何洪文 ，孫逢春 ，李夢林

（1. 電動車輛國家工程研究中心，北京 100081；2. 北京理工大學(xué)機械與車輛學(xué)院，北京 100081；3. 燕山大學(xué)車輛與能源學(xué)院，河北秦皇島 066000）

一、前言

交通運輸是現(xiàn)代化經(jīng)濟體系建設(shè)的先行領(lǐng)域和交通強國建設(shè)的重要支撐[1,2]。當(dāng)前，我國綜合交通運輸網(wǎng)絡(luò)總里程超過6×106km，建成了全球最大規(guī)模的高速鐵路網(wǎng)、高速公路網(wǎng)和世界級港口群。然而，交通運輸領(lǐng)域的碳排放量約占我國碳排放總量的10%，是霧霾天氣和城市熱島效應(yīng)的主要誘因之一[3]，在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，加快發(fā)展綠色、低碳運輸體系至關(guān)重要。隨著交通系統(tǒng)建設(shè)更為復(fù)雜化和精細化，路網(wǎng)的“擴改”進程與機動車增速存在明顯的不匹配，導(dǎo)致交通事故頻發(fā)、交通擁堵成為常態(tài)。綜合交通集成了道路、軌道、水路、航空、城市綜合等交通模式，通過開展相應(yīng)的科技創(chuàng)新，有望在優(yōu)化交通系統(tǒng)性能、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。我國雖然在基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、綜合交通運輸體系、運輸裝備技術(shù)等領(lǐng)域取得了矚目成就，但不平衡、不充分等結(jié)構(gòu)性問題仍然存在；綜合交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍待優(yōu)化，統(tǒng)籌融合、互通韌性亟待加強，綜合交通的質(zhì)量效率不適應(yīng)經(jīng)濟社會快速發(fā)展的需求。因此，著力解決現(xiàn)代交通面臨的排放治理、交通運輸難題，推動建設(shè)可持續(xù)智能交通系統(tǒng)，成為綜合交通領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題。

綜合交通發(fā)展需要秉持科技創(chuàng)新與安全智慧綠色理念，而綜合交通工程科技得益于第五代移動通信（5G）、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)以及新能源等新興技術(shù)的持續(xù)進步，進入了跨領(lǐng)域、多元化的發(fā)展階段，如高效互通的交通體系成為研究熱點[4,5]、清潔能源交通運載裝備的創(chuàng)新和完善[6,7]。在智慧交通體系迅速發(fā)展的背景下，綜合各類交通形式，合理運用綠色高效的交通運載裝備，助力實現(xiàn)交通領(lǐng)域的全面互通互聯(lián)和高效調(diào)度。這既是釋放交通系統(tǒng)流通和節(jié)能潛力的有效途徑，也是設(shè)計未來交通智慧互聯(lián)頂層架構(gòu)的必要手段。因此，破解綜合交通工程發(fā)展困境，關(guān)鍵在于構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò)綜合立體、交通出行便捷順暢、智慧交通融合發(fā)展的現(xiàn)代智能交通新格局。

本文立足交通強國戰(zhàn)略背景，聚焦包括道路交通、軌道交通、水路交通、航空交通、城市綜合交通在內(nèi)的多元交通形態(tài)，梳理發(fā)展現(xiàn)狀、辨識未來趨勢、論證科技攻關(guān)方向，以期前瞻探討我國綜合交通及其科技發(fā)展新格局，為我國綜合交通高質(zhì)量發(fā)展研究提供啟發(fā)和參考。

二、我國綜合交通工程科技的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）道路交通領(lǐng)域工程科技發(fā)展現(xiàn)狀

道路交通系統(tǒng)是社會發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，得益于兼具規(guī)模和高效的公路網(wǎng)絡(luò)，我國已建成世界領(lǐng)先的公路貨運交通體系。截至2022年年底，我國公路通車里程為5.35×106km，其中高速公路里程為1.77×105km[8]，實現(xiàn)從“連線成片”到“基本成網(wǎng)”、從高速公路到普通公路銜接連貫的層層輻射格局，道路交通網(wǎng)絡(luò)布局實現(xiàn)規(guī)模和質(zhì)量雙躍升。2022年，我國全年累計公路貨運量達3.712×1010t，累計公路旅客客運量為3.55×109人次。在道路交通工具方面，截至2022年年底，全國機動車保有量為4.17×108輛，其中汽車保有量為3.19×108輛[9,10]。為解決機動車尾氣帶來的空氣污染和碳排放問題，我國大力發(fā)展以純電驅(qū)動為特征的新能源汽車并實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用（新能源汽車保有量為1.31×107輛），已成為全球最大的新能源汽車市場，保有量持續(xù)位居全球第一。道路運載車輛電動化的不斷升級，大幅提升了汽車的碳減排進程，為世界節(jié)能減排事業(yè)做出了卓著貢獻[11,12]。

