騰訊公司在智慧交通和智慧出行領域的涉足與其2018年的重大戰略轉型密切相關，該轉型促使騰訊充分利用其在消費互聯網領域積累的數字技術，旨在通過這些技術支持實體經濟的發展和賦能。因此，騰訊成功進入產業互聯網時代，并以數字技術的應用推動智慧交通和智慧出行等領域的進步。
一、數字交通的時代機遇
中國作為一個交通大國，擁有廣泛的交通網絡，包括高速公路、高鐵、城市交通軌道和鄉村公路等。然而，要成為交通強國，中國仍面臨著一些挑戰。為此，自2019年起，政府相繼出臺交通強國建設綱要，其中包括自動駕駛和智能網聯等技術規劃，以推動交通系統的效率和智能化水平的進一步提升。然而，隨著機動車保有量和駕駛人數量迅速增加，道路供給量的增長卻相對緩慢，導致供需矛盾，可能引發交通擁堵、效率低下和環境問題等挑戰。因此，改善道路供給和交通基礎設施，是目前實現交通強國目標的重要措施之一。
騰訊提出了一個基于未來車輛、交通基礎設施和人的基本模型，即將人車路三者都納入云端運行。過去十年IT領域高速發展時，以資源為中心的網格計算和網格資源是主流。然而，現在正在發生一個重大變革，即過渡到以應用為中心的分布式云。分布式云正是未來復雜環境和復雜交通的基石。如何構建非常可靠的網絡和云平臺，能夠安全地運行各種應用，是一個巨大的挑戰。分布式云正好利用其彈性和安全能力，為實現這一目標提供了很好的解決方案。
二、實時孿生技術
與傳統孿生可視化不同，實時孿生技術將感知、通信、時空計算和渲染相結合，主要目的是將復雜的交通環境甚至一輛車數字化，盡量用簡單的語義描述復雜的場景，以便充分發揮人工智能的能力，如圖1所示。實時孿生的數字化結果可用于仿真、推演和AI計算。此外，我們還開發了面向工業互聯網的OS系統，包括交通領域的OS系統，它們運行在云上，基于云原生技術。實時孿生和交通OS都面向云原生，與基礎設施和物聯網進行互聯，并為深度提供低代碼應用。這樣的應用可以累積，就像今天手機上的微信和小程序一樣，無論手機是否更換，應用不需要重新配置。這些技術的引入將在未來的行業發展中發揮重要作用，為實現數字化和智能化的交通環境提供強有力的支持。
圖1 分布式云的實時數字孿生交通網
正是由于其彈性、可擴充性和可靠性，實時孿生和交通OS屬于分布式云技術。分布式云由于其物理上的分布廣泛，能夠實現盡可能多的備份，因此具備強大的網絡抗損傷能力。此外，分布式云充分應用了公有云的運維技術，同時還可以進行私有化部署。如今，在交通的各個方向，廣泛地應用了分布式云技術。
云上孿生技術通過與基礎設施進行互聯，將復雜的交通對象的靜態部分（例如地面建筑等）和動態部分（人流、物流等）放在同一空間中進行觀察，它涵蓋了感知、低時延和高帶寬通信、時空計算能力，以及最后的渲染，該綜合架構將為交通領域的實時孿生技術帶來新的發展機遇。
實時孿生中使用的時空計算技術大部分來源于游戲技術，游戲領域催生了IT領域最先進的技術。在這過程中，騰訊應用了自動化建模技術，例如飛機駕駛艙類似的場景，外部有多個窗戶顯示實景，要將實景與虛擬場景盡可能融合，對飛行員的識別至關重要，因此采用了大量的自動化建模技術。此外，騰訊還應用了自動化場景構建技術，游戲中的場景不再手繪，而是通過計算生成。騰訊還擁有開悟平臺，在人工智能方向非常有用，支持多智能體的博弈，可用于各種訓練和模擬。
