馬 蘭，燕 翔，王 鵬，王金鵬

（1.北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070；2.河北雄安軌道快線有限責任公司，河北保定 071700）

1 概述

1.1 一體化出行服務(wù)概念

一體化出行服務(wù)與智能交通系統(tǒng)（ITS）的一體化交通建設(shè)密切相關(guān)，在一體化交通的基礎(chǔ)上，一體化出行服務(wù)充分發(fā)揮資源調(diào)配、協(xié)調(diào)運作、個性化服務(wù)的優(yōu)勢，可以為用戶提供基于“出行即服務(wù)（MaaS）”理念的全新出行體驗。同時也有利于實現(xiàn)共享化、低碳化、人本化的城市交通生態(tài)。

2021年《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》指出，綜合立體交通網(wǎng)要支撐“全國123出行交通圈”，為此應(yīng)推進各種運輸方式統(tǒng)籌融合發(fā)展，推動城市內(nèi)外交通有效銜接，并構(gòu)建運營管理和服務(wù)“一張網(wǎng)”。軌道交通近年的發(fā)展和未來規(guī)劃可對“123出行交通圈”的實現(xiàn)起到很好的支撐作用，包括：服務(wù)于跨區(qū)域、跨城市中長途客流，為旅客提供“站到站”運輸服務(wù)的國家干線鐵路及城際鐵路；服務(wù)于城市郊區(qū)和周邊新城（鎮(zhèn)）與中心城區(qū)聯(lián)系，介于城市軌道交通與城際鐵路、國鐵干線之間，全面覆蓋沿線城鎮(zhèn)的市域（郊）軌道交通；服務(wù)于中心城區(qū)內(nèi)部居民日常生活出行，同時為區(qū)域、市域線路提供客流集散服務(wù)的中心城區(qū)軌道交通。進一步地，一體化交通以軌道交通為核心，綜合多種不同的交通方式，解決“最后一公里”問題，支撐“123出行交通圈”基礎(chǔ)上的“門到門”服務(wù)。所謂一體化出行服務(wù)即是在一體化交通的支撐下，實現(xiàn)用戶從出門到進門全過程無縫銜接的出行，并為用戶提供一體化、無斷鏈的動態(tài)出行服務(wù)。

一體化出行服務(wù)主要涉及4個方面的任務(wù)：1）各種交通模式高度整合，各類交通和用戶數(shù)據(jù)全面共享，并實現(xiàn)支付體系一體化；2）基于資源調(diào)度提供服務(wù)，用戶一體化的行程方案中，保證換乘交通工具時有“資源”可以使用；3）以人為本，提供無縫銜接、安全便捷和舒適的全鏈條出行服務(wù)，包括各種增值服務(wù)；4）減少私家車出行，擴大公共交通、共享交通等綠色出行的比例，節(jié)能減排，保護環(huán)境。

1.2 國內(nèi)外平臺建設(shè)情況

20世紀 90 年代，美、日、歐等地區(qū)開始智能交通方面的嘗試，到2014年MaaS概念被提出，隨后成立MaaS產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，同時各國也陸續(xù)嘗試開發(fā)一體化出行平臺。比如：瑞典哥德堡的 UbiGo平臺試點使私人車輛用量下降44%，奧地利維也納的 SMILE平臺試點后超過1/5的用戶反饋已較大降低了私人車輛使用率，芬蘭赫爾辛基的 Whim平臺用統(tǒng)一的APP就可支持本地的多種交通方式等。

國內(nèi)智能交通研究起步稍晚，但同樣有較快的發(fā)展，北上廣等地陸續(xù)推出服務(wù)平臺，與本地出行服務(wù)運營商、城市間客運公司、互聯(lián)網(wǎng)公司、電商公司等合作，建設(shè)了有效的智能交通系統(tǒng)。典型代表是2019年北京市交通委與高德地圖合作啟動的北京交通綠色出行一體化服務(wù)平臺，以高德地圖APP為基礎(chǔ)，接入北京公交、地鐵、市郊鐵路、網(wǎng)約車、長途大巴等多種交通行業(yè)大數(shù)據(jù)，為公交用戶提供了“地鐵優(yōu)先、步行少、換乘少、時間短”等多種出行規(guī)劃建議，將路線規(guī)劃、步行導航、換乘引導、下車提醒等服務(wù)直觀地呈現(xiàn)在使用者面前。

