“【2021世界智能网联汽车大会】郭仁忠：城市道路交通全局优化路径探讨”

9月25日至28日，2021年世界ICV大赛在北京举行。 本届大会围绕产业重建、融合应用、共生三个章节展开，设有开幕式、主论坛、7个主题峰会、6个特色专业场地和2个闭门会。 图灵奖国际专家1人，国内外院士7人，国际国内ICV及ict行业专家近150人，邀请公司人士参加演讲讨论。 以下是中国工程院院士、国际欧亚科学院院士郭仁忠的演讲实录，供参考。

照片:中国工程院院士、国际欧亚科学院院士郭仁忠

语音副本:

谢谢大会给了我这样的机会。 我是深圳大学智慧城市研究院的，我们研究智慧城市。 在研究智慧城市的过程中，我们深感交通问题是城市中最重要、最前沿的问题之一。 在交通行业中，如何应对全球最优秀的问题一直在讨论。 现在，谁都希望自己最早去，但结果是城市发生了不必要的堵车，没有效果。

我现在在研究自动驾驶，研究智能网络的时候，有一种认识，也许是世界上最好的。 特别是在万物相连的时代，我们的团队想知道关于城市道路交通优化的路径怎么办。 我和大家分享一个想法。 可能不太专业。

我们讨论的前提是，在每个人都希望随时有更高的自由度和更好的便利性的逻辑下，我相信只要有良好的交通环境，大多数人都会选择自己开车出行。 这是我们讨论问题的前提，如果这个问题不被讨论，后面就没有意义了。 处理城市道路交通拥堵这是一个非常大的城市问题，与价值成本的油耗价格、管理价格有关，很多相关数据未详细阐述。 很多专家认为这个城市的交通拥堵价格大致占这个城市gdp的3%-5%，有可能占7%，也有可能越来越多。 我们必须处理交通堵塞，但我们还想谈谈如何处理堵塞。

我们有道路导航系统，一些专家认为我们能处理一点道路拥堵问题，但真的能处理吗？ 我觉得好像有点问题。 这张图是北京的图。 无论哪个导航系统，在你要去什么地方的高峰期，都会有三种选择。 第一个计划通常是最快的计划，但可能是路程稍长的计划。 从这个逻辑上来说，导航系统列举了整体增加交通量的方案和整体增加交通量的方案。 我个人不太理解这是一个能够应对交通堵塞的方案，但实际上也有这样的例子。 在此不详细叙述。

还有其他努力使用智能信号等滤波器系统。 我们个人明白那不是处理交通的问题，而是处理路口管理的自动化问题。 为什么这么说呢？ 在20世纪80年代，十字路口，90年代还是这样，所以警察指挥交通。 之后，我们用信号灯代替了警察。 现在我们用的是智能信号。 我个人理解智能信号的能力应该和交通警察的指挥能力一样。 可能还赶不上警察的指挥能力。 智能信号灯处理十字路口管理的自动化问题。

我们处理交通问题还是应该追求城市道路交通全局最好，换句话说应该提高整体通行能力，如何提高？ 有一个前提条件决定我们能否提高。 我们认为城市交通是诉求、可计算、可预测的。 广州全年无休的道路交通平均状况，证明它是可以计算的，这个数据很重要。 我们认为城市交通互联网的承载能力是可以计算的。 如果一个城市道路资源现在是以数字双胞胎城市为背景的话，我们可以设置各小区、各小路、大道主干道。 我相信那个在满足交通安全的情况下，可以计算搭载能力。 这方面有很多研究，有这么多研究本身就证明了这是可能的。 如果不可能的话，我相信我们不会做那个。

我认为在诉求不变的前提下，交通可以优化。 以比较某交通行业有名的手镯悖论的讨论为例。 一小时内从a点到b点可以选择两条路径。 平均每个人的通行时间为65分钟，总时间为每26万分钟一辆车。 之后，在途中增加了道路。 通行效率特别高，几乎不需要时间。 这条路建成后，旧路交通系统的平均通行时间将变为80分钟，总时间为32万分钟。 很多专家都说这条路。所谓顾客均衡，是指大家在追求个人速度最快的时候，导致整个系统的混乱，所以很多专家研究了伦敦、纽约等城市互联网一点点。 还有人说那些路应该修，那些路不应该修。 我们认为这个问题非常简单。 如果列举二次方程、简单的二次函数，二次函数的机制会得到最好的点，所以它一定是世界上最好的。 进行优化后发现，25万分以上就可以完成所有的交通量。 这个示范证明技术在非常特殊的条件下，我们还可以做。 只是对城市网络来说价格比这种场面要高，不能用简单的二元二次函数处理这个问题，但却提醒了我们。

