干货丨王长君：什么是交通大脑？

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王长君、公安部交通管理科学研究所所长、研究员。主要从事道路交通安全综合研究、道路交通管理信息系统研发与安全维护、城市和公路交通管理技术研究、法定证照技术研究、道路交通安全产品检测与技术标准研究、道路交通管理业务培训和执法装备研发推广应用等业务。

“ 交通大脑 ”的产生是必然的

1、我国交通管理科技经历了智能化、信息化的发展过程

我国公安交通管理科技发展历程，是一个智能化发展的过程，先后经历了以下阶段：

上世纪80年代后期，交通工程理论和技术进入我国，上海、北京引进了国外交通信号控制系统；
上世纪90年代，基于CCTV的交通电视监控系统及卡口闯红灯抓拍系统在国内逐步出现；
本世纪初，以城市交通集成指挥系统、城市交通诱导系统以及缉查布控系统等为核心的城市交通指挥中心在各个城市得到不断的建设、应用和发展；
2010年以来，随着公安部“两化”工作的推进（编者注： 城市道路交通信号灯配时智能化 和 标志标线标准化 ，简称“两化”工作），交通信号控制的智能化和互联网+、视频图像处理技术的结合又有了很大的发展。

同时，公安交通管理科技的发展也是一个信息化的发展历程，具体发展阶段为：

上世纪90年代后期，公安部开发了全国进口汽车计算机核查系统；
2003年，开发了全国机动车和驾驶人信息管理系统；
2007年，开发了全国交通事故和交通违法系统；
2010年，在原有系统基础上结合各地交警队信息系统，开发了“六合一”平台；
2013和2014年，全国互联网综合服务平台、全国公安交通集成指挥平台得到了开发、应用和完善。

今天，以大数据分析研判支撑交通执法、业务监管以及交通信号控制等，包括以图搜车、基于AI和机器学习的集成指挥平台的一些技术应用也得到了很大的发展。

2、交通管理科技智能化与信息化的融合

随着大数据、云计算、人工智能等技术的快速发展，智能化系统和信息化系统两个原本独立的系统，从相互联系发展为不断融合，信息化支撑着智能化的有效应用，智能化又拓展了信息化作用的发挥。全国公安交通集成指挥平台就印证了这一融合趋势。从某种程度而言，我们现在已经很难区分公安交通集成指挥平台究竟是信息化平台还是智能化平台，两者已经合二为一。其中更为重要的融合是以往两个系统中大量信息、多元数据的汇聚、融合计算，以及在计算基础上的决策。此外，新兴的基于RFID技术车辆识别应用、车联网系统、自动驾驶测试等技术的发展，使智能化和信息化的融合趋势和进程更为迅速。

3“交通大脑”是智能化和信息化融合发展的必然产物

在有效的多源数据基础上产生的状态数据、身份数据，如何来支撑公安交通管理、交通控制、路面交通执法、业务监管及面向社会、大众的服务呢？这就需要我们在业务需求分析基础上，结合交通工程传统的经典理论，基于智能化算法，从精准描述交通运行和管理状态的底层数据中发现复杂、隐藏的规律，以及解决问题的优化路径，再到行动层面上采取解决问题对策的最佳措施。我们形象地将这一从感知到认知再到行动的过程，称为 “交通大脑” 。

我认为，“交通大脑”的产生，不仅是交通管理智能化、信息化融合发展的一个趋势，更是经济社会发展到今天，新一代信息化技术和传统的智能化技术相互融合的情况下，在道路交通领域的必然产物，因此说“交通大脑”的产生是必然的。

为什么说“交通大脑”的发展是渐进的

1、“交通大脑”的建设面临诸多挑战

“交通大脑”的建设究竟难在哪？从数据的汇聚、融合、计算，再到“交通大脑”最终发挥作用的顶层架构，面临的困难和挑战主要有以下几个方面：

数据质量：80年代后期，我国引进了国外信号控制系统，目前我国也有至少五六十家交通信号控制系统。虽然拥有大量的交通信息采集系统和采集手段，但现有信号控制系统在交通流量采集上，仍有很大的欠缺和不足。同样，虽然集成指挥平台在全国已有广泛应用，但路面交通监控系统的安装、调试到维护以及图像传输质量仍然存在很多问题。
传输带宽：采集的图像和数据能否顺利传回来也是需要解决的问题。
存储与算力：对公安交通管理部门来说，需要多大的投入来完成这些结构化的、非结构化的数据图像的存储？又需要多大的投入才能对这些数据进行有效的计算？
算法研发：对数据进行挖掘和应用需要有数据工程师，但对于公安交管部门来说，这方面的资源非常稀缺。而对具有数据计算能力的企业来讲，对交通管理业务需求缺乏足够的了解，在交通工程基础理论和应用方面缺乏有效积累，这三者间的融合合作，又在什么时候能够很好地完成？数据的算法研发也好，“交通大脑”的建设也好，如果不能很好地和交通管理的业务需求结合起来，不能和传统的经典的交通工程理论模型结合起来，即便再好的算法，再强的算力，也不足以支撑公安交管部门来缓解交通拥堵、预防交通事故等问题，“交通大脑”也注定会成为水中月、镜中花。