隨著新能源汽車技術(shù)的不斷進步，智能化、網(wǎng)聯(lián)化和信息化成為汽車發(fā)展的主流技術(shù)方向，自動駕駛、車路協(xié)同、智能網(wǎng)聯(lián)等新興技術(shù)賦能道路交通系統(tǒng)并示范應(yīng)用，智能交通中出現(xiàn)了更多中國標準、中國方案。移動互聯(lián)發(fā)展促成了共享道路交通出行，大數(shù)據(jù)智能交通出行為道路交通提供了更好的出行鏈選擇，在提高人們出行效率和體驗的同時，緩解了交通擁堵，降低了環(huán)境噪聲作用[13]。智能化、信息化的道路交通管控系統(tǒng)已經(jīng)成為城市調(diào)控交通、疏通擁堵、提高道路運行效率和節(jié)能減排的重要手段[14]。目前，北京建成了包括交通事故應(yīng)急管理系統(tǒng)、高速公路管理系統(tǒng)、公交指揮調(diào)度管理系統(tǒng)在內(nèi)的智能交通管理體系；廣州建成了集靜態(tài)交通信息管理系統(tǒng)、運輸物流信息平臺、信息網(wǎng)絡(luò)共享平臺于一體的智能交通體系。鄭州智慧島智能網(wǎng)聯(lián)電動公共交通把智慧的車與智慧的路結(jié)合起來（見圖1），通過信息整合平臺發(fā)布操控指令，實現(xiàn)了自動駕駛、自動充電、智能調(diào)度等功能，提升車輛運行效率高達50%，與普通新能源汽車相比可以降低10%以上的能耗，實現(xiàn)了“車 - 路 - 場 - 云”的一體化智能協(xié)同控制。盡管我國新能源汽車領(lǐng)域在一定程度上領(lǐng)跑世界，但在汽車技術(shù)自主創(chuàng)新和核心零部件研發(fā)方面還有待提升，尤其是車用芯片、汽車研發(fā)軟件等仍受制于人，亟需加大投入和研發(fā)力度，提升自主創(chuàng)新能力。

圖1 “車 - 路 - 場 - 云”一體化協(xié)同控制

（二）軌道交通領(lǐng)域工程科技發(fā)展現(xiàn)狀

軌道交通運輸是現(xiàn)代長途運輸?shù)闹饕绞街?，其運營成本低、輸送量大、受環(huán)境影響小，特別是在地形復(fù)雜、地區(qū)環(huán)境差異大的地區(qū)能夠最大程度發(fā)揮其優(yōu)勢。出于對我國地理和經(jīng)濟形勢的戰(zhàn)略考量，大力發(fā)展鐵路運輸產(chǎn)業(yè)是時代之需。目前，我國的軌道交通系統(tǒng)正在向高速、智能化和綠色化的方向發(fā)展。截至2022年年底，我國鐵路運營里程達1.55×105km，其中高速鐵路運營里程為4.2×104km。2022年，全年客運周轉(zhuǎn)量為6577.53億人·千米，貨運周轉(zhuǎn)量為35 945.69億噸·千米，交通運輸量穩(wěn)居世界第一[8]。尤其在高速鐵路（高鐵）行業(yè)，我國的高鐵運營總里程高于除中國外世界排名前十國家高鐵里程的總和，高鐵相關(guān)技術(shù)已成為我國的“名片”。隨著相關(guān)技術(shù)的進步和迭代更新，我國軌道交通系統(tǒng)已形成以高鐵、普列、城市輕軌、地鐵的整機制造、核心系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢。我國已經(jīng)成功研發(fā)了多款高速列車，具有運行速度快、能耗低、環(huán)境影響小等優(yōu)勢，并廣泛應(yīng)用了智能乘客信息系統(tǒng)，可提供實時的列車到站時間、座位分布和列車運行信息等。我國高鐵動車組在世界最高鐵路——青藏鐵路的試運行證明了在復(fù)雜環(huán)境中的軌道交通處理能力已處于世界領(lǐng)先。此外，低運能小型化磁懸浮列車為城際中短距交通提供新動能，時速600 km的高速磁懸浮列車為高速陸路交通提供了示范。

