基于“数公基”的智慧交通、智慧城市思维

黄传明、付琳 | 作者

可琦饼 | 编辑

包图网 | 头图来源

一

背景

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要（草案）》提出，迎接数字时代，激活数据要素潜能，推进网络强国建设，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。2023年，中共中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》。

城市数字公共基础设施是以通信网络、数据算力、物联网及融合基础设施等为支撑，以提升城市数字公共平台能力和数据资源规模质量为核心的新型基础设施体系，是建设数字社会、发展数字经济、探索数字化治理方式变革的重要基础。城市数字公共基础设施是数化中国的基础，是构筑未来核心竞争力的重要载体和支撑。

当前，智慧交通面临“纵横”两大方面要求，纵向方面是全国的顶层规划，公安部下发了《公安交通管理科技发展规划》；横向方面是智慧城市对智慧交通提出的具体要求。在“纵横”需求下，构建一个城市的智慧交通体系需要进一步思考。

智能交通管理系统现状是：初期为“烟囱式”架构系统林立，设备间难以实现联动控制，系统内部缺乏数据交互;近期为“集成式”架构统一系统数据接入，集成各子系统应用，但较难适应新业务应用的发展。

智慧城市相关建设的现状是：智能网联、智慧停车、智慧路灯、智慧道路、智慧城管、智慧能源、智慧环卫、智慧园林、智慧水务、智慧交通等等各类智慧系统、平台或体系，各自为营，信息孤岛问题突出，信息共享不够。数据碎片化、信息利用率低、融合程度差。

二

数公基简介

2023年5月，湖北省推出《湖北省城市数字公共基础设施标准体系总体框架》，武汉发布《武汉市城市数字公共基础设施建设工作方案》。

10月上海推出《数字城市公共基础设施建设白皮书》。“数字城市公共基础设施是以城市提质增效为引领，以‘新城建’对接‘新基建’为主线，以城市数字底座为支撑，以城市公共基础设施数字化为主体的城市基础设施体系。 数字城市公共基础设施包括城市数字底座和城市公共基础设施数字化两大内容 ，通过算力、网络、新技术等数字化基础支撑能力建设和城市公共基础设施数字化建设，实现软硬件设施全面升级，为城市数字化转型发展提供数字化能力和先进基础支撑。”

数公基由城市信息模型空间数据底座（CIM及基础平台）、“一标三实”万物编码、数据资源管理三部分组成 ， 按照《城市数字公共基础设施建设规划》，构建武汉市 “ 143N ”城市数字公共基础设施顶层架构（见图 1 ），完成全市域 CIM 白模建设，中心城区达到 CIM 精模级别，建成城市信息模型空间数据底座。

图1

基于城市信息模型空间数据底座，建设市级统一标准地址管理系统，指导和规范“一标三实”建设。

基于“一标三实”工作建立横向协同、纵向联动的城市数字公共基础设施工作机制，保障各部门数据一致性和实时性。

基于万物标识统一编码标准，建立编码赋码机制，完成赋码平台建设。大力推进城市影像（视频监控）、物联感知设施数据接入，提高接入数量。打通市直各部门、单位的数据实时汇聚和共享渠道，建成城市公共基础设施数据资源管理系统，构建开放共享的数据资源体系。

目前已经完成数公基的建设，各部门基础数据及物联感知数据汇入工作在持续推进中。

总结重要的数公基要素为：

1、打造CIM精模级别城市信息模型空间数据底座，地图由GIS实现至CIM；

2、万物编码赋码，万物标识，现实世界与数字世界唯一映射；

3、全域基础数据与物联感知数据融合、共享。

基于此基础上的智慧交通、智慧城市建设将带全新的冲击， 基于数公基的智慧交通、智慧城市的规划、建设、运维的思维彻底改变 。

三

数公基思维

（一）数字化交通基础设施结构

1、路侧单元

路侧单元（RSU）是车路协同提出的概念，是安装在路侧，与车载单元（OBU，On Board Unit）进行通讯的装置。

数公基的建筑、城市公用设施、交通设施、水利设施、农业设施、信息基础设施等十多类数据以城市部件体现，包含各行业。

广义的路侧单元将会是包含下表各项内容的感知、运算、传输及控制能力的基础终端设施，将会远超出现有RSU的定义。

道路除了是交通主动脉之外，自然而然的搭载了能源、通讯、必须物资的绝大多数的伴随。借助城市部件分类，现有的道路上，路侧设施是以交通设施为主，而且它还是强制标准。

道路路侧设施表

网格单元内的路面、路侧设备，以广泛意义的RSU理念，对其规范化标准化，统一结构，应包括或部分包括类似以下各类功能方面。

2、交通城市部件

在智能交通方面，以一个路口为例。这个路口首先是一个数公基的网格单元，在单元内包括的交通设施。

以数公基城市部件思维包括：道路交叉口、道路交通信号控制、交通违法行为监测、杆件、摄像头、信号灯、交通电柜、交通标志、电子显示板、交通护栏/道路隔离设施；

以智能交通思维包括：信号灯路口、电子警察、卡口、监控、电子显示牌、交安设施。它们应该以路侧单元与其他城市部件统一管理。

以数公基城市部件思维，交通设施是属于城市部件符合“数公基”标准化、规范化、统一化要求，体现城市基础设施属性的，统一编码赋码的；同时它又是具有交通专题属性的，遵循道路交通信号灯、视频监控等国家标准、行业标准。

