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跨越IT&OT数字鸿沟,构建交通数字化新范式

华为全球交通业务部副总裁 王国钰/文

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5G、云计算、大数据、物联网及人工智能等数字技术的不断涌现,正引领交通行业进入数字时代。而《交通强国建设纲要》的发布、“新基建”政策带来的契机,使交通行业迎来了数字化变革的拐点。通过数字化技术(IT)与传统基建的运营操作技术(OT)的深度融合、双向互动、实时耦联,实现交通行业的数字化转型,全面提升交通基础设施的精准感知、精确分析、精细管理能力及交通综合治理的现代化水平,将成为交通行业数字化的主要方向。

除了中国之外,欧美、亚太区域的很多国家也在积极谋划综合交通数字化方案。如欧盟在疫情期间发布的2万亿欧元经济复苏计划,其中的1.1万亿元将用于投资建设2万公里的高铁网,以联通欧盟各国的首都;2020年,德国政府及德国铁路公司发布的未来10年铁路建设投资规划显示,预计到2030年,德国将投资860亿欧元用于建设泛欧综合交通运输网。

交通行业数字化进入深水区

近年来,各种灰犀牛、黑天鹅事件层出不穷,未来的不确定性越来越大。与此同时,交通行业则创新不断 ,并逐渐渗透到业务的生产流程,随着其数字化进入深水区甚至无人区,如何实现突破式创新成为交通行业面临的新问题。

第一,交通基础设施的数字化程度普遍不高。交通行业具有的高安全、重资产、专业化及移动性等特点,导致其在与5G、云计算、大数据等新一轮IT数字技术融合发展过程中会面临更多的挑战,数字化进程落后于互联网、金融、电信等行业。

在过去的30多年中,虽然交通是较早引入各种IT技术的行业,但交通基础设施普遍缺乏数字化能力,例如很多路侧、轨旁、场站及枢纽的终端还是“哑“的,尚未纳入交通运营管理,无法实现有效管控和疏导;而已建的IT应用也多处于分散的信息孤岛中,交通数字化并未真正实现。

第二,现代交通不仅是铁路、公路、水路、航空几个垂直领域独立的客、货运输,而是围绕旅客的出行流、货物的运输流、交通载具的运行流形成的海陆空铁一体化综合立体大交通和一个数字化、网络化、智能化的出行服务体系,数字化转型是实现综合立体大交通的必由之路。面对如此复杂的综合立体大交通,其数字化难度可想而知。

以城市轨道交通为例,随着城轨行业的快速发展和城市群建设的不断推进,城轨建设开始从传统的单一线路向线网化、多元化(地铁、轻轨、市域铁路、BRT等综合交通枢纽)的复杂线网工程演进。这不仅意味着在建工地数量的急剧增加,深圳地铁从原有单一线路的60多个工地扩展到线网工程的超过400个项目,月高峰超过7万人参与施工,更极大地增加了城轨建设过程中管理的复杂度。打造如此大规模的线网级工程数字化项目,目前全球尚没有太多可借鉴的经验,需要充分利用5G、云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代数字技术进行创新探索。

第三,交通工具不断推陈出新。随着无人机、无人驾驶汽车、电动汽车、智能轨交的纷纷问世,对新型交通工具的运营和管控不仅是全球各国交通系统面临的新课题,也对我国现代交通系统的数字化运营及管理提出了升级挑战。

拿着旧地图找不到新大陆,面对行业数字化的无人区,亟需构建行业数字化新范式。

构建新范式,成就大交通的12345

基于30多年积累的ICT技术优势和20多年深耕交通行业的丰富经验,目前,华为交通解决方案已服务于23家全球500强客户。华为联合生态伙伴推出的综合大交通解决方案——将5G、云计算、大数据、人工智能为代表的ICT技术与业务场景深度融合,可实现“人悦其行、物优其流”的数字化愿景,全面提升交通行业的安全、效率及体验。具体来讲,就是“12345”。