城市軌道交通線路增長迅速，截至2022年年底，全國有53個城市開通運營了城市軌道交通線路，共計有軌道交通線路292條、車站5609座、運營里程為9555 km，其中地鐵運營里程超過8000 km[8]。軌道交通管控系統(tǒng)逐步實現(xiàn)智能化發(fā)展，通過運用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)對列車運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和預(yù)測；通過推動運營管控信息系統(tǒng)建設(shè)，加強了軌道交通運營數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，優(yōu)化了運營計劃和資源配置，實現(xiàn)了智能化技術(shù)的應(yīng)用驗證。北京地鐵將國際領(lǐng)先的超高速無線通信5G技術(shù)應(yīng)用于車 - 地通信系統(tǒng)，切實解決了地鐵通信信號難以持續(xù)穩(wěn)定的難題，為乘客提供更為舒適和便利的乘車體驗；深圳地鐵打造了世界首座“數(shù)智城軌底座”，構(gòu)建了基于“云網(wǎng)協(xié)同”的一體化基礎(chǔ)設(shè)施平臺，建設(shè)了智慧車站；上海地鐵集成眾多先進技術(shù)，建設(shè)了國內(nèi)運營里程最長的全自動無人駕駛國際最高等級的GoA4級地鐵線路，在實現(xiàn)無人駕駛的同時降低了運營復(fù)雜度，提升了出行效率。

隨著我國“八橫八縱”高鐵網(wǎng)絡(luò)的加密成型和智能化技術(shù)的應(yīng)用，軌道交通網(wǎng)絡(luò)將為人們提供更全面、更便捷的出行服務(wù)，更多的出行方式選擇空間，顯著提升出行效率和出行質(zhì)量。但我國軌道交通工程科技領(lǐng)域的發(fā)展也存在諸多不足。例如，我國列車全自動運營尚無全壽命周期內(nèi)的成本數(shù)據(jù)，無法進行成本比較；全自動無人駕駛列車在缺乏合理管理和維護情況下的風(fēng)險尚無法準確評估；高鐵與一般軌道的互通接駁難且地區(qū)標準不統(tǒng)一，導(dǎo)致軌道系統(tǒng)的互聯(lián)化進程緩慢；軌道運輸設(shè)備的節(jié)能新技術(shù)推廣仍然滯后于目前的技術(shù)更新[15]，設(shè)備的節(jié)能性能有待提升，亟需推動節(jié)能技術(shù)在已投入運營的軌道車輛中予以融合應(yīng)用[16]。

（三）水路交通領(lǐng)域

水運作為交通運輸體系中貨物周轉(zhuǎn)量比例最高的交通運輸方式，具有運能大、成本低、污染小、占地少等優(yōu)勢，在我國綜合運輸體系中占據(jù)重要地位[17]。我國現(xiàn)已成為世界上具有重要影響力的水運大國。2022年，我國港口規(guī)模位列世界第一，擁有生產(chǎn)性碼頭泊位2.1×104個，貨物吞吐量為1.568×1010t，集裝箱吞吐量超過2.9×108標準集裝箱（TEU）[18]。在全球港口貨物吞吐量、集裝箱吞吐量排名前10的港口中，來自我國的港口分別占8席、7席[19]。截至2022年年底，我國內(nèi)河航道的通航里程為1.28×105km，居世界第一，全國累計內(nèi)河航道水路貨物運輸量達8.55×109t，同比增長3.8%；我國海運船隊規(guī)模持續(xù)壯大，海運船隊運力規(guī)模達3.1×108載重噸，居世界第二位[8]。中遠海運集團有限公司、招商局集團有限公司的經(jīng)營船舶運力規(guī)模分別居全球綜合類航運企業(yè)第一位、第二位。我國水路交通的規(guī)模和運力均位居世界前列，已形成較為完善的水路交通運輸體系。

隨著運輸船舶少人化、譜系化和信息化的發(fā)展，我國水運交通關(guān)鍵技術(shù)取得重要進展。① 在船舶技術(shù)方面，大型船舶的設(shè)計和建造技術(shù)處于世界一流水平，基礎(chǔ)超大型船閘等通航建筑物的設(shè)計運行技術(shù)世界領(lǐng)先。我國綠色船舶產(chǎn)業(yè)進步明顯，特別是能夠代表綠色船舶設(shè)計制造水平的液化天然氣（LNG）船業(yè)，在全球僅有8家相關(guān)資質(zhì)船廠情況下獨占5席。② 在港口建設(shè)方面，截至2021年年底，我國已累計建成集裝箱自動化碼頭10個，居世界首位，在自動化碼頭設(shè)計建造和港口機械設(shè)備制造等相關(guān)領(lǐng)域積累了國際領(lǐng)先的技術(shù)[20]。通過運用大數(shù)據(jù)、人工智能等先進的信息技術(shù)，我國逐步建立了智能化船舶交通管控系統(tǒng)，對船舶運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和預(yù)測。2021年，全球首創(chuàng)具有“智慧大腦”的天津港正式投入運營，為世界港口的智能化、低碳化轉(zhuǎn)型升級提供了參考。

