2024-03-11 10:28:01當前，全球數字化發(fā)展日益加快，時(shí)空信息、定位導航服務(wù)成為重要的新型基礎設施。交通關(guān)系國計民生，日益信息化、智能化和融合化的新型交通基礎設施，可以更好實(shí)現人享其行、物享其流。為新型交通基礎設施提供時(shí)空位置服務(wù)的時(shí)空智能，包括定位、導航和測時(shí)，能夠精準、智能感知和理解時(shí)空信息，更好滿(mǎn)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(yú)洄游，生命體為適應遷徙、覓食和繁衍等需求，經(jīng)億萬(wàn)年進(jìn)化，能夠感知并記憶自己及周?chē)h(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(niǎo)類(lèi)能夠感知地球磁場(chǎng)和太陽(yáng)光偏振光，從而確定自己的位置、方向和時(shí)間，以便在不同季節遷徙到合適的地方。
在古代中國，人們通過(guò)觀(guān)察太陽(yáng)、月亮、星星等天體的運行，創(chuàng )立了二十四節氣、農歷等時(shí)間劃分和度量方法，為農業(yè)生產(chǎn)、節令變化、日常生活提供指導。人類(lèi)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、日晷天文測時(shí)儀、陀螺儀和加速度計等，為遠航、探險、商貿等活動(dòng)確定方向和位置。20世紀中葉以來(lái)，隨著(zhù)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革快速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)電、光學(xué)乃至量子測量等極大提高了人類(lèi)的時(shí)空智能效率和準確度。
現有的全球衛星導航系統（GNSS）中，北斗全球衛星導航系統（以下簡(jiǎn)稱(chēng)北斗系統）是中國自主建設和運行的全球性時(shí)空信息重要基礎設施。它利用規律運行的導航衛星星座，替代自然界的北斗星座，以衛星發(fā)射的無(wú)線(xiàn)電信號替代星星發(fā)出的光信號，構建出精準的空間和時(shí)間坐標基準。當地球的陸地、海洋表面及近地空間的交通運行體，如各類(lèi)交通工具、基礎設施等，接收到無(wú)線(xiàn)電信號后，即可算出與全球衛星導航系統時(shí)空基準一致的時(shí)間和位置，實(shí)現自我定位、導航、測時(shí)，以幫助人們精準進(jìn)行不同場(chǎng)景的探索。
北斗系統提供的這種時(shí)空位置服務(wù)能力是全球性、全天候、全天時(shí)的。目前來(lái)看，只有北斗系統具有全球任意兩地40個(gè)漢字雙向短報文通信功能；在中國及其周邊，具有一幀1000個(gè)漢字，一小時(shí)1000萬(wàn)同時(shí)在線(xiàn)用戶(hù)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(mǎn)足用戶(hù)群體間的信息互聯(lián)，還可實(shí)現時(shí)空位置互聯(lián)，使信息交流更便捷精準。
此外，北斗系統等全球衛星導航系統在太空近地軌道中，布有較為均勻的百余顆衛星，發(fā)射幾種不同導航頻率的電磁波。這些密集的導航類(lèi)電磁波可作為對地遙感信號源，對大氣的電離層電子密度、對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(kāi)展定位、定時(shí)、定量的環(huán)境遙感甚至目標遙感。其獲得的遙感數據又可以為交通管理者提供重要的目標識別、跟蹤、預警等信息，以進(jìn)行有效的環(huán)境監測、分析和目標管理、控制，進(jìn)而提升交通運行效率和交通安全、應急水平。
時(shí)空智能賦能交通出行的特色和優(yōu)勢
《交通強國建設綱要》明確提出：“大力發(fā)展智慧交通。推動(dòng)大數據、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區塊鏈、超級計算等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合。”時(shí)空信息技術(shù)與傳統交通基礎設施的深度融合是當前智慧交通發(fā)展的新趨勢。我們以北斗系統的實(shí)際應用為例，能看到時(shí)空智能賦能交通出行有如下特色和優(yōu)勢：
首先是時(shí)空一體化。時(shí)空智能技術(shù)能夠利用衛星導航系統提供全球高精度一體化時(shí)空基準，為道路等交通基礎設施提供厘米至毫米級的精準空間位置，微秒至納秒級的網(wǎng)絡(luò )時(shí)間同步服務(wù)，為汽車(chē)等交通工具提供亞米、分米、厘米級空間位置，毫秒、微秒級時(shí)間同步服務(wù)。通過(guò)時(shí)空智能技術(shù)，全球用戶(hù)可以根據場(chǎng)景變化自主或智能選擇，實(shí)現全球范圍內空間位置的精準定位、導航與時(shí)間同步。