车开得快后，道路的通行率不仅没有上升，反而下降了。 右图中道路通行效率与车辆速度和车辆密度有关，所以我们必须提高通行效率。 通行效率是世界上最好的。 用两个维度思考问题，一个是速度，一个是密度，密度是诉求。 从速度来考虑吧。 没有信号的情况下，其树干限速80公里，灯速40公里，没有信号。 假设，下车灯之前车必须提前减速。 称为可变限制速度。 车辆密度必须减速。 减速后，做了相关的实验。 上面一行不减速。 下一行减速。 做一个简单的对象。 现在你知道上面不减速了。 实验结果是什么？ 在高峰期，当每个时间900辆车多达1000辆车时，每个车道的限速就没有意义了。 高峰期，每小时1000辆车有意义，到了1200辆车的限速就非常有意义了，可以提高约20%的通行效率。 这是没有信号的时候。 看看有信号的时候会怎么样。 这是十字路口。 我们也在制定限速。 因为时间的关系，我们有四种不同的速度。 道路限速60公里、40公里、30公里、20公里，高峰时段限速30公里，路口通行效率最高。 不管是使用智能信号还是人工信号，还是使用之前传来的信号，限速30公里比限速40公里效率更高，限速20公里太慢，这是一个简单的数据。

第二个是旅行的预约。 我们是这样的基本理解。 道路交通10个人都有可能堵塞。 不管路上多堵，所有人都完成了移动任务，该上班的人都上班了。 这证明了移动是灵活的。 也有人为了上班，为了准时到单位，提前走。 证明移动是灵活的。 移动的灵活性为我们预约移动提供了条件。 这是前提条件。 预约出行通过使交通流向从位置上已知，从不明确到明确，从而实现全球优化。 已知交通量条件下的优化。 这个优化我之前也说过，证明了它是可行的。 但是，有那个挑战。 人们不合作。 等我去了再让我预约。 预约可能有问题。 我们有各种各样的手段。 例如行政手段、法律诉讼等。 一位专家进行了研究。 他说，如果道路上60%的车辆按照系统工作，尊重工作规则，效率就会很高，几乎是世界上最好的。 在这里说一个具体的图比时间长，大致是这样的概念。 这是麻省理工学院的专家进行的研究，如果60%的人在使用，我们的系统几乎都可以采用。

麻省理工学院的专家在特定的链接上使用预约移动，平均移动效率将提高50%，在特殊情况下将提高67%。 这是非常有吸引力的效果。

预约移动的本质被称为密度控制，或诉求控制，它等效于上述可变限速。 限制速度可变是为了能够顺利移动下一个十字路口，因此适当降低了该十字路口的速度，以控制对下一个十字路口的诉求。 本质上，在预约移动和可变限制速度的逻辑上，背后的逻辑是等价的，是一致的。 限速可变预约与现在的交通系统，例如现在的导航系统有什么不同？ 其实区别很简单，导航无论走到哪里，都会告诉你出发点、目的地，以及什么时候出发、从哪里去、什么时候到达。 旅行的预约会提前告诉你我要去哪里，从哪里出发，什么时候到达，系统大概会告诉你这个时间到达，什么时候出发。 前面说了几个基本条件，第一交通量可以计算。 事实上，只要是旅行的预约就完全明确。 第二道路资源，交通通行能力可以计算，道路死了，其通行能力我们完全可以计算。 第三人民是否合作，应该有办法让他合作。 就像80年代、90年代不断碰红灯一样，现在老百姓的速度加快了，我们的管理手段也跟上了，所以应该有意义，有价值。 当然，预约分时间段预约、高峰期预约、不在高峰期预约、或者在那些地方预约、提前预约多长时间等，还有很多需要研究的问题。 我个人理解这些问题随着计算能力的提高，感知能力的提高，不是问题。

最后我说一个简单的总结。 城市交通可以尽量利用道路交通资源满足居民自由出行的诉求。 在当前条件下，基于流量动态感知，实行可变限速，以协调道路与道路的关系，达到整体优化，提高整体出行效率。 根据中心化的计算进行控制，在充分的计算力的支撑下，执行预约旅行。 我认为在已知条件下执行路径的全局优化需要在空之间。 这意味着交通系统、社会出行行为是交通方式的变化。

我的报告结束了。 谢谢你。

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