目前，我國積極推進港口、航道等水運基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以滿足國內(nèi)外的貿(mào)易需求。雖然水運網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、設(shè)施齊全、分布廣泛、但仍存在內(nèi)河國家級航道通達范圍不足、高級航道占比偏低[21]和信息化程度不高等短板，大中型郵輪、大型LNG船舶、極地航行船舶、新能源船舶等自主設(shè)計建造能力與國際領(lǐng)先水平有一定差距。

（四）航空交通領(lǐng)域

航空運輸具有作業(yè)空間廣、運輸距離長、時效性強等特點，與全球化交通發(fā)展趨勢高度適配。雖然我國航空交通發(fā)展起步較晚，但在經(jīng)濟全球化的大背景下，我國的航空交通發(fā)展迅速，規(guī)模和運力均居于世界前列[22]。截至2022年年底，我國擁有民航運輸飛機4165架、通用航空器3177架，機場總設(shè)計容量為1.5×109人次，運輸機場總數(shù)為254個，通用機場為總數(shù)399個。2022年的航空運輸總周轉(zhuǎn)量為5.993×1010t·km、旅客運輸量為2.5×108人次、貨運吞吐量為6.076×106t[8,23]。我國已初步建成京津冀、長江三角洲、粵港澳大灣區(qū)和成渝四大世界級機場群。盡管我國在航空交通領(lǐng)域取得較大進步，但由于發(fā)展時間較短，與民航運輸發(fā)展成熟的國家相比，我國的航空交通發(fā)展規(guī)模仍有較大提升空間。

在航空交通科技層面，我國取得了長足的進步。C919客機的成功首飛和適航，標志著我國已具備自主研發(fā)大型噴氣式民用客機的能力，相關(guān)技術(shù)進入世界先進水平。北京大興國際機場首次實現(xiàn)高鐵下穿航站樓、場內(nèi)100%新能源車輛作業(yè)，并配套完備的自動化空管系統(tǒng)，在運行效率、綠色指標、航空管理方面均處于世界領(lǐng)先水平。我國已建立全國統(tǒng)一的空中交通管理網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了航空器的全球協(xié)調(diào)和管理；我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，作為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分，為航空器提供高精度的導(dǎo)航服務(wù)。此外，得益于我國基建能力的快速提升，與航空業(yè)配套的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平也位居世界前列。在飛機構(gòu)型設(shè)計、電子器件制造、通信能力等方面不斷取得突破，已具備領(lǐng)先優(yōu)勢。在航空安全保障方面，鮮有發(fā)生特別重大的航空安全事故，并初步實現(xiàn)了對空管制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的突破。

但與國際先進水平相比，我國的航空交通技術(shù)整體仍有不足，在航空器、發(fā)動機、機場設(shè)施的建設(shè)和升級等方面還較多依賴國外供應(yīng)商；空中交通管理雖然已初步建成，但自主研發(fā)和應(yīng)用的能力水平有待提高，在航空器流量控制和航班延誤管理等方面仍存在“卡脖子”的被動局面。

（五）城市綜合交通領(lǐng)域

隨著城市化進程加快，傳統(tǒng)的城市平面發(fā)展模式帶來的空間短缺、生產(chǎn)效率低下和環(huán)境破壞等問題日益凸顯[24]。城市地區(qū)人口密集、人員流動頻繁、交通運輸強度大且頻次高、多種交通方式并存、交通結(jié)構(gòu)復(fù)雜且注重時效，城市交通的綜合立體化應(yīng)用可有效緩解城市交通擁堵，成為多樣性出行的必然選擇，同時合理的交通立體規(guī)劃有利于引導(dǎo)城市空間結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化空間布局、避免城市交通水平蔓延的粗放發(fā)展，提高交通出行效率。

