導語

我國交通系統服務供給能力經歷了從“瓶頸制約”到“初步緩解”，再到“基本適應”經濟社會發展需求的奮斗歷程，與世界一流水平的差距快速縮小，部分領域已經實現超越，但我國交通系統在安全、效率、服務、可持續性等方面仍存在問題和挑戰，如何更好地解決交通系統現存問題呢？今天言究社為大家帶來北京交通大學教授、國家軌道交通安全協同創新中心首席科學家賈利民在2024中國道路交通安全創新與合作大會上分享的《自主式交通系統技術》內容。

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演講內容

一、自主式交通系統背景需求

為保持和強化在構建變革性交通科技與產業新格局中的競爭力，歐、美、日等交通科技和產業發達國家紛紛出臺國家戰略，陸續提出以自主式交通系統（Autonomous Transportation Systems--ATS）為核心的新一代智能交通系統架構。

美國提出的“面向2025年的下一代航空運輸系統”（NGATS）旨在實現自動化程度更高直至無人工干預的空中交通管理系統。

歐盟在地平線2020計劃中提出協作式智能交通(C-ITS)體系架構，并在《RAIL 2050 VISION》提出了自主列車運營。

日本發布自動駕駛政策方針4.0版，提出逐步實現無人自動駕駛。

世界海事組織(IMO)明確提出發展水面自主航行船舶，發布自主駕駛船舶試驗暫行指南。

雖然國內外已對自主式交通系統（ ATS） 進行了初步探索，但其作為人類智能向機器智能轉移過程中形成的、具有典型復雜巨系統特征、尚處于發展演化初期的新型交通系統，也是智能交通的升級版，暫無國際公認的定義和相關理論技術體系。

我國軌道交通智能化已邁入引領者行列，在道路、航空和水運交通智能化領域取得長足進步，但在架構、核心技術和標準體系等方面仍總體處于跟跑狀態，主要技術和運行標準仍由歐美等國主導。為搶占新一代智能交通系統發展先機，亟須開展自主式交通系統（ ATS） 的研究，創建“以我為主、主動變道、兼收并蓄、原創引領”科技創新發展新模式。

政策背景

交通部、科技部于2021年8月25日聯合發布了《關于科技創新驅動加快建設交通強國的意見》，提出“加強自主式交通系統成套技術研發”；

交通部、科技部于2022年3月10日發布《“十四五”交通領域科技創新規劃》，提出“實現主要交通裝備國際引領，創建自主式交通系統技術體系”。

二、自主式交通系統概念內涵、演化邏輯與頂層架構

概念內涵

自主式交通系統（ATS）是在交通系統與智能、網絡、數據、材料、能源等使能/賦能技術以及心理、認知和行為科學深度融合基礎上，其組分物理/邏輯實體及系統整體具備可演進提升的自感知、自適應、自學習、自決策、自修復、自進化與和諧互操作能力，系統整體具有高度智能、高度彈性、高度適應性、高度開放性和高度自治性的新一代交通系統，是典型的多領域有機融合、結構和功能復雜，能高安全、高效率、高品質地完成“位移+”使命的綠色體系化系統（System of Systems--SOS）。

演化邏輯

從人、機、基、環角度，交通系統由決策體(人/機)、運載體(機)、基礎設施(基)、環境(環)四類頂層交通要素組成，在自主式交通系統不同發展階段，要素間結構演化過程如下：

圖：自主式交通系統結構演化過程

頂層架構

自主式交通系統（ATS）頂層架構框架由需求體系、功能架構、邏輯架構、技術架構、物理架構等組成。

圖：自主式交通系統總體思路

圖：自主式交通系統概念框架

三、自主式交通系統發展的可能路徑

在借鑒融合自動駕駛等級劃分、基礎設施支撐等級劃分等現有分級標準的基礎上， 分四個階段、六個等級提出自主式交通系統分級標準及發展路徑（DoA）。

圖：自主式交通系統發展的可能路徑

四、自主式交通系統關鍵技術

1. 自主式交通系統狀態綜合感知與態勢辨識技術

技術形成邏輯：場景驅動-組分構成-組分狀態-全息感知-語義同步-態勢認知-行為。

2. 自主式交通系統基礎設施與路網數字化技術

技術形成邏輯：基礎設施組分-組分數字化建模—組分互操作—組分時空布局-

組分動態表達—系統動態表達—系統虛擬運行-基礎設施于路網數字化技術。

3. 自主式交通系統互操作技術

技術形成邏輯：互操作對象—互操作模式-互操作功能—互操作目的-互操作技術集。

4. 自主式交通系統計算技術

技術形成邏輯：計算力布局—計算力承載體—計算功能—計算模型--計算目的。

5. 自主式交通系統集成技術

技術形成邏輯：場景定義-組分結構-互操作模式-功能集成-技術集成-系統集成。

圖：下一步愿景

（文 / 北京交通大學教授、國家軌道交通安全協同創新中心首席科學家 賈利民）

編校 | 張翼飛 何子豪

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