2024-03-11 10:28:01當(dāng)前，全球數(shù)字化發(fā)展日益加快，時(shí)空信息、定位導(dǎo)航服務(wù)成為重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施。交通關(guān)系國計(jì)民生，日益信息化、智能化和融合化的新型交通基礎(chǔ)設(shè)施，可以更好實(shí)現(xiàn)人享其行、物享其流。為新型交通基礎(chǔ)設(shè)施提供時(shí)空位置服務(wù)的時(shí)空智能，包括定位、導(dǎo)航和測(cè)時(shí)，能夠精準(zhǔn)、智能感知和理解時(shí)空信息，更好滿足人們生活和出行的多種時(shí)空位置需求。
科技創(chuàng)新不斷提升時(shí)空智能的交通服務(wù)能力
大雁南飛、幼魚洄游，生命體為適應(yīng)遷徙、覓食和繁衍等需求，經(jīng)億萬年進(jìn)化，能夠感知并記憶自己及周圍環(huán)境的位置、方向、速度、時(shí)間和距離等信息，從而在廣闊的空間中找到食物、水源、同伴等生存資源。比如鳥類能夠感知地球磁場(chǎng)和太陽光偏振光，從而確定自己的位置、方向和時(shí)間，以便在不同季節(jié)遷徙到合適的地方。
在古代中國，人們通過觀察太陽、月亮、星星等天體的運(yùn)行，創(chuàng)立了二十四節(jié)氣、農(nóng)歷等時(shí)間劃分和度量方法，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、節(jié)令變化、日常生活提供指導(dǎo)。人類還發(fā)明了很多時(shí)空感知的工具和技術(shù)，如指南針、地圖、日晷天文測(cè)時(shí)儀、陀螺儀和加速度計(jì)等，為遠(yuǎn)航、探險(xiǎn)、商貿(mào)等活動(dòng)確定方向和位置。20世紀(jì)中葉以來，隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革快速發(fā)展，無線電、光學(xué)乃至量子測(cè)量等極大提高了人類的時(shí)空智能效率和準(zhǔn)確度。
現(xiàn)有的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）中，北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡稱北斗系統(tǒng)）是中國自主建設(shè)和運(yùn)行的全球性時(shí)空信息重要基礎(chǔ)設(shè)施。它利用規(guī)律運(yùn)行的導(dǎo)航衛(wèi)星星座，替代自然界的北斗星座，以衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號(hào)替代星星發(fā)出的光信號(hào)，構(gòu)建出精準(zhǔn)的空間和時(shí)間坐標(biāo)基準(zhǔn)。當(dāng)?shù)厍虻年懙?、海洋表面及近地空間的交通運(yùn)行體，如各類交通工具、基礎(chǔ)設(shè)施等，接收到無線電信號(hào)后，即可算出與全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)空基準(zhǔn)一致的時(shí)間和位置，實(shí)現(xiàn)自我定位、導(dǎo)航、測(cè)時(shí)，以幫助人們精準(zhǔn)進(jìn)行不同場(chǎng)景的探索。
北斗系統(tǒng)提供的這種時(shí)空位置服務(wù)能力是全球性、全天候、全天時(shí)的。目前來看，只有北斗系統(tǒng)具有全球任意兩地40個(gè)漢字雙向短報(bào)文通信功能；在中國及其周邊，具有一幀1000個(gè)漢字，一小時(shí)1000萬同時(shí)在線用戶的雙向通信能力。這種通信服務(wù)，也可傳送圖像和音視頻，不僅能滿足用戶群體間的信息互聯(lián)，還可實(shí)現(xiàn)時(shí)空位置互聯(lián)，使信息交流更便捷精準(zhǔn)。
此外，北斗系統(tǒng)等全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在太空近地軌道中，布有較為均勻的百余顆衛(wèi)星，發(fā)射幾種不同導(dǎo)航頻率的電磁波。這些密集的導(dǎo)航類電磁波可作為對(duì)地遙感信號(hào)源，對(duì)大氣的電離層電子密度、對(duì)流層的可降水汽含量，海洋波浪、風(fēng)場(chǎng)、陸地的土壤濕度、冰雪厚度等開展定位、定時(shí)、定量的環(huán)境遙感甚至目標(biāo)遙感。其獲得的遙感數(shù)據(jù)又可以為交通管理者提供重要的目標(biāo)識(shí)別、跟蹤、預(yù)警等信息，以進(jìn)行有效的環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析和目標(biāo)管理、控制，進(jìn)而提升交通運(yùn)行效率和交通安全、應(yīng)急水平。