目前，我國已有多個城市打造了現(xiàn)代化城市立體交通系統(tǒng)。青島提出了“海陸空鐵”四維立體交通模式，建立了以國際化空港、現(xiàn)代化海港為中心，以高鐵、高速公路為骨干，與城市交通系統(tǒng)緊密銜接的現(xiàn)代化立體綜合交通運輸體系；揚州提出了“水陸空”一體化交通模式，利用長江水道對接現(xiàn)代航運體系，完善以“五縱七橫”為布局的復(fù)合城市快速路網(wǎng)，建成并運營了揚州泰州國際機場，投資建設(shè)集美食、風(fēng)景、產(chǎn)業(yè)、文化等功能于一體的交通樞紐站；成都提出了站城一體化立體交通模式，地鐵線路無縫銜接商貿(mào)中心，全力提速城市建設(shè)；重慶提出了“五線一區(qū)間”公交化列車運營模式，將城鐵車站深度融入城市空間，最大程度利用城市空間資源。

通過城市交通的綜合立體化拓展，將城市空間中地面、地下和高架交通相組合，道路、鐵路、水路、空中交通等多種交通形式相結(jié)合，形成了現(xiàn)代化城市立體交通系統(tǒng)的多維聯(lián)合交通新模式。但新模式存在與原有的城市規(guī)劃和設(shè)計沖突、缺乏系統(tǒng)性和綜合性等問題，亟待解決。同時，在節(jié)能減排方面，新能源汽車和共享化交通工具在非一線城市推廣乏力，不利于這些城市的出行減碳。

三、綜合交通工程科技的未來趨勢

（一）交通系統(tǒng)網(wǎng)聯(lián)化

網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，推動了交通領(lǐng)域的技術(shù)變革[25]，使交通系統(tǒng)的網(wǎng)聯(lián)化程度明顯提高?；谲嚶?lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)將實現(xiàn)車輛與交通設(shè)施的實時連接，通過數(shù)據(jù)共享、信息交互等方式來增強交通管理和服務(wù)的水平。智能交通系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析交通流量、路況等數(shù)據(jù)，預(yù)測交通擁堵情況和事故風(fēng)險，并實現(xiàn)精細化的調(diào)度和決策[26]。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)使各種交通信息能夠?qū)崟r傳遞，有效協(xié)調(diào)不同區(qū)域之間的交通流動；同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)保證了數(shù)據(jù)流之間的互操作性和互換性，為交通系統(tǒng)的運營管理提供了新的可能。

充分利用人工智能、自動駕駛、網(wǎng)絡(luò)通信、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建以高維數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶、以高效快捷為核心的服務(wù)體系，將車、路、云、網(wǎng)、圖等交通核心要素全面聯(lián)通，深度變革傳統(tǒng)分散式交通，使交通系統(tǒng)要素形成協(xié)同優(yōu)化、統(tǒng)一結(jié)合的整體，而不再是分散的交通個體。在集合智能交通系統(tǒng)中車、路信息優(yōu)化與統(tǒng)一的統(tǒng)籌管理下，交通系統(tǒng)中的個體行為將更加合理，交通出行效率與交通管控水平將得到質(zhì)的提升[15]。交通系統(tǒng)網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展將為構(gòu)建現(xiàn)代化綜合交通體系提供平臺支撐，為人們提供更加便捷、高效、安全、綠色的出行體驗。

（二）交通出行共享化

共享交通模式以其高周轉(zhuǎn)率、高分享率的特性被認為是提高交通運輸效率的重要方法，在促進低碳出行、減少尾氣污染排放、緩解交通擁堵等方面產(chǎn)生了積極影響[27,28]。智能交通系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)平臺、云端預(yù)測與調(diào)控能力將為共享交通模式的發(fā)展提供新思路。在智能互聯(lián)的交通環(huán)境下，共享交通管理系統(tǒng)可依托大數(shù)據(jù)平臺、5G技術(shù)對交通系統(tǒng)信息進行動態(tài)感知，建立智能化的云端管理、調(diào)度平臺；在云端進行數(shù)據(jù)融合后通過人工智能、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能算法來預(yù)測未來交通信息變化態(tài)勢，通過優(yōu)化空座利用率和車輛調(diào)度等措施主動規(guī)劃交通系統(tǒng)中的共享交通工具分布。共享交通工具的智能互聯(lián)和云端調(diào)控，為交通系統(tǒng)的動態(tài)供需平衡提供了新的技術(shù)手段，助力解決城市交通低效、擁堵和停車難等問題。交通出行的共享化發(fā)展將進一步提高交通系統(tǒng)的整體效能，提高交通工具的周轉(zhuǎn)率與分享率，在不增加或少增加交通工具與設(shè)施供給的基礎(chǔ)上，滿足快速城鎮(zhèn)化進程中居民消費升級的機動出行需求。

