智能城市的交通系統：需要作出哪些改變

智能城市給未來提供了非常多的機會，完全集成的多模式交通系統能夠為我們解決現在社會所面臨的幾個重大挑戰。在城區我們面臨的挑戰包括交通擁擠、空氣污染和城市人口的增加。

為了能夠解決這些問題，我們需要開發出一系列有線和無線的通信技術並且會衍生出一系列的服務，同時會為企業帶來數萬億美元的收入。

在本文中我們將研究支持這些服務業務的體系架構，在市區實現半自動/全自動駕駛需要哪些要求，新型無線技術會帶來哪些影響以及這個潛在市場存在哪些驅動和抑制因素。

城市中心智能交通系統的關鍵驅動力

1）城市化提升目前我們得出的統計結果顯示世界上60%的人口都居住在城市裡，隨著世界人口不斷增加到90億，同時城市人口也會大幅度的增加，城市化在未來幾十年內都將不斷增長。根據麥肯錫的調查結果顯示世界GDP的60%是由600個城市所產生的，因此更高效的交通系統是保證更高生產力的關鍵。

2）交通擁擠隨著城市人口不斷增加以及全球中產階級規模和期望的持續增長，在道路上將會出現更多的汽車。據統計在美國每個司機每年因交通堵塞耽誤的時間平均為42小時，在一些大城市，交通高峰期的平均速度甚至低於馬車時代！導致交通擁擠的一個主要原因是城市內發生的交通事故，為了避免交通事故以及堵塞城市街道，我們不久將會看到很多城市會對自動駕駛汽車的自動化水平進行一定的限制。

3）污染

由於上面的原因，很多城市群的污染水平已經超出了可控制的範圍。比如像洛杉磯、上海、北京和巴黎等都在採取嚴格的措施降低空氣中煙霧和顆粒物的含量。污染帶來的影響是巨大的，呼吸系統疾病在不斷增加，由於污染造成的死亡人數也正在迅速增加。

因此我們需要作出哪些改變？在智能城市中會有很多關於交通改進的建議並且會涉及到多種技術。

智能城市交通系統的關鍵舉措

自動駕駛汽車以及汽車共享：通過增加自動駕駛汽車的使用我們能夠更好的控制交通速度和流向、縮短停車時間、改變汽車擁有量水平，減少城市內汽車的總體數量。從現在的經濟發展情況來看，在缺乏有效的公共交通系統的情況下擁有一輛車就顯得非常的重要。一旦自動駕駛汽車被普遍採用，一些服務如共享出行（BlaBlaCar、Lyft、 Uber）就會取消司機的成本，並且降低每英里的汽車成本，這樣就會在很大程度上降低對私家車的需求。不用支付保險，不需要保養，不用繳納道路稅，沒有車輛折舊等問題，這會大幅度降低出行人的成本，同時也會在很大程度上減少交通事故，因此通過減少交通堵塞和降低應急服務成本，就會使交通情況等到改善。

採用電動汽車：很多政府和汽車供應商都在關注這方面並且採取行動。比如法國宣布從2040年以後所有上市的新車都將採用電力驅動。梅賽德斯賓士公司承諾在2030年之前會生產所有款式的電動/混動汽車，吉利/沃爾沃則更加的積極，宣布到2019年他們會在所有的汽車中都集成電動組件（混合動力汽車/純電動汽車），中國政府也在鼓勵本土企業和技術向這方面發展，從而加快向電力能源的轉變，實際上在中國某些城市能夠儘快上牌買車的一條途徑就是購買電動汽車。

停車位追蹤：造成大城市交通擁堵的其中一個原因就是尋找停車位，在城鎮和城市裡大約30%的擁堵是因為這個問題。我們可以藉助一些技術如汽車在行駛中會記錄周圍的環境並將這些信息上傳到雲伺服器，雲端通過分析找到附近可用的停車位並將實時畫面和位置發送給司機。同樣我們還可以藉助自動駕駛汽車，司機/乘客可以在目的地下車，然後汽車會鏈接到城市系統並且分配一個車位實現自動停車。

互聯汽車：在智能城市中車與車（V2V）、車與基礎設施（V2I）、車與互聯網以及遠程信息處理成為可能。V2V允許車之間直接通信，這樣可能會最終導致信號燈的消失。環繞周圍的攝像頭採集的信息可被打包並上傳到雲端，並且通過分析尋找到免費的停車位。這些服務可以通過LTE/5G與車輛建立遠程連接。其他基礎設施比如收費口、加油站的交易環節通過自動實現也會大大改善城市環境的交通狀況。互聯汽車還具有其他功能，比如速度和地理位置可以通過智能城市系統遠程控制，從而改善交通情況。然而有些人會認為這會侵犯用戶的隱私。