一體化出行服務(wù)已成為目前智能交通系統(tǒng)的研究熱點，需要更加深入的研究，進一步提升交通、道路資源協(xié)同能力，打通數(shù)據(jù)孤島，提升平臺運算、決策和管理能力，提升客戶出行體驗，促進交通及城市健康發(fā)展。

2 平臺設(shè)計目標

一體化出行服務(wù)以出行者體驗為導向，將各種交通模式全部整合在統(tǒng)一的服務(wù)體系與平臺上，其中，平臺的設(shè)計是關(guān)鍵。一體化出行服務(wù)平臺需通過信息集成、運營集成、支付集成等，利用大數(shù)據(jù)進行決策，優(yōu)化資源配置，構(gòu)建全鏈條一體化出行服務(wù)體系，為用戶提供個性化的綜合出行服務(wù)。依托平臺以及統(tǒng)一的APP，出行者可以靈活選擇最適合他們的交通方式，用戶只需在平臺上選擇目的地，可自動生成多種方案，并實現(xiàn)一次支付、一張電子票，全程無憂的到達目的地，兼具優(yōu)化出行成本、時間的能力。基于平臺的一體化出行服務(wù)體系如圖1所示。

圖1 一體化出行服務(wù)體系示意Fig.1 Schematic diagram of integrated travel service system

從系統(tǒng)角度，平臺主要設(shè)計目標包括：

1）融合各種交通方式：各種交通模式在一個平臺的融合、協(xié)同，并實現(xiàn)支付體系一體化；

2）提供基于資源的個性化服務(wù)：提供基于資源、無縫銜接、便捷、舒適的門到門出行服務(wù)；

3）實現(xiàn)綠色出行：鼓勵市民乘坐公共交通出行，并達到公共資源的優(yōu)化配置。

從用戶體驗角度，平臺主要設(shè)計目標包括：

1）出行時間優(yōu)化：讓出行者的出行準備時間最小化、等待時間最小化、響應(yīng)時間最小化、狀態(tài)切換時間最小化；

2）出行成本優(yōu)化：讓出行者可以優(yōu)選低成本、環(huán)保的交通方式；

3）出行體驗優(yōu)化：通過整體交通狀況的感知、協(xié)調(diào)、智能決策提高出行的流暢度，通過用戶畫像、出行習慣匹配等提供針對個人優(yōu)化的服務(wù)體驗，以及引入增值服務(wù)等。

3 平臺架構(gòu)分析

一體化出行服務(wù)平臺可以說是交通領(lǐng)域新型供需關(guān)系的組織者，其本質(zhì)是以數(shù)字信息為核心生產(chǎn)要素，對各類交通方式進行一體化供需即時組織優(yōu)化，從而實現(xiàn)交通供需的動態(tài)均衡和精準匹配。

一體化出行服務(wù)平臺設(shè)計要素如圖2所示。

圖2 一體化出行服務(wù)平臺設(shè)計要素Fig.2 Design elements of integrated travel service platform

在生產(chǎn)要素方面，平臺需實現(xiàn)數(shù)字信息的獲取和處理，建立物理世界與數(shù)字世界之間的映射，對信息處理后提供出行方案與供給調(diào)度策略。

在組織要素方面，平臺需對需求端進行有序組織，處理海量、高頻、并發(fā)的出行供需信息；在供給端對各類交通方式進行動態(tài)互動與實時響應(yīng)，實現(xiàn)交通供需的動態(tài)均衡和運力、運營組織方面的精準匹配。

在功能要素方面，平臺需實現(xiàn)的核心功能包括運力整合、一站式服務(wù)、與交通治理的整合等，支撐功能包括支付服務(wù)、身份識別服務(wù)、出行配套等，附加功能包括出行與消費、物流、保險等的融合。

基于上述思路，一體化出行服務(wù)平臺架構(gòu)如圖3所示。

圖3 一體化出行服務(wù)平臺架構(gòu)Fig.3 Architecture of integrated travel service platform

其中，感知層、網(wǎng)絡(luò)層分別對平臺提供數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)支撐，平臺層提供平臺基礎(chǔ)能力，應(yīng)用層提供相關(guān)子系統(tǒng)及服務(wù)。