（三）交通管控智慧化

智能汽車、智能交通和智慧城市三者相互依存，共同助力城市綜合交通管控智慧化（見圖2）。智能汽車的智能互聯(lián)、自動駕駛、共享出行和電力驅(qū)動將成為智慧城市的重要一環(huán)；智慧城市通過大數(shù)據(jù)平臺服務(wù)體系、虛擬城市地理環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施、城市物聯(lián)網(wǎng)等為智能交通提供全面支撐；智能交通依托互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云平臺為智能汽車提供服務(wù)。

圖2 智慧化交通管控——高效便捷出行

對車載傳感器、圖像采集、基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)感知、高精地圖等多源交通信息的深度融合與挖掘以及高算力支持下的協(xié)同決策，共同助力自動駕駛車輛能力升級[29]。智慧城市大腦則賦能智慧交通，提供更精準的車站信息、換乘方案和候車時間預(yù)測等服務(wù)，通過場站視頻監(jiān)控系統(tǒng)、動態(tài)交通流量感知系統(tǒng)等公共交通感知系統(tǒng)，與云端智能調(diào)度系統(tǒng)協(xié)同助力城市公共交通的智慧化高效精準調(diào)度、協(xié)同優(yōu)化決策，提供更安全、更舒適、更節(jié)能、更環(huán)保的駕駛方式和出行方式。

（四）交通運載運行協(xié)同化

在高效的智能交通體系下，智能運載、智慧城市、智能交通三者將互相依托、深度融合（見圖3）。智慧城市通過云腦平臺、電子地標感知網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)組成的信息網(wǎng)，為智能交通提供全方位的軟硬件支撐；智能汽車的智能感知、網(wǎng)路交互和智能運營依托由智能交通服務(wù)層、設(shè)施層、終端層和傳輸層共同組成的智能交通網(wǎng)，促進交通運載的協(xié)同化發(fā)展[30,31]。

圖3 多級化智能網(wǎng)聯(lián)交通體系

運載網(wǎng)聯(lián)化協(xié)同智能化道路基礎(chǔ)設(shè)施，推動了多級化智能網(wǎng)聯(lián)交通體系建設(shè)。智能運載、智慧城市和智能交通三者間的深度融合，將引導(dǎo)產(chǎn)生新的需求并進一步促進交通基礎(chǔ)設(shè)施、新型運載工具技術(shù)的變革，如智能運載技術(shù)帶動新型運載工具的產(chǎn)生和發(fā)展，形成諸如飛行汽車、智能物流機器人等新興技術(shù)，而相關(guān)技術(shù)和變革進一步推動交通基礎(chǔ)設(shè)施的配套創(chuàng)新。通過綜合交通與運載工具相互融合、協(xié)同發(fā)展，推動交通運載迭代升級和技術(shù)創(chuàng)新的螺旋式上升，向更加智能化、便捷化和綠色化邁進。

（五）交通布局立體化

交通布局發(fā)展將呈現(xiàn)深度立體化，具體表現(xiàn)為空間布局立體化、交通換乘樞紐化和運載工具多棲化?？臻g布局立體化是交通布局立體化的物質(zhì)基礎(chǔ)，在合理規(guī)劃地面交通的同時，積極探索并發(fā)展城市地鐵、立體交通橋、海底隧道等新型立體交通基礎(chǔ)設(shè)施，助力實現(xiàn)交通空間布局立體化，最大限度利用空間資源，提高綜合交通系統(tǒng)的便捷性。交通換乘樞紐化是交通布局立體化的銜接途徑，在不同空間與不同交通方式之間建立起以區(qū)位需求為核心、以通暢安全為目標的高效交通換乘樞紐，實現(xiàn)交通立體空間資源的高水平利用[32]；通過公交、地鐵、輕軌等不同交通方式的無縫銜接，方便市民出行，加速貨物物流分發(fā)，同時也提高了城市容量和效率，減少了城市道路擁堵和交通壓力（見圖4）。運載工具多棲化是交通布局立體化的重要補充，多棲化運載工具能夠更好地適應(yīng)未來智能交通需求和立體空間資源布局，為交通布局立體化提供更多選擇，滿足人們對出行方式的多元化需求，提高交通運輸效率和便捷性，推動智能交通系統(tǒng)的創(chuàng)新和升級。