其次為通導遙融合。利用北斗系統的全球定位導航、雙向通信和搜救功能，加上交通沿線(xiàn)“北斗+5G”地基增強的高精度時(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，就構成了交通通導遙融合實(shí)時(shí)服務(wù)設施體系。這一體系可以為陸路、水路和空中各類(lèi)交通工具提供實(shí)時(shí)智能數據采集、風(fēng)險分析和場(chǎng)景識別等服務(wù)，同時(shí)與交通運控中心協(xié)同，報送交通工具的時(shí)空位置數據與事件狀況信息，輔助決策相應事件管控處置，確保交通服務(wù)質(zhì)量和安全需求。
第三是智能化服務(wù)。當前，我國各大交通行業(yè)多在規劃“北斗+5G”+“AI+大算力（云中心）”。含北斗地基增強和AI云服務(wù)的網(wǎng)絡(luò )系統，已在鐵路線(xiàn)路側及相應大型樞紐、民航樞紐機場(chǎng)、高速公路和通航河道兩側、大型海港海運樞紐、電力輸送網(wǎng)、油氣能源網(wǎng)、城鄉上下水道的綜合管廊等沿途布設?！氨倍?5G”將北斗系統的時(shí)空基準延伸到隧道、管廊等各類(lèi)地下空間，可為傳統交通基礎設施提供地上、地下與北斗系統一致的時(shí)空基準服務(wù)。這樣，交通及能源設施產(chǎn)生的各類(lèi)流式數據，如物流、人流、車(chē)流、船舶流、航飛流等，以及基礎設施中橋梁、隧道、大型空間構形構件的時(shí)空位置形變監測數據等，均可被賦予精確的時(shí)空流量、流轉及變化信息。通過(guò)對這些數據的智能分析、關(guān)聯(lián)和挖掘，我們不僅可以對交通基礎設施的運行維護進(jìn)行模型優(yōu)化和流程再造，還可以了解其中包含的各類(lèi)交通、能源等經(jīng)濟和社會(huì )信息的時(shí)空規律，提升經(jīng)濟運控及社會(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(lèi)交通基礎設施成為從勘測、設計、施工、建造到運維管控，全生命周期的融合創(chuàng )新交通基礎設施。
時(shí)空智能開(kāi)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(kāi)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(lái)高速磁懸浮列車(chē)路網(wǎng)的設計、建造及運維提供精準、實(shí)時(shí)、可靠的定位、導航、時(shí)統和通信服務(wù)，實(shí)現全線(xiàn)路智能駕駛、智慧調度和安全監控。再如探索通用航空新領(lǐng)域，為低空空域提供精準管理服務(wù)，對空域內的無(wú)人機、通航飛機甚至未來(lái)空水地三棲飛行汽車(chē)等各類(lèi)飛行器進(jìn)行實(shí)時(shí)監測、識別、跟蹤，以提高低空空域的容量和安全性等。
無(wú)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(chē)+車(chē)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：集成北斗系統時(shí)空定位、場(chǎng)景感知和認知技術(shù)的時(shí)空智能；“北斗+5G”構成車(chē)聯(lián)網(wǎng)提供云、邊、端協(xié)同，形成人、車(chē)、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)境認知智能。這種“聰明的車(chē)+智慧的路+隨動(dòng)的圖”智能駕駛模式，用戶(hù)分擔成本最低、科技進(jìn)步效果最好、總體經(jīng)濟效益最高，該技術(shù)方案正在成為國際共識。
時(shí)空智能技術(shù)要引領(lǐng)新型交通基礎設施發(fā)展，還需要不斷創(chuàng )新，包括繼續提升場(chǎng)景快速變化時(shí)的精確性和可靠性，以滿(mǎn)足交通新基建的多樣性和復雜性；繼續拓展應用領(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用；加強時(shí)空智能的安全和規范研究，如加強數據和隱私保護、網(wǎng)絡(luò )安全等，以保障交通新基建的安全運行和效益發(fā)揮。
新時(shí)代新征程，需要我們共同努力構建全天候、全天時(shí)、全國性“智慧交通基礎設施一張網(wǎng)”，實(shí)現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，從而達到區域、廣域乃至全球出行的智能規劃、決策、協(xié)同控制，形成交通治理新格局。
