2024-03-11 10:28:01當前,，全球數(shù)字化發(fā)展日益加快，時空信息,、定位導航服務成為重要的新型基礎設施,。交通關系國計民生，日益信息化,、智能化和融合化的新型交通基礎設施,，可以更好實現(xiàn)人享其行、物享其流,。為新型交通基礎設施提供時空位置服務的時空智能,，包括定位、導航和測時,，能夠精準,、智能感知和理解時空信息，更好滿足人們生活和出行的多種時空位置需求,。
科技創(chuàng)新不斷提升時空智能的交通服務能力
大雁南飛,、幼魚洄游，生命體為適應遷徙,、覓食和繁衍等需求，經(jīng)億萬年進化,，能夠感知并記憶自己及周圍環(huán)境的位置,、方向、速度,、時間和距離等信息,，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和太陽光偏振光，從而確定自己的位置,、方向和時間,，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、星星等天體的運行,，創(chuàng)立了二十四節(jié)氣,、農(nóng)歷等時間劃分和度量方法,，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、節(jié)令變化,、日常生活提供指導,。人類還發(fā)明了很多時空感知的工具和技術，如指南針,、地圖,、日晷天文測時儀、陀螺儀和加速度計等,，為遠航,、探險、商貿(mào)等活動確定方向和位置,。20世紀中葉以來,，隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革快速發(fā)展，無線電,、光學乃至量子測量等極大提高了人類的時空智能效率和準確度,。
現(xiàn)有的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GNSS）中，北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（以下簡稱北斗系統(tǒng)）是中國自主建設和運行的全球性時空信息重要基礎設施,。它利用規(guī)律運行的導航衛(wèi)星星座,，替代自然界的北斗星座，以衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號替代星星發(fā)出的光信號,，構(gòu)建出精準的空間和時間坐標基準,。當?shù)厍虻年懙亍⒑Ｑ蟊砻婕敖乜臻g的交通運行體,，如各類交通工具,、基礎設施等，接收到無線電信號后,，即可算出與全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)時空基準一致的時間和位置,，實現(xiàn)自我定位、導航,、測時,，以幫助人們精準進行不同場景的探索。
北斗系統(tǒng)提供的這種時空位置服務能力是全球性,、全天候,、全天時的。目前來看,，只有北斗系統(tǒng)具有全球任意兩地40個漢字雙向短報文通信功能,；在中國及其周邊，具有一幀1000個漢字,，一小時1000萬同時在線用戶的雙向通信能力,。這種通信服務,，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),，還可實現(xiàn)時空位置互聯(lián),，使信息交流更便捷精準。
此外,，北斗系統(tǒng)等全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)在太空近地軌道中,，布有較為均勻的百余顆衛(wèi)星，發(fā)射幾種不同導航頻率的電磁波,。這些密集的導航類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,、風場、陸地的土壤濕度,、冰雪厚度等開展定位,、定時、定量的環(huán)境遙感甚至目標遙感,。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識別,、跟蹤、預警等信息,，以進行有效的環(huán)境監(jiān)測,、分析和目標管理、控制,，進而提升交通運行效率和交通安全,、應急水平。
時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,。推動大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng),、人工智能,、區(qū)塊鏈、超級計算等新技術與交通行業(yè)深度融合,。”時空信息技術與傳統(tǒng)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(tǒng)的實際應用為例，能看到時空智能賦能交通出行有如下特色和優(yōu)勢：
首先是時空一體化,。時空智能技術能夠利用衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供全球高精度一體化時空基準,，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)絡時間同步服務,，為汽車等交通工具提供亞米,、分米,、厘米級空間位置，毫秒,、微秒級時間同步服務,。通過時空智能技術，全球用戶可以根據(jù)場景變化自主或智能選擇,，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)空間位置的精準定位,、導航與時間同步。
其次為通導遙融合,。利用北斗系統(tǒng)的全球定位導航,、雙向通信和搜救功能，加上交通沿線“北斗+5G”地基增強的高精度時空位置服務,，兼有暴風,、雨、雪及雷電等氣象環(huán)境遙感功能,，再與AI和大算力網(wǎng)絡連成一體,，就構(gòu)成了交通通導遙融合實時服務設施體系。這一體系可以為陸路,、水路和空中各類交通工具提供實時智能數(shù)據(jù)采集,、風險分析和場景識別等服務，同時與交通運控中心協(xié)同,，報送交通工具的時空位置數(shù)據(jù)與事件狀況信息,，輔助決策相應事件管控處置，確保交通服務質(zhì)量和安全需求,。
第三是智能化服務,。當前，我國各大交通行業(yè)多在規(guī)劃“北斗+5G”+“AI+大算力（云中心）”,。含北斗地基增強和AI云服務的網(wǎng)絡系統(tǒng),，已在鐵路線路側(cè)及相應大型樞紐、民航樞紐機場,、高速公路和通航河道兩側(cè),、大型海港海運樞紐、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?！氨倍?5G”將北斗系統(tǒng)的時空基準延伸到隧道,、管廊等各類地下空間，可為傳統(tǒng)交通基礎設施提供地上,、地下與北斗系統(tǒng)一致的時空基準服務,。這樣,，交通及能源設施產(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,，以及基礎設施中橋梁、隧道,、大型空間構(gòu)形構(gòu)件的時空位置形變監(jiān)測數(shù)據(jù)等,，均可被賦予精確的時空流量、流轉(zhuǎn)及變化信息,。通過對這些數(shù)據(jù)的智能分析,、關聯(lián)和挖掘，我們不僅可以對交通基礎設施的運行維護進行模型優(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)濟和社會信息的時空規(guī)律，提升經(jīng)濟運控及社會治理的科學化,、智能化水平,。
時空智能與人工智能等信息技術的加速融合，還將使各類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,。
時空智能開拓交通發(fā)展新領域，創(chuàng)新出行服務新模式
時空智能將不斷開拓交通發(fā)展新領域,，創(chuàng)新出行服務新模式,。如為未來高速磁懸浮列車路網(wǎng)的設計、建造及運維提供精準,、實時,、可靠的定位、導航,、時統(tǒng)和通信服務，實現(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域，為低空空域提供精準管理服務,，對空域內(nèi)的無人機,、通航飛機甚至未來空水地三棲飛行汽車等各類飛行器進行實時監(jiān)測,、識別、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注的焦點。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”三大關鍵技術協(xié)同的思路,。這三大技術分別包括：集成北斗系統(tǒng)時空定位、場景感知和認知技術的時空智能,；“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)動的交流智能,；AI和大算力（云中心）生成實時動態(tài)高精地圖的交通環(huán)境認知智能。這種“聰明的車+智慧的路+隨動的圖”智能駕駛模式,，用戶分擔成本最低,、科技進步效果最好、總體經(jīng)濟效益最高,，該技術方案正在成為國際共識,。
時空智能技術要引領新型交通基礎設施發(fā)展，還需要不斷創(chuàng)新,，包括繼續(xù)提升場景快速變化時的精確性和可靠性,，以滿足交通新基建的多樣性和復雜性；繼續(xù)拓展應用領域和模式,，如探索時空智能在太空交通,、地下交通、水下交通等新領域,，以及在共享交通,、綠色交通等新模式的應用；加強時空智能的安全和規(guī)范研究,，如加強數(shù)據(jù)和隱私保護,、網(wǎng)絡安全等，以保障交通新基建的安全運行和效益發(fā)揮,。
新時代新征程,，需要我們共同努力構(gòu)建全天候、全天時、全國性“智慧交通基礎設施一張網(wǎng)”,，實現(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域的獲得感,，從而達到區(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。