4 平臺實現(xiàn)分析

按照一體化出行服務(wù)平臺總體架構(gòu)，平臺的實現(xiàn)需要考慮4個層面的方案與實施，具體分析如下。

4.1 感知層

平臺的感知層通過多種方式收集平臺所需數(shù)據(jù)信息，涉及人、車、線路、環(huán)境等，包括物理空間的數(shù)據(jù)、移動數(shù)據(jù)，還包括各個相關(guān)聯(lián)平臺提供的數(shù)據(jù)信息等。舉例如下：

交通數(shù)據(jù)：車船等交通載具、路橋等交通設(shè)施、交通環(huán)境、信號控制系統(tǒng)等；

出行數(shù)據(jù)：停車、加油站、充電站、維修、安全檢查、Wi-Fi等；

空間信息數(shù)據(jù)：定位服務(wù)、地圖數(shù)據(jù)、第三方開發(fā)公司等；

身份認證數(shù)據(jù)：交通數(shù)據(jù)、一卡通公司、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、第三方開發(fā)公司等；

支付服務(wù)數(shù)據(jù)：移動支付公司、銀行、第三方支付公司等數(shù)據(jù)；

消費服務(wù)數(shù)據(jù)：吃、住、游、購、娛等消費服務(wù)平臺數(shù)據(jù)；

保險服務(wù)數(shù)據(jù)：為車輛、乘客等提供保險服務(wù)。

感知層數(shù)據(jù)除了通過各外部系統(tǒng)接入、物聯(lián)網(wǎng)感知網(wǎng)絡(luò)收集外，近年來，依靠低空平臺提供的感知/定位網(wǎng)絡(luò)也是可供參考的新方案，具體為：使用無人機平臺周期性對地面運輸載具的移動情況進行巡邏采集，然后由低空無人機網(wǎng)絡(luò)傳遞給低空浮空器平臺進行匯總，低空浮空器平臺通過空地高帶寬鏈路同地面指揮中心共同完成對數(shù)據(jù)的分析和指揮任務(wù)。地面的傳感器網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)、低空無人機和低空浮空器網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)建成空天地一體化感知網(wǎng)絡(luò)。

4.2 網(wǎng)絡(luò)層

平臺的網(wǎng)絡(luò)層可綜合使用多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供數(shù)據(jù)共享互通的通道，主要包括：

1）有線網(wǎng)絡(luò)：寬帶高速通信網(wǎng)，提供各骨干節(jié)點間的、高傳輸速率的連接，也可作為其他網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)；

2）5G無線網(wǎng)絡(luò)：提供移動接入、大帶寬、低時延、萬物互聯(lián)的無線網(wǎng)絡(luò)，滿足感知層終端無線接入需求，亦可滿足工業(yè)環(huán)境、高速移動等特殊場景的接入需求；

3）其他類型網(wǎng)絡(luò)：比如低空通信網(wǎng)絡(luò)，可依托低空通信平臺搭載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有續(xù)航時間長、載重大、監(jiān)測覆蓋范圍大、使用成本低、使用維護方便、起降場地要求低等優(yōu)勢，提供多模式的通信網(wǎng)絡(luò)支撐。

實際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，既可使用運營商公共網(wǎng)絡(luò)提供的通道，也可依據(jù)交通領(lǐng)域特點采用靈活建網(wǎng)方案。例如在道路、停車場等建設(shè)5G智能燈桿，集成智能照明、5G基站、Wi-Fi熱點、監(jiān)控、充電、傳感等功能，更好的匹配覆蓋一體化交通路網(wǎng)。

4.3 平臺層

平臺層作為綜合性的基礎(chǔ)能力平臺，其建設(shè)主要考慮以下方面。

1）采用云原生架構(gòu)，提供統(tǒng)一的開發(fā)、組態(tài)、運維、調(diào)試工具及各種通用服務(wù)，減少重復性設(shè)計開發(fā)，實現(xiàn)各種應(yīng)用的敏捷開發(fā)和部署。

