城市智能交通发展到新的阶段，在互联网、云计算、大数据、人工智能、5G等新技术下的未来智能交通发展路径的探索成为当下热点。本书在对现阶段“交通大脑”建设情况进行分析的基础上，系统地提出“城市交通大脑”体系框架与建设方案，深入明晰地回答了城市交通大脑“是什么、干什么、怎么干”的问题，探索了在“城市交通大脑”引领下的未来城市交通，以及智能交通系统的发展方向。 本书可作为高等院校交通运输专业方向的教材或参考书，也可供智慧交通、智慧城市、人工智能等领域的管理者、学者、研究人员或工程技术人员学习和阅读。

前言 “城市大脑是杭州献给整个世界的一个礼物，就像当年罗马给了世界一个下水道，伦敦给了世界一个地铁，纽约给了世界一个电网。” ——阿里巴巴技术委员会主席王坚 自阿里巴巴于2016年在杭州启动城市大脑项目后，交通大脑一词在全国引起了激烈的讨论，并持续成为交通及智慧城市领域的热点议题。紧随阿里巴巴之后，易华录、华为、百度、高德、腾讯等互联网企业及交通行业企业也相继在深圳、大连、广州等全国多个城市开展交通大脑建设，希望实现智能交通系统的模式创新与技术突破。 然而，对于交通大脑的建设，在交通行业内一直存在争议，褒贬不一，部分研究者认为交通大脑确实能够带来交通领域的革新；也有研究者认为，交通大脑只是“旧瓶装新酒”，是包装和噱头，而现阶段互联网企业所建设的交通大脑也是参差不齐、内容各异。 在种种热议之下，本书作者依托北京市科技计划研究项目，系统地对城市交通大脑体系框架与建设方案进行解析，包括城市交通大脑的起源与发展历程，不同城市的交通大脑建设特征与现状，交通大脑的具体内涵与外延、核心特征，与现阶段智能交通系统的区别与联系，城市交通大脑建设的总体框架、物理框架、功能框架设计，以及为实现未来的城市交通大脑体系需要攻关的建设任务等。希望本书能够为规范城市交通大脑的概念、推动其统一的顶层设计和建设提供一定的参考，让城市交通大脑作为下一代智能交通系统真正起到引领交通系统模式创新与技术突破的作用。 本书各章节内容如下。 第1章，概论。阐述了我国智能交通系统的发展现状，梳理了5G、人工智能等创新技术的发展与应用现状，分析了国家在交通运输特别是智能交通和数字交通等方面的政策形势。 第2章，城市交通大脑起源与发展。详细介绍了阿里巴巴、百度等不同互联网企业城市交通大脑产品的提出过程，分析了我国不同城市交通大脑的建设现状，并指出了现阶段我国城市交通大脑建设中的问题。 第3章，城市交通大脑内涵与特征。提出了城市交通大脑的内涵，并给出城市交通大脑的核心特征，阐述了城市交通大脑与现有智能交通系统的区别与联系，明确了其代际特征。 第4章，城市交通大脑框架设计。提出了城市交通大脑的规划框架，包括核心中枢、物理框架、功能框架及建设框架；提出了城市交通大脑分阶段、分层次的建设任务。 第5章，建设方案与核心任务规划设计。提出了城市交通大脑基础平台层、数据汇聚层、超级计算层、解决方案层四个层次的重点建设任务，对各项任务进行了架构设计与详细设计，并提出了建设分期。 第6章，城市交通大脑建设体系保障。阐述了为保障城市交通大脑建成，需要政府和企业不同层面的保障措施。 第7章，未来展望。站在城市进化的视角，技术创新是城市交通发展的必然路径和不二选择，智能交通在未来城市交通建设中不再是“锦上添花”的选项，城市交通大脑将带来交通系统体制机制、投资建设、运营管理等一系列变革，需要更深入的前瞻研究和筹划。 特别感谢北京市科学技术委员会在本书撰写过程中给予的技术指导和大力支持。此外，北京交通发展研究院张溪、赵祥、朱珊、全宇翔等研究工作者也参与了本书的撰写，并做出相应贡献。 由于作者的水平和时间有限，书中难免有不足之处，恳请读者批评、指正。 作 者 2021年3月

目录 第1章 概论 / 1 1.1 我国智能交通系统发展现状 / 1 1.2 国际智能交通系统发展现状 / 2 1.2.1 美国 / 3 1.2.2 日本 / 4 1.2.3 欧洲 / 5 1.3 技术爆炸—ITS的机遇与挑战 / 5 1.3.1 5G通信 / 6 1.3.2 深度学习与人工智能（AI） / 7 1.3.3 高性能计算 / 8 1.3.4 边缘计算 / 9 1.3.5 一站式出行服务（MaaS） / 10 1.3.6 预约出行 / 11 1.3.7 车路协同 / 13 1.3.8 自动驾驶 / 14 1.4 国家政策与形势 / 16 第2章 城市交通大脑起源与发展 / 17 2.1 城市交通大脑的提出 / 17 2.1.1 阿里巴巴 / 18 2.1.2 易华录 / 19 2.1.3 华为 / 20 2.1.4 百度 / 22 2.1.5 腾讯 / 23 2.1.6 企业产品优势与特征 / 24 2.2 城市交通大脑建设现状 / 26 2.2.1 杭州 / 26 2.2.2 深圳 / 28 2.2.3 北京 / 29 2.2.4 济南 / 30 2.2.5 大连 / 31 2.2.6 宣城 / 32 2.2.7 合肥 / 33 2.2.8 衢州 / 34 2.3 城市交通大脑建设现阶段问题 / 34 第3章 城市交通大脑内涵与特征 / 36 3.1 城市交通大脑内涵 / 36 3.2 城市交通大脑特征 / 36 第4章 城市交通大脑框架设计 / 38 4.1 核心中枢 / 38 4.2 物理框架 / 39 4.3 功能框架 / 41 4.4 建设框架 / 42 第5章 建设方案与核心任务规划设计 / 45 5.1 基础平台层：实时处理能力平台网络 / 45 5.1.1 在城市交通大脑中的定位 / 45 5.1.2 现状分析 / 46 5.1.3 架构设计 / 50 5.1.4 详细设计 / 52 5.1.5 建设分期 / 70 5.2 数据汇聚层：全量感知体系 / 70 5.2.1 在城市交通大脑中的定位 / 70 5.2.2 现状分析 / 71 5.2.3 架构设计 / 75 5.2.4 详细设计 / 76 5.2.5 建设分期 / 82 5.3 超级计算层：大规模交通网络超级计算 / 83 5.3.1 在城市交通大脑中的定位 / 83 5.3.2 现状分析 / 84 5.3.3 架构设计 / 86 5.3.4 详细设计 / 87 5.3.5 建设分期 / 95 5.4 解决方案层：精准交通治理与一体化出行服务 / 96 5.4.1 在城市交通大脑中的定位 / 96 5.4.2 现状分析 / 97 5.4.3 架构设计 / 99 5.4.4 详细设计 / 101 5.4.5 建设分期 / 109 5.5 城市交通大脑建设初期重点方向 / 112 第6章 城市交通大脑建设体系保障 / 113 6.1.1 政府部门协调 / 113 6.1.2 企业优势借力 / 113 第7章 未来展望 / 115 7.1 未来技术趋势 / 115 7.2 未来发展模式 / 116 7.3 未来出行理念 / 116