時(shí)空智能賦能交通出行的特色和優(yōu)勢(shì)
《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》明確提出：“大力發(fā)展智慧交通。推動(dòng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級(jí)計(jì)算等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合。”時(shí)空信息技術(shù)與傳統(tǒng)交通基礎(chǔ)設(shè)施的深度融合是當(dāng)前智慧交通發(fā)展的新趨勢(shì)。我們以北斗系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用為例，能看到時(shí)空智能賦能交通出行有如下特色和優(yōu)勢(shì)：
首先是時(shí)空一體化。時(shí)空智能技術(shù)能夠利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供全球高精度一體化時(shí)空基準(zhǔn)，為道路等交通基礎(chǔ)設(shè)施提供厘米至毫米級(jí)的精準(zhǔn)空間位置，微秒至納秒級(jí)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步服務(wù)，為汽車等交通工具提供亞米、分米、厘米級(jí)空間位置，毫秒、微秒級(jí)時(shí)間同步服務(wù)。通過時(shí)空智能技術(shù)，全球用戶可以根據(jù)場(chǎng)景變化自主或智能選擇，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)空間位置的精準(zhǔn)定位、導(dǎo)航與時(shí)間同步。
其次為通導(dǎo)遙融合。利用北斗系統(tǒng)的全球定位導(dǎo)航、雙向通信和搜救功能，加上交通沿線“北斗+5G”地基增強(qiáng)的高精度時(shí)空位置服務(wù)，兼有暴風(fēng)、雨、雪及雷電等氣象環(huán)境遙感功能，再與AI和大算力網(wǎng)絡(luò)連成一體，就構(gòu)成了交通通導(dǎo)遙融合實(shí)時(shí)服務(wù)設(shè)施體系。這一體系可以為陸路、水路和空中各類交通工具提供實(shí)時(shí)智能數(shù)據(jù)采集、風(fēng)險(xiǎn)分析和場(chǎng)景識(shí)別等服務(wù)，同時(shí)與交通運(yùn)控中心協(xié)同，報(bào)送交通工具的時(shí)空位置數(shù)據(jù)與事件狀況信息，輔助決策相應(yīng)事件管控處置，確保交通服務(wù)質(zhì)量和安全需求。
第三是智能化服務(wù)。當(dāng)前，我國各大交通行業(yè)多在規(guī)劃“北斗+5G”+“AI+大算力（云中心）”。含北斗地基增強(qiáng)和AI云服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，已在鐵路線路側(cè)及相應(yīng)大型樞紐、民航樞紐機(jī)場(chǎng)、高速公路和通航河道兩側(cè)、大型海港海運(yùn)樞紐、電力輸送網(wǎng)、油氣能源網(wǎng)、城鄉(xiāng)上下水道的綜合管廊等沿途布設(shè)?！氨倍?5G”將北斗系統(tǒng)的時(shí)空基準(zhǔn)延伸到隧道、管廊等各類地下空間，可為傳統(tǒng)交通基礎(chǔ)設(shè)施提供地上、地下與北斗系統(tǒng)一致的時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)。這樣，交通及能源設(shè)施產(chǎn)生的各類流式數(shù)據(jù)，如物流、人流、車流、船舶流、航飛流等，以及基礎(chǔ)設(shè)施中橋梁、隧道、大型空間構(gòu)形構(gòu)件的時(shí)空位置形變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等，均可被賦予精確的時(shí)空流量、流轉(zhuǎn)及變化信息。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的智能分析、關(guān)聯(lián)和挖掘，我們不僅可以對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行模型優(yōu)化和流程再造，還可以了解其中包含的各類交通、能源等經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息的時(shí)空規(guī)律，提升經(jīng)濟(jì)運(yùn)控及社會(huì)治理的科學(xué)化、智能化水平。