圖4 交通換乘樞紐化

四、我國綜合交通工程科技攻關(guān)方向

（一）綜合交通體系化構(gòu)建

綜合交通體系化建設(shè)需要充分發(fā)揮各類交通方式的優(yōu)勢，將智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)與交通一體化建設(shè)有機融合并實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，在提供良好出行服務(wù)的同時減少交通運輸行業(yè)的能源消耗，以此實現(xiàn)交通方式的統(tǒng)一調(diào)度，促進綠色低碳社會發(fā)展，形成靈活、高效的交通新體系。綜合交通體系化建設(shè)基于信息化技術(shù)統(tǒng)籌“路 - 云”設(shè)施、數(shù)據(jù)支持、立體服務(wù)等通用能力，形成綜合交通“數(shù)字底座”，構(gòu)建全方位、立體化的基礎(chǔ)服務(wù)平臺；建立多層級、全方位、立體化的交通樞紐，實現(xiàn)交通統(tǒng)一調(diào)度，形成互惠互贏、協(xié)調(diào)共進的交通新體系，構(gòu)建無縫銜接、高效便捷的綜合交通指揮調(diào)度中心；基于現(xiàn)有交通服務(wù)產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建廣領(lǐng)域、多維度、全周期的個性化出行服務(wù)體系，大力發(fā)展新能源交通技術(shù)，提供便捷、可靠、舒適、綠色的乘坐體驗。

（二）綜合交通數(shù)字化基礎(chǔ)服務(wù)平臺技術(shù)攻關(guān)

面向綜合交通信息化建設(shè)需求，利用5G網(wǎng)絡(luò)、云平臺、大數(shù)據(jù)等技術(shù)整合各要素信息，考慮發(fā)展程度、建設(shè)能力、維護效率等實際因素統(tǒng)籌綜合交通數(shù)字化基礎(chǔ)服務(wù)平臺建設(shè)，最大程度發(fā)揮已有信息資源價值。① 在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，完善物理基站建設(shè)，鋪設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)，提升端到端移動在線服務(wù)技術(shù)；制定合理保護措施，實現(xiàn)性能持久、快速維護的目的。② 在交通服務(wù)建設(shè)方面，集成城際、陸、水、空出行信息，通過深度學(xué)習(xí)等技術(shù)提取隱含信息，合理設(shè)置交通工具調(diào)度規(guī)則；根據(jù)個人出行規(guī)律制定個性化出行服務(wù)。③ 在交通信息管理方面，根據(jù)現(xiàn)實需要，制定與時俱進的保密規(guī)則，加強網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計，謹防信息泄露。

（三）綜合交通指揮調(diào)度中心技術(shù)攻關(guān)

實地調(diào)研地區(qū)交通戰(zhàn)略等級和信息化水平，建設(shè)廣領(lǐng)域、多維度、分層級的綜合交通指揮調(diào)度中心，深度分析各交通方式的優(yōu)劣，實現(xiàn)資源科學(xué)整合，提升出行效率，順應(yīng)綠色低碳時代潮流。① 在交通工具轉(zhuǎn)換方面，整合軌道、公路、水運、航空等主要交通方式，構(gòu)建快速過渡、簡單換乘的一體化轉(zhuǎn)移通道。② 在交通指揮方面，依據(jù)不同交通方式和地區(qū)差異，制定包括交通燈控制系統(tǒng)、公交調(diào)度系統(tǒng)、物流運輸系統(tǒng)等在內(nèi)的交通調(diào)度規(guī)則。③ 在物理設(shè)施建設(shè)方面，提升安全設(shè)計水平，優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，加強相關(guān)人才隊伍建設(shè)，為設(shè)施維護、重整提供保障。

（四）綜合交通相關(guān)服務(wù)技術(shù)攻關(guān)

基于綜合交通未來規(guī)劃，引導(dǎo)相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，跟進全領(lǐng)域、廣覆蓋、個性化服務(wù)建設(shè)，綜合考慮時間成本、經(jīng)濟壓力、觀光體驗、乘坐舒適性等主、客觀因素，發(fā)揮地區(qū)資源優(yōu)勢，力爭服務(wù)建設(shè)最優(yōu)。① 在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)化升級方面，根據(jù)地區(qū)環(huán)境及出行差異，規(guī)劃交通設(shè)施的配置位置及規(guī)模，持續(xù)跟進信息化、智能化、多元化服務(wù)產(chǎn)業(yè)投入，提升共享化、集成化、便捷化交通工具出行體驗。② 在相關(guān)技術(shù)儲備方面，圍繞國家相關(guān)升級要求，明確發(fā)展目標、制定階段性規(guī)劃、培養(yǎng)高層次人才，加大科研投入，實現(xiàn)技術(shù)不斷層、發(fā)展不停滯、產(chǎn)業(yè)不短缺的健康化服務(wù)體系。③ 在交通工具發(fā)展方面，聚焦新能源技術(shù)，依托國家政策，加大相關(guān)投入，促進節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將先進技術(shù)與新能源載具有機結(jié)合，提升出行效率和乘坐體驗。

