出門(mén)，“卡著(zhù)點(diǎn)”坐車(chē)。其次可以提供“定制公交”，即市民通過(guò)專(zhuān)門(mén)渠道提出自己的出行需求，公交公司統計市民需求和客流情況設計出公交線(xiàn)路。

最后還可以提供“智能響應公交”，市民可以選擇手機預約、動(dòng)態(tài)生成智能響應式公交，從而提供更加便捷、舒適的個(gè)性化出行服務(wù)。

針對不同層次的“精準公交”業(yè)務(wù)，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)可以提供豐富的應用場(chǎng)景。例如公交優(yōu)先、綠波車(chē)速引導、智慧站臺(BRT站臺)、移動(dòng)端應用信息服務(wù)、L4級微循環(huán)自動(dòng)接駁巴士等。

公交優(yōu)先可以通過(guò)“空間”和“時(shí)間”實(shí)現資源優(yōu)先，即公交車(chē)有道路通行空間優(yōu)先權，和公交車(chē)有道路通行時(shí)間優(yōu)先權?；谥悄芫W(wǎng)聯(lián)C-V2X車(chē)路協(xié)同技術(shù)，可實(shí)現低成本高精度的主動(dòng)實(shí)時(shí)自適應公交優(yōu)先。

依托于C-V2X超視距和低遲延能力，可以預測公交車(chē)輛到達時(shí)間，決定優(yōu)先配時(shí)策略;依托于C-V2X高精度(厘米級)定位能力，精準感知公交位置、速度、加速度，實(shí)現準確配時(shí);根據道路擁堵情況動(dòng)態(tài)計算各方向可壓縮時(shí)間，通過(guò)相位保持、綠燈延長(cháng)、紅燈截斷、相位插入和相序跳動(dòng)等確保公交車(chē)直接通過(guò);考慮多方向優(yōu)先沖突請求，根據交叉路口車(chē)輛位置、速度、行駛方向、載客率、正點(diǎn)率和司機駕駛意圖，進(jìn)行多臺公交車(chē)的優(yōu)先等級排序和優(yōu)先方案。

綠波車(chē)速引導是當公交車(chē)駛向信號燈控制的交叉路口，收到由C-V2X路側單元RSU發(fā)送的道路數據以及信號燈實(shí)時(shí)狀態(tài)數據，給駕駛員一個(gè)合適的車(chē)速建議區間，從而使車(chē)輛能夠經(jīng)濟舒適地(不需要停車(chē)等待)通過(guò)綠波帶各個(gè)信號路口。

智慧站臺與公交智能網(wǎng)聯(lián)系統實(shí)現數據互聯(lián)，電子站牌可展現公交車(chē)的實(shí)時(shí)信息，精準顯示公交車(chē)到站和離站位置、到站和離站時(shí)間、搭載人數、行駛速度等多種信息。

微循環(huán)自動(dòng)接駁巴士實(shí)現固定線(xiàn)路接駁，20km/h~50km/h的設定線(xiàn)路L4級自動(dòng)駕駛。應用C-V2X車(chē)路協(xié)同技術(shù)將使自動(dòng)接駁巴士更加精準和安全可靠。

(二)發(fā)展“安全公交”

“安全公交”涉及到多方面的要求。針對公交車(chē)輛本身：車(chē)輛安全是保障公交安全行駛的基礎前提，包括車(chē)輛本身的各種狀況，以及車(chē)前車(chē)后、駕駛位、車(chē)門(mén)、車(chē)廂的全方位監控;針對司機乘客：駕駛員的不規范操作和行為，以及長(cháng)時(shí)間疲勞駕駛，是公交事故發(fā)生的重要原因之一，另外，乘客的危險行為，如搶奪公交車(chē)方向盤(pán)等也會(huì )嚴重危害公交車(chē)安全;針對交通環(huán)境和其它交通參與者：如極端惡劣交通環(huán)境，以及其它交通參與者導致的交通事故，也會(huì )危害到公交車(chē)安全。

針對以上不同對象的“安全公交”業(yè)務(wù)，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)可以提供豐富的應用場(chǎng)景。例如公交車(chē)輛狀態(tài)數據實(shí)時(shí)上傳、司機駕駛智能監測、弱勢行人與非機動(dòng)車(chē)檢測、交叉路口防碰撞、橋隧水浸監測、L3級自動(dòng)駕駛公交改造等。