ADAS（高級駕駛輔助系統）：處理次序從感測器到制動器

智能城市基礎設施：這個工程可能要花很長的時間，首先要確定基礎設施的成本以及由誰來承擔。是整個城市來承擔嗎？是由WiFi運營商來承擔嗎？還是有移動運營商來承擔？麥肯錫進行了調查研究表示通過廣泛採用半自動/全自動駕駛汽車美國經濟可以節省最高大1萬億美元，這基本與公路和橋樑網路升級的預算一樣多。涉及到的關鍵技術有WiFi（802.11p）、LTE/5G、集成到汽車中的感測器需要有效地提供實時信息，如交通、道路和事故等。在道路兩邊建立設立802.11p熱點盒子，它可以連接到時速高達160km/h的汽車，並且將實時道路情況、更新後的地圖和事故信息聯繫在一起。LTE和5G將會是遠程信息處理的核心技術，汽車信息（位置、速度等）將與其他來源的信息融合在一起創造出新的服務內容，並且有償提供給車主選擇。

政府的角色

為了讓自動駕駛汽車和智能城市取得成功，各國政府需要提供向全自動化程度的轉變的支持，制定相關法律涵蓋諸如責任劃分、保險、基礎設施支持和資金等方面的，另一個領域就是汽車的年檢採用自動化軟體系統實現（比如英國的MOT系統），如果更新不到位或者在最近20天內沒有更新，DVLA系統應該能夠立即將車停靠在路邊。

如果一輛汽車沒有及時更新補丁隨後會發生什麼呢？這本應該阻止交通事故的發生，這到底是誰的責任？什麼需要約束用戶來強制執行？誰應該對自動駕駛汽車負最終責任？汽車上還需要集成哪些功能來滿足用戶的需求？這些問題都與政府機構相關，比如美國的NHTSA部門、歐洲的NCAP部門，它們將增加ADAS（高級駕駛輔助系統）所應具備的特性並且制定標準，對於非自動駕駛汽車進行報廢處理，避免沒有輔助駕駛功能的汽車在市場上流通。

ADAS（高級駕駛輔助系統）所應具備的功能和要求

智能交通系統的核心集成了豐富的IP資源

從Imagination公司的角度來看，作為IP核資源的授權方我們會向前看三至五年時間，確保我們提供合適功能的IP核。一些關鍵的技術比如卷積神經網路（CNN）在ADAS系統中的應用在強大的PowerVR GPU（支持16/32位的浮點計算）的支持下將逐漸實現，專用的硬體加速器會減小板卡尺寸和降低系統功耗，同時提升系統性能。

對於自動駕駛汽車的感測器部分，我們採用圖像處理IP核來採集感測器數據並傳送給感測器融合處理部分。MIPS微處理器已經成功集成到Mobileye EyeQ?2/3/ 4/5 SoC器件中，它是現今大部分ADAS系統的核心部分，對於下一代Eye?5是專為全自動駕駛汽車而設計的，MIPS CPU具備實時圖像處理的中央控制功能。

在一些關鍵技術，針對公共和個人財產的智能金融，合理的政策法規以及像Imagination這樣提供授權IP核的科技公司的引領下，未來的智能城市將讓出行更方便，帶給城市居民更好的生活體驗。

Bryce Johnstone簡介

Bryce是一名業務總監，負責推廣公司的第三方生態系統，涉及所有技術和產品，包括PowerVR、MIPS和ENSIGMA。這個職位需要與主要的第三方用戶保持密切聯繫，幫助他們採用Imagination公司的產品，同時也要與整個開發部門進行廣泛的溝通。目前他還是汽車事業部的總監，工作涉及到整個汽車行業的產業鏈，與一級代理商和汽車製造商以及關鍵的第三方合作夥伴保持聯繫，及時了解未來應用的需求，確定Imagination公司需要開發什麼功能的IP核模塊才能適應未來幾年快速發展和變化的汽車市場。

Bryce畢業於愛丁堡大學電子與電氣工程專業，隨後獲得了開放大學（Open University）的工商管理碩士學位。Bryce具備30多年的半導體行業經驗，在STC半導體公司和TI公司都工作過，並且擔任過多個技術和管理職務，開始涉及SPARC微處理器，後來研究DSP，最後轉向無線終端業務部門，負責OMAP開發者線上活動。

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