時(shí)空智能與人工智能等信息技術(shù)的加速融合，還將使各類交通基礎(chǔ)設(shè)施成為從勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、建造到運(yùn)維管控，全生命周期的融合創(chuàng)新交通基礎(chǔ)設(shè)施。
時(shí)空智能開拓交通發(fā)展新領(lǐng)域，創(chuàng)新出行服務(wù)新模式
時(shí)空智能將不斷開拓交通發(fā)展新領(lǐng)域，創(chuàng)新出行服務(wù)新模式。如為未來高速磁懸浮列車路網(wǎng)的設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)維提供精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、可靠的定位、導(dǎo)航、時(shí)統(tǒng)和通信服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全線路智能駕駛、智慧調(diào)度和安全監(jiān)控。再如探索通用航空新領(lǐng)域，為低空空域提供精準(zhǔn)管理服務(wù)，對(duì)空域內(nèi)的無人機(jī)、通航飛機(jī)甚至未來空水地三棲飛行汽車等各類飛行器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、識(shí)別、跟蹤，以提高低空空域的容量和安全性等。
無人駕駛一直是大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。在不同的解決方案中，中國率先提出“智能網(wǎng)聯(lián)車+車聯(lián)網(wǎng)+高精地圖”三大關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同的思路。這三大技術(shù)分別包括：集成北斗系統(tǒng)時(shí)空定位、場(chǎng)景感知和認(rèn)知技術(shù)的時(shí)空智能；“北斗+5G”構(gòu)成車聯(lián)網(wǎng)提供云、邊、端協(xié)同，形成人、車、路、環(huán)境聯(lián)動(dòng)的交流智能；AI和大算力（云中心）生成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)高精地圖的交通環(huán)境認(rèn)知智能。這種“聰明的車+智慧的路+隨動(dòng)的圖”智能駕駛模式，用戶分擔(dān)成本最低、科技進(jìn)步效果最好、總體經(jīng)濟(jì)效益最高，該技術(shù)方案正在成為國際共識(shí)。
時(shí)空智能技術(shù)要引領(lǐng)新型交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，還需要不斷創(chuàng)新，包括繼續(xù)提升場(chǎng)景快速變化時(shí)的精確性和可靠性，以滿足交通新基建的多樣性和復(fù)雜性；繼續(xù)拓展應(yīng)用領(lǐng)域和模式，如探索時(shí)空智能在太空交通、地下交通、水下交通等新領(lǐng)域，以及在共享交通、綠色交通等新模式的應(yīng)用；加強(qiáng)時(shí)空智能的安全和規(guī)范研究，如加強(qiáng)數(shù)據(jù)和隱私保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全等，以保障交通新基建的安全運(yùn)行和效益發(fā)揮。
新時(shí)代新征程，需要我們共同努力構(gòu)建全天候、全天時(shí)、全國性“智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施一張網(wǎng)”，實(shí)現(xiàn)智慧交通與智慧城市的“雙智”協(xié)同發(fā)展，打造和諧普惠、暢通互融、環(huán)?？沙掷m(xù)的大交通生態(tài)，提升人民群眾在交通領(lǐng)域的獲得感，從而達(dá)到區(qū)域、廣域乃至全球出行的智能規(guī)劃、決策、協(xié)同控制，形成交通治理新格局。