公交車(chē)輛狀態(tài)數據實(shí)時(shí)上傳，車(chē)載終端OBU與CAN總線(xiàn)集成，支持車(chē)輛診斷、車(chē)輛遠控、車(chē)輛數據上報等。

司機駕駛智能監測，可對司機疲勞駕駛、分神駕駛、抽煙、接打電話(huà)等各種異常行為和危險行為及時(shí)報警。

弱勢行人與非機動(dòng)車(chē)檢測、交叉路口防碰撞，可通過(guò)路側智能設備，采集路口交通信息，生成路口交通態(tài)勢。行人和非機動(dòng)車(chē)輛進(jìn)入機動(dòng)車(chē)道時(shí)，及時(shí)對公交車(chē)進(jìn)行告警;路側邊緣計算設備還可以進(jìn)行協(xié)同決策，廣播行駛建議給公交車(chē)輛，減少交通事故發(fā)生概率。

橋隧水浸監測，通過(guò)路側智能設備，檢測橋隧狀況，通過(guò)C-V2X路側單元RSU提前下發(fā)給即將進(jìn)入該路端的公交車(chē)。

L3級自動(dòng)駕駛公交改造，此時(shí)系統完成多數的駕駛操作，僅當緊急情況發(fā)生，出現車(chē)輛無(wú)法處理情況時(shí)，進(jìn)行預警提醒駕駛員，由駕駛員接管車(chē)輛。L3級自動(dòng)駕駛公交車(chē)可以有效降低司機的駕駛疲勞度，將司機從重復勞動(dòng)中解放出來(lái)，將更多精力放到關(guān)注乘客服務(wù)上;還可以對特殊路段預設軌跡，在過(guò)橋和過(guò)隧道等危險場(chǎng)景下，車(chē)路協(xié)同和L3自動(dòng)駕駛系統協(xié)同作用，系統預設最高優(yōu)先級路徑，其他人無(wú)法控車(chē)，避免司機和乘客出現危害社會(huì )行為;還可以實(shí)現公交車(chē)輛精準?？?，一級踏板和車(chē)站屏蔽門(mén)間隔不超過(guò)15cm，前后對齊誤差不超過(guò)20cm。

(三)發(fā)展“科學(xué)公交”

“科學(xué)公交”涉及到不同維度的要求。在規劃決策維度，需要科學(xué)設計公交路網(wǎng)、快速公交等;需要和城市軌道交通、最后一公里出行等形成有機協(xié)同;需要和智慧交通大系統融合，進(jìn)行主動(dòng)交通管控。在信息發(fā)布維度，需要對數據高度融合，通過(guò)多種觸達方式向市民提供公交信息服務(wù)，以及交通事故風(fēng)險預警等。

針對不同維度的“科學(xué)公交”業(yè)務(wù)，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)可以提供豐富的應用場(chǎng)景。例如互聯(lián)網(wǎng)大數據應用、公交線(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化、一體化出行服務(wù)等?；ヂ?lián)網(wǎng)大數據應用，可以挖掘城市居民出行需求和出行特征，為交通行業(yè)提供科學(xué)、可靠的數據分析和決策支持。例如宏觀(guān)層面的省際/城際客流遷徙、城市客流OD、熱門(mén)出行區域等;微觀(guān)層面的實(shí)時(shí)客流檢測、通勤規律、人群畫(huà)像等。

公交線(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化，分析熱門(mén)區域的公交供給情況，尋找到線(xiàn)網(wǎng)低覆蓋但出行需求大的區域。一體化出行服務(wù)，針對出行需求進(jìn)行一體化出行規劃，多種交通方式流暢銜接，出行信息全鏈路打通，根據個(gè)人出行偏好智能化推薦線(xiàn)路。

(四)建設成效

依托于智能網(wǎng)聯(lián)公交技術(shù)，“精準公交”的車(chē)輛運行時(shí)間可節約15%~25%，車(chē)速提升10%~20%，準點(diǎn)率提高40%~50%，平均車(chē)次運量增多25%~30%;“安全公交”提供公交車(chē)輛、司機乘客、交通運行安全管理，事故率可大幅下降70%~80%;“科學(xué)公交”可有效改善公交營(yíng)運供給，運營(yíng)計劃完成率可達98%。

來(lái)源：ITS中國智能交通網(wǎng)

作者：董志國【粵港澳大灣區自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書(shū)長(cháng)、廣州市公共交通集團有限公司科技信息部(大數據中心)副部長(cháng)】