3、信号灯具

信号灯路口、电子警察、卡口等设备的摄像头、信号灯灯具、交通电柜、电子显示板以独立的城市部件体现，重点以信号灯具（特指每个信号灯）为例，以独立城市部件出现，与信号灯路口“逻辑统一，实体独立”，每个信号灯具赋唯一编码。每个摄像头、信号灯灯具、交通电柜、电子显示板以独立的城市部件体现，在这个举例路口内的应当构建一个标准基础结构，这个结构怎么建，重庆攸亮科技股份有限公司在赛文交通发表的《“大道至简”|全光路口化道为简》 提出了很好的思路，可以说是个比较好的方案，可以参照制定本市、本地区的规范、标准。

4、信控检测与控制分离

无论信号灯路口、电子警察、卡口等的检测设备产生的原始数据以物联感知数据汇入数公基，加工处理后的交通专用数据，用于系统使用。如信控检测器作为物联感知数据汇入数公基，提取的交通流量、占有率、车头时距等参数用于信号优化计算。

5、深度安可替代战略

数公基为各城市高度、完全自主的基础城市城市数字公共基础设施，建立了深度安可替代的天生条件。

在安全可靠国产化替代的重要战略实施，鸿蒙系统将承载安全可靠国产化替代系统，湖北省“科技兴警三年行动计划”指出：打造以鸿蒙系统为核心的新一代警务操作系统，基于鸿蒙的“云、网、端”融合的鸿蒙生态协同技术，构建警用智能终端安全自主可控协同体系,实现常用警用装备鸿蒙化。其中鸿蒙信号控制器是最好的代表产品。国内交通行业要解决深度安可替代问题。

可见，基于数公基的交通前端设备城市部件化，交通专项检测物联感知化，将会是促进地方城市交通建设标准化体系化的建立，城市交通部件建设可列为新基建范畴。

（二）数公基应用

数公基提供了前所未有的精准精度、前所未有的数据广度、前所未有的场景融合，从而赋能智慧交通。

城市数字公共基础设施建设构建了“CIM+一标三实+城市部件编赋码”的数字孪生模型，结合时空地图、混合现实、机器视觉等理论方法，通过物联感知实时位置获取、空间信息共享、实战业务协同等智能技术，开展虚实结合的“数字交管”智能场景应用。

基于“数公基”进行交通生态大模型探索，构建城市数字孪生的虚实结合交通现状再现、交通态势推演的社会协同共治交通大模型，以“数化交管”专题图层进行平台虚实交互。

研究垂直小模型与交管科技系统、交管业务系统交互，并根据数公基进行交通各元素特性的学习模型知识积累，最终达到具有自身生态进化能力的交通大模型。在当前的智慧交通中应用也会产生巨大变化。

1、宏观

据数字孪生现实积累总结出行规律、交通规律；

针对实时交通数据，掌握实时交通态势并应用于OD分析、职住分析；通过交通变化趋势预测，进行：

• 交通态势干预：指挥调度分流、社会媒体引流、导航推荐等；

• 交通趋势控制： 垂直小模型与信号灯、诱导屏等交管科技系统交互。

实现：交通运行态势、节假日交通研判、大型活动研判、恶劣天气研判、交通政策影响研判。

2、中观

中观上实际上就是一个宏观的切片，用接近于数字孪生的区域研判、优化、治理。实现：组织调整研判、新/改/扩建道路分析研判、治堵方案及拥堵溯源分析、施工路段交通疏解方案、重点道路/区域专题、交通事件/事故/影响、区域交通协调、停车场管理、智慧停车方案等。

但是在应用过程中将会改变很多传统方式，无论是在方案制作、基础调研、效益评估等方面都将有新的突破。以下图示意，思考将会带来的变化。

3、微观

精确到每个城市部件、交通部件，精确到每个交通元素全息数据，从而可以进行实现：车路协同、无人驾驶应用，驾驶行为、心理分析，交通信号控制与评价，事故/事件特征分析等各种应用、研究，并进行交通各元素特性的学习模型知识积累。

（三）交管科技系统与数公基

纵向维度：公安部智能交通顶层规划，以部局四大平台（国垂系统）构架交管顶层框架，遵循国标、行标进行交通设施与信息化建设，形成交通管理服务体系。

横向维度：在数公基构架下进一步标准化体系化城市部件，形城市数据底座，不相互不冲突，相互促进、互补。与数字化城市成为统一体。

总体来看， 城市数字公共基础设施建设并不是创造了新技术，而是建立了地标、团标、行标，进一步将建立国标 。打造了建立了新标准、新体系，也促进了相关体制的保障。由此引发理念观念的彻底改变，在城市智慧交通领域应当适应这种改变。

处理好国垂、省垂与数公基的“纵、横”关系，适应基于CIM下交通城市部件化的数字底座带来的变革，建立好数公基框架交通专题大模型与垂直、学习小模型。

四

展望

城市数字公共基础设施建设作为数字中国的具体实践行动，全国各大城市相继进行了建设，打造、铸牢城市数字底坐正在行动。

从基于数公基的数字城市与近年来建设的交通大脑、城市大脑进行简单的比对，不难看出， 城市数字公共基础设施建设更像现在讲的数字孪生，而“数字城市”更趋近于元宇宙 。无论是数字孪生还是元宇宙都不可能是个大的项目可以创建的，而是基于数公基下城市数据逐步积累、迭代、进化而来的。

作为交通工作者应当改变观念，适应数字化带来的变革。当基于数公基的交通元素精细到每个交通个体，无人驾驶车也只是个具体个体，在加载相应的法律、体制、标准、规则后建立的新的交通个体模型与人、车、路协同在数字化体系内。我们就会发现 智能网联、智慧交通是统一的，“双智融合”将在城市数字底上协同运行。

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