1 个综合大交通

未来交通不再仅是铁路、公路、水路、航空等几个垂直领域独立的客货运输,而是围绕旅客出行、货物运输形成的海陆空铁一体化综合交通。其在解决乘客门到门出行,物资端到端流转的同时,可实现更高时效、更高安全、更低成本及更好体验。随着《交通强国建设纲要》、长三角一体化、粤港澳大湾区、京津冀、江苏交通强省、数字广东等行业规划的陆续出台,建立从枢纽到城市再到都市圈的“空中、水上、地面、地下”一体化综合大交通,成为顺应交通行业高质量发展的时代需求。

图1 一体化综合立体大交通

其核心可用公式表示为:

综合交通数字化 =∑垂直行业数字化,垂直行业数字化 = ∑业务场景数字化

交通数字化的本质是要解决业务问题,改善安全、效率及体验,释放和激发生产力,通过构建全流程、全架构、全生命周期的综合大交通,实现行业高质量的发展。综合交通数字化需要循序渐进、分步实施、分步推进。首先,要完成航空、城轨、铁路、公路、物流、港口等若干垂直子行业里每个业务场景的数字化,再将多个数字化业务场景串联起来,形成客流、物流、载具流贯通的业务流,以实现垂直子行业的数字化。其次,再将数字化后的垂直子行业并联起来,通过打通断点、融合积淀,形成门到门的出行服务流,及端到端的货物运输流,使其全程可感知、可预测、可协同、可联动,打造出面向未来的综合大交通。最终实现人悦其行、物优其流的愿景。

华为综合大交通解决方案包括智慧机场、智慧城轨、智慧公路、智慧物流、智慧铁路、智慧港口六大垂直行业数字化领域,覆盖了交通与物流行业的主要形态。同时,华为正积极参与规划、设计、研发、实施国内多个城市的综合大交通数字化建设。以深圳为例,为了实现两个重要目标:一是强化城市交通的治理能力,缓解拥堵;二是提升公众出行的服务水平,提高公众出行的安全感、获得感及幸福感。

深圳机场作为国内集海、陆、空、铁于一体的综合交通枢纽,近年来,一直在推进各种运输方式的融合发展,以打造空地、空海、空铁联程联运的航空生态服务圈。由于机场多种交通方式的融合会带来巨大的数据流量,产生巨量的数字价值,因此如何对四型机场进行数字化赋能,打造综合空港枢纽就成为深圳机场在数字化深水区探索的重要任务。其ICT基础设施是以云数据中心为基础,通过行业使能平台整合大数据、AI(人工智能)、视频云、IoT(物联网)、GIS(地理信息系统)及ICP(融合通信)等资源,构建的“未来机场数字化平台”。

2 个数字化

交通数字化包括基础设施数字化(Digtazation)及业务流程数字化(Digitalization)两个层次,其中,基础设施数字化是业务流程数字化的前提和基础,而业务流程数字化则是打通断点堵点,解决痛点难点问题的关键。

图2 交通数字化=基础设施的数字化+业务流程的数字化

基础设施数字化的技术特征是全方位的感知与联接,主要涉及IoT、5G、机器视觉、雷达等感知及联接技术。业务流程数字化的技术特征则强调融合、智能、可视及决策支持,典型技术包括云计算、大数据、AI等。

基于20多年在交通行业数字化的持续深耕,华为提出的交通行业数字化参考架构 “交通智能体”,通过有效整合联接、云、AI、计算、应用等多种技术,构建了一个开放的立体感知的、多域协同、精确判断及持续进化的智能系统,可实现云、网、边、端的高效协同。

以联接和智能为例——

联接:5G大带宽、低时延的特性为交通数字化提供了无限可能。

如果路侧、轨旁、场站、枢纽、载具等基础设施没有实现数字化,业务流程的数字化就会变成缺乏依托的“空中楼阁”。而基础设施的数字化,需要依托感知和联接为主的技术去实现数据的采集和传送。