2、“交通大脑”的架构需要时间研究、探讨

上世纪90年代，公安交通指挥系统的架构是“烟囱式”的；2000年发展为“集成式”的，实现了不同应用子系统之间的数据在物理层面的共同存储，相互调用。经过20多年发展，从公安网到专网再到互联网有着大量的应用系统，这些系统需要以一种什么样的架构才能够满足我们对“交通大脑”的期望？这需要有一个研究、开发、建立，乃至最终形成标准的过程，需要花费比较长的时间去研究和探讨。所以说“交通大脑”的建设是渐进的。

3“交通大脑”在功能上的发展也必须是渐进的

从功能角度来讲，我们可以来看看当前“交通大脑”在做什么？还需要做什么？还需要做哪几个方面？到目前为止，全国大多数“交通大脑”的开发应用主要在缓解城市交通拥堵方面。“交通大脑”主要通过车载导航数据和交通信号、交通流量采集系统的数据，包括从视频图像所获得的车辆状态数据、身份数据来做城市路面交通状况的实时诊断，对某一路口、某一小区域进行交通信号的优化控制，包括交通组织诱导。这是现在绝大部分“交通大脑”正在做的事情。但要想满足公安交通管理部门整个管理需求，这还远远不够。

我们需要通过“交通大脑”快速发现路面的突发事件、交通事故，并提出应急救援的措施；更需要“交通大脑”能够从安全的角度告诉路面执法者、交警决策部门，什么样的人有什么样的交通违法行为，什么样的车存在交通违法行为，例如驾驶人有没有系安全带，有没有酒后驾驶等等。我们需要“交通大脑”通过分析给出这些数据、资料和信息。同时，我们还需要“交通大脑”能够对交通运行状况、交通事故、交通安全做出预警和预测；需要对车驾管、违法处理窗口进行有效的业务监管以及便民服务方面等。

为什么说“交通大脑”不是万能的？

在过去的若干年里，在交通管理领域有过许多“万能”的描述，从智能交通到后来的大数据等等，每一项新技术进入应用领域时，往往被描绘成无所不能的。但是，今天当我们在做符合发展趋势的“交通大脑”时，也必须清醒地认识到“交通大脑”不是万能的。正如前文所说，“交通大脑”目前只是在某一个方面发挥了作用。

举例来说，交通拥堵产生的原因是出行量远远大于路面和公交的供给量。要缓解交通拥堵，就要减少需求、加大供给，取得交通需求和供给之间的动态平衡。在交通供需缺口越来越大的情况下，要想实现交通需求和供给之间的动态平衡，可以通过这几种方式来实现：

优化道路设施来提升交通供给，比如优化路网结构，打通断头路等；
提高管理效率，比如优化信号灯和交通组织；
通过执法宣传教育和工程技术规范交通行为；
抑制交通需求，如进行以公交优先的城市规划、城市开发，鼓励公交绿色出行，包括实施限行限号措施等；

只有抑制交通需求和增加交通供给，才有可能在交通快速增长的情况下，实现两者间的动态平衡。

目前，“交通大脑”的应用更多是在提高交通管理效率方面，在优化交通信号控制和优化交通组织上发挥作用。将来，“交通大脑”应可以支撑城市交通规划，在 抑制交通需求 和 增加交通供给 方面提供更多的支撑。从这个角度来讲，“交通大脑”不是万能的，将来“交通大脑”完善了，或许可以发挥更大的作用，但也不是万能的。

“交通大脑”是我国道路交通智能化和信息化融合发展的必然产物，同时也是核心组件之一。“交通大脑”是技术手段和概念的完美的结合，“交通大脑”需要在多元数据采集、带宽、算例，以及存储、算法研发上打下良好基础，这一投入巨大，资源耗费巨大，因此，“交通大脑”的建设是渐进的。“交通大脑”本身不应该成为我们建设的唯一的目标，如果一定坚持用“交通大脑”的概念，我更愿意把“交通大脑”称作交通管理的“数据大脑”。

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