五、我國綜合交通工程科技發(fā)展建議

（一）構(gòu)建綜合交通新體系

建立跨部門、跨行業(yè)、跨平臺的協(xié)調(diào)機制，健全信息共享機制，推進空間分布的立體化建設(shè)，促進交通通道發(fā)展的綜合化、立體化。堅持電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化發(fā)展方向，充分發(fā)揮不同交通方式的比較優(yōu)勢和協(xié)同互補作用。積極推進各種交通工具信息互聯(lián)、空間互補的綜合式、立體式多層級交通新體系建設(shè)，推動資源充分調(diào)配和空間全方位利用。

（二）培育交通出行新模式

構(gòu)建公交優(yōu)先的立體多層式、循環(huán)化快速進出外部集散體系、多點分散的換乘便捷一體化內(nèi)部集散體系。加強區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)運營與服務(wù)、城市綜合交通協(xié)同管控，建立緊湊、靈活、立體化的換乘系統(tǒng)，形成全天候、一體化的換乘環(huán)境，實現(xiàn)空間共享、綜合交通樞紐的快速集散。優(yōu)化密集型的綜合交通樞紐，實現(xiàn)資源配置、各種交通工具的有序銜接，構(gòu)建智能化、人性化的集約共享綜合交通出行新模式。

（三）形成一體化綜合交通網(wǎng)

面向城市群、都市圈，構(gòu)筑多層級、一體化的綜合交通線網(wǎng)體系，統(tǒng)籌集約利用綜合運輸通道，構(gòu)建空間分布相對集中、樞紐功能融合互補、運行組織協(xié)同高效的綜合交通樞紐集群。融合發(fā)展多種運輸方式，提高集群內(nèi)樞紐城市的協(xié)同效率，建設(shè)綜合性交通主軸，構(gòu)建多方式便捷交通走廊，實現(xiàn)航空網(wǎng)、鐵路網(wǎng)、公路網(wǎng)、水運網(wǎng)互聯(lián)互通，全面提升綜合交通運輸協(xié)同運行水平和主動安全保障能力。

（四）建設(shè)多基綜合交通樞紐

構(gòu)建多基綜合交通樞紐，打破多模式交通樞紐分管的條塊分割，加強多基樞紐建設(shè)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，通過交通多網(wǎng)融合、快捷互聯(lián)和協(xié)同運行等實現(xiàn)人員高效換乘、貨物高效換裝和多交通便捷接駁。打造融合軌道、公路、水運、航空為一體的海、陸、空協(xié)同樞紐體系，實現(xiàn)更高層面的客貨供需動態(tài)平衡，全面提升跨區(qū)域人員流動、貨物中轉(zhuǎn)集散和資源的高效配置。

（五）實施智能網(wǎng)聯(lián)立體交通重大工程

建立創(chuàng)新型、智能化的立體交通體系。建議依托交通運輸重大項目、綜合交通樞紐設(shè)施、重點科技創(chuàng)新平臺、科技場館等資源，實施智能網(wǎng)聯(lián)立體交通重大工程，加強跨部門協(xié)同，強化上下游聯(lián)動，推動“產(chǎn)學(xué)研”緊密合作進行技術(shù)攻關(guān)。按照“全國123出行交通圈”的目標要求，建設(shè)網(wǎng)聯(lián)化、協(xié)同化、智慧化、綠色化的城市立體交通系統(tǒng)并在有條件的區(qū)域開展先行先試。

利益沖突聲明

本文作者在此聲明彼此之間不存在任何利益沖突或財務(wù)沖突。

Received date:September 5, 2023;Revised date:November 18, 2023

Corresponding author:He Hongwen is a professor from National Engineering Research Center of Electric Vehicles, and School of Mechanical Engineering of Beijing Institute of Technology. His major research field is comprehensive transportation development strategy.E-mail: hwhebit@bit.edu.cn

Funding project:Chinese Academy of Engineering project “Research on Key Technologies for Intelligent Transportation in China” (2022-HY-05)