5G是华为的核心技术优势,5G大带宽、低时延、广连接、高可靠的优良特性可以在交通领域发挥巨大价值。在地铁装备运维领域,人工检测不仅效率较低,且容易出现漏报、误报等情况。深圳地铁11号线试运行的5G车地无线通信方案,可在列车行进过程中,将车内数据传输给车站、车辆段、监控台等地,以便地铁运营方对列车设备、列车状态、隧道及乘客等情况进行监测。一趟运行1小时的列车大约会产生25GB左右的数据,依靠传统方式拷贝至少需要120分钟,现在只需2.5分钟即可自动完成,未来可实现设备的健康管理及状态的及时分析。

智能:AI赋能,在海量、高频、重复场景中解放人力。

业务流程数字化的难点在于业务专家与IT专家的深度碰撞,需要双方共同探讨来选择出能产生“化学反应”的场景,找到交通行业运营生产业务流程中的痛点和难点,再利用数字化技术解决问题,最终实现安全、效率、体验的提升。

比如,能否减少旅客乘坐机场摆渡车的次数不仅与机位分配的技术有关,也与管理制度有关。为此,机场通常会安排能力最强的指挥员,花费4~5个小时去进行机位分配,如果第2天发生了交通管制或天气变化,其还要在短时间内依据经验完成调整。人工智能技术的使用,可将机位分配的工作时长从4小时缩减为1分钟,临时调整则可秒级完成。深圳机场在国内率先实现了机位资源智能分配,通过AI算法优化,航班靠桥率和廊桥周转率得到进一步提升,每年约260万人不用乘坐摆渡车,全年可为旅客节省125个小时。

综上所述,联接与计算的融合将会改变各行各业,梅特卡夫定律告诉我们,网络的价值随着联接数的增加而倍增,从而为社会创造出新的价值。以联接和计算为代表的战略性技术与交通行业场景的深度结合,对准生产系统中的痛点,可以快速创造价值。当我们把这些场景汇聚起来,便能涓滴成河,最终实现综合大交通的宏伟蓝图。

3 个业务流

交通行业有3个业务流:乘客流、货物流和载具流。首先,面向乘客流,提供个性化、差异化、更便捷的出行体验是各类交通运输企业永恒不变的追求;其次,针对货物流,流畅的货物流转可提高物流效率、降低社会成本;最后是载具流,将人、货、路、车、场、站等元素关联起来,就可实现资源与需求的匹配和优化。 实施交通业务场景数字化,需要聚焦核心业务流,从关键场景起步,从解决业务痛点入手,将数字技术与业务场景有机结合起来,通过数字技术解决痛点问题,从而带来生产效率的提升、运营管理的改善、经营模式的创新,以及公共服务能力的提升。

图3 3个业务流:寻求安全、效率、体验的最大公约数

利用5G、云计算、大数据、人工智能等数字技术的叠加效应,可以深化多源数据的融合,整合线上和线下资源,促进交通出行、公务商旅、旅游购物等各类信息的充分开放、共享和融合发展,打造出以乘客出行为中心而不是交通资源为中心的MaaS出行服务。以数据衔接出行需求与交通服务资源,使出行成为一种按需获取的即时服务,将为乘客带来全新出行体验。

比如,如何通过数字技术改善机场的通行体验并缩短通行时间?智慧机场的解决方案是以旅客为中心,沿着旅客出行路线,构建全场景、个性化、线上线下融合的精准服务,打造出行更便捷、体验更幸福的“出行一张脸”。 目前,成都双流机场即将实现全流程无感自助服务,通过科技惠民打造高效的出行体验,有效减少旅客丢证的风险。同时通过智慧航显系统,旅客还可以便捷地获取航班信息、室内路线导航等资讯。目前,国内登机口自助设备的覆盖率已达100%,可减少旅客通行时间15分钟以上。

4 个阶段

交通基础设施从筹建到开通往往需要数年时间,而技术的发展日新月异,交通行业的数字化赋能应渗透到规划、建设、运营、经营4个阶段并进行全生命周期的统筹部署和迭代创新,才能避免建成即落后的尴尬局面。例如,智慧城轨要从建造、运行、运维、运营、经营以及旅客出行等关键场景去分析;智慧公路要从路网感知、路网认知到路网智慧进行全方位考虑;智慧铁路要从运营通信到智慧机务、周界安防到智慧货场、智慧车站等进行多方面考量。