2）整合網(wǎng)絡(luò)層多種數(shù)據(jù)來源，開放多接口，接入包括有線網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)、低空網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)來源，并統(tǒng)一采集和預(yù)處理各類數(shù)據(jù)，包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、基于位置服務(wù)（Location Based Services，LBS）數(shù)據(jù)、用戶位置等。

3）建設(shè)系統(tǒng)中臺，實現(xiàn)共享的服務(wù)中間件，為一體化出行各系統(tǒng)提供基礎(chǔ)能力，如數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)交換、消息服務(wù)、地理信息系統(tǒng)（Geography Information System， GIS）服務(wù)、安全認證等。

4）統(tǒng)一上層服務(wù)接口，對接上層應(yīng)用，并支持與外部應(yīng)用系統(tǒng)對接，如公共出行服務(wù)商、政府監(jiān)管部門、物流服務(wù)商、其他服務(wù)商等提供的應(yīng)用系統(tǒng)。

4.4 應(yīng)用層

平臺的應(yīng)用層需實現(xiàn)如下相關(guān)服務(wù)。

1）一體化出行規(guī)劃服務(wù)：實現(xiàn)基于規(guī)則的出行路徑優(yōu)選及綜合交通出行解決方案生成，考慮時間、費用、換乘約束、偏好等，優(yōu)先推薦公共交通，綜合展示方案比選和實時交通信息，并可實時更新路線計算和規(guī)劃。

2）出行無障礙服務(wù)：提供統(tǒng)一的票務(wù)預(yù)訂、行程訂單管理，對接第三方服務(wù)平臺，實現(xiàn)電子通票、身份互認等，讓用戶以簡單的消費獲得全程服務(wù)。

3）信息服務(wù)系統(tǒng)：對需求端信息和供給端信息進行收集、整合，將需求端的出行意愿、客流情況與供給端的交通資源進行匹配和調(diào)度，對用戶個性化需求提供動態(tài)響應(yīng)。

4）支付系統(tǒng)：對接和整合各交通場景的互聯(lián)網(wǎng)支付通道，提供對賬、差錯處理等統(tǒng)一管理，提高支付和結(jié)算效率。

5）運營分析系統(tǒng)：運營數(shù)據(jù)收集和挖掘，形成運營分析報告，量化對比成效，為城市交通整體規(guī)劃、一體化交通體系建設(shè)和改善提供參考。

6）信用評價系統(tǒng)：記錄、評價各交通方式供方和需方的行為信用，設(shè)定獎懲規(guī)則，引導規(guī)范服務(wù)，文明出行。

7）綠色評價系統(tǒng)：記錄公共交通、共享交通出行行程積分，提供兌換獎勵，提倡綠色低碳出行。

8）附加服務(wù)系統(tǒng)：對接、聯(lián)動其他服務(wù)，如旅行方案、酒店服務(wù)等。

此外，平臺最終還需考慮呈現(xiàn)給用戶統(tǒng)一的APP，給運維人員綜合的運維終端等。

一體化出行服務(wù)平臺各個層面的實現(xiàn)融合了互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)和人工智能等先進的感知技術(shù)和信息處理技術(shù)，并涉及動態(tài)規(guī)劃、路徑優(yōu)選算法、數(shù)據(jù)挖掘、分布式計算、信息加密等多種處理算法，是一個綜合性的項目。如果考慮到平臺與城市運營、各交通服務(wù)公司、互聯(lián)網(wǎng)公司、網(wǎng)絡(luò)運營等的多方互動，更是需要開展綜合規(guī)劃與合作建設(shè)。

5 結(jié)束語

一體化出行服務(wù)以更好地服務(wù)用戶出行需求為宗旨，具有便捷、高效、智能、綠色等優(yōu)勢，是智慧交通和城市發(fā)展的趨勢。本文分析一體化出行服務(wù)平臺的設(shè)計目標、架構(gòu)、實現(xiàn)方案等，為平臺的設(shè)計和建設(shè)提供良好的參考。

通過與智能交通、城市建設(shè)、運營機制、交通政策等多環(huán)節(jié)共同發(fā)力，一體化出行服務(wù)平臺可支持城市圈交通更高質(zhì)量、更有效率、更加公平、可持續(xù)發(fā)展，形成一體化交通新生態(tài)。