从时间的维度看,交通运输企业及机构涉及的业务通常涵盖规划、建设、运营及经营4个阶段,每个阶段均需进行缜密的规划以及充分利用数字化技术。规划、建设、运营和经营4个阶段要实现全流程打通,才能获得完整的数字化洞察,辅助规划决策,实现全流程、全场景、全要素的综合调度运营,验证和探索创新的经营模式。

确定性平台+不确定性应用场景:统一架构、 统筹推进、 生态协同、 快速迭代。

行业数字化转型是一项系统性工程,如何保证在实施过程中不跑偏?具体来说,在项目规划阶段需要进行顶层设计,在统一架构的前提下,决策者需要考虑项目周期长及技术迭代速度快的特点,做到适度超前规划,对全生命周期进行预判和成本设置,预估出运营和经营阶段的需求。而确定性平台和产品则可以统筹部署、协同推进,比如作为ICT基础设施的数字平台是交通行业数字化转型的基础,可以先行建设,以提升效率。

图4 构建全流程、全架构、全生命周期的综合交通

在建设和运营阶段,应紧跟发展趋势,拥抱 5G、云计算、AI、大数据和物联网等新兴技术,并优先采纳稳定开放的平台+可灵活迭代的技术和解决方案。在经营阶段,数字化转型可以帮助企业及机构利用大数据对客户进行数据画像构建,助其探索新的商业模式和营收来源。

面对运营、经营等不确定性的应用场景,行业应做好以下三方面的工作:一是生态协同。华为与合作伙伴要发挥各自优势、多方协作,联合形成行业竞争力;二要开放创新。双方或多方联合创新,对一些新方向要勇于试错;三要紧跟技术趋势,进行快速迭代。

江苏阳澄湖服务区是一个全生命周期落地的成功案例。该服务区每天有10万的车流量,每辆车至少载有两个人,每人平均消费70多元,服务区每天的收入可达700多万元。其成功的重要原因就是把车站的规划与周围的旅游生态链接起来,将车站服务区当作商业区来经营,以获得良好的效益。

未来,从全生命周期的维度开展交通数字化将成为交通新基建的新常态。

5 类生态伙伴

当下,数字经济在稳定投资、促进消费、助力产业升级、培植经济发展新动能等方面已经显现出巨大的推动作用,而行业数字化的转型需要协同,才能创造价值,才能有真正的生命力。为此,一方面,华为充分利用自身的技术能力,通过5G、云、AI、计算及行业应用五大技术的协同,聚焦交通行业场景化解决方案;另一方面,要真正实现数字化的商业成功,需要全行业的共同努力,只有行业统一标准和共建生态,打造良性发展的生态圈,才能实现全社会的协同分工、优势互补、蓬勃发展。

华为将大力构建使能伙伴的能力,在传统合作伙伴的基础上,进一步联合咨询规划、数据治理、集成实施、应用开发、平台运营五大类生态合作伙伴,通过多种合作模式,聚合端边感知、软件开发、数据治理、智慧应用等多元伙伴的能力,共同进行创新实践。随着新基建的推进和新商业模式的演进,基础设施建设的投资逐年增长,未来还需要更多投融资类合作伙伴的加入,深入到交通行业规划、建设、运营、经营等多个业务的细分场景,通过优势互补,打造数字立方,不断激发并释放生态潜能。

图5 华为综合大交通数字立方

金句

目前,华为交通解决方案已服务于23家全球500强客户。华为联合生态伙伴推出的综合大交通解决方案——将5G、云计算、大数据、人工智能为代表的ICT技术与业务场景深度融合,最终实现“人悦其行、物优其流”的数字化愿景,全面提升了交通行业的安全、效率、体验。

——华为全球交通业务部副总裁 王国钰

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第30期 智慧交通特辑

跨越IT&OT数字鸿沟,构建交通数字化新范式

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