實時孿生技術將一個路口、一段道路甚至整個區域都顯示在數字世界中，借助傳統視覺傳感器，我們能夠將路口的不變部分，例如標志、標線、紅綠燈和障礙物等，定期更新到系統中。而實時發生的車流、人流以及小動物入侵等，也能在這個孿生世界中實時展現。此時，最重要的不再是可視化圖像，而是可視化圖像中的每一個要素。每一個障礙物、每一條標線甚至每一個人，都可以被計算并準確描述。我們不僅能觀察到這些要素的順態變化，還可以將過去十秒、一分鐘甚至一個小時的場景進行描述和分析。
在交通領域中，通過孿生技術，可以在實際感知發生時，將結果最大時延控制在100毫秒以內。這一技術的實現將帶來重要的改變。目前的數字技術依賴于算力和人工智能的進步，但對整個交通仿真的理論結構和體系可能會帶來顛覆性的變化。
騰訊的孿生技術結果與互聯網、大數據相結合，形成了獨特的優勢。作為中國最大的位置大數據平臺和地圖平臺，騰訊為包括微信、美團、滴滴、順豐、京東等在內的各類應用提供位置服務，每年被調用的次數近2000億次，積累了大量位置數據。其中，人流日歷和車流日歷等數據是重要的應用之一。我們將這些數據與局部區域進行精確劃分，并與實時孿生技術相結合，這將極大地發揮出數據的作用。
圖2是實時孿生技術的一個案例，左邊的圖是實際場景的照片，而右邊的主圖像則是孿生技術生成的結果，這項工程正在實施中。道路側部署了包括雷達和攝像機在內的傳感器，通過這些傳感器實時孿生出道路上的場景，并將結果展示在大屏幕上。同時，這些孿生結果可以通過公網傳輸到手機的小程序或車機的APP上。我們為每一輛不同的車提供自己的上帝視角或追隨視角，這樣可以將道路兩側基礎設施的數字化與車輛智能化結合起來，讓車內乘客可以看到車外的孿生結果。同時，也可以將路上觀察到的車輛情況與車內的孿生結果結合起來，為輔助駕駛提供良好的誘導作用。
圖2 交通OS+實時孿生
由于當前自動駕駛技術的發展是階段性的，其主要目標是提高交通安全性。目前90%的交通事故都是由人的操作引起的，如果能夠最大程度地減少人為操控車輛，將能大大降低交通事故發生率和由此導致的人員傷亡。因此，實時孿生技術在車路協同和輔助駕駛方面具有重要作用，有望為實現更安全的交通環境做出貢獻。
三、交通OS
交通OS是將孿生技術的結果和人工智能的能力進行管理，類似于手機上的操作系統。手機操作系統負責管理CPU、GPU和其他內存、IO口等資源，而交通OS在交通領域也起到類似的作用，其甚至在自動駕駛測試和仿真方面也采用了相同的方法。通過在原生云上構建這樣的系統，可以簡化了上開發應用的過程，使應用的開發者和創建者能夠更簡單地開發和運行應用。在工程化方向上，我們致力于為經濟、生產和運營等方面提供服務能力，主要目標是為應用的開發者和創建者降低開發門檻和成本。這樣的創新將推動智慧交通和自動駕駛等領域的發展，為未來交通系統的優化和智能化提供支持和幫助。
在OS系統上，我們創建了一個高速公路管理系統，用于霧天天氣的管理。使用簡單的拖拉拽操作就能快速創建應用，并進行模擬和仿真。例如，在高速公路上，霧天天氣涉及的相關動作很多，如外場救援、值班人員通知、路段誘導等。利用OS系統和孿生技術，再結合低代碼的組件和策略引擎，可以將應用的開發成本大幅降低，真實的應用創建時間僅需半個小時左右，相比傳統方式成本減少到僅有1%甚至更低。這展示了OS系統的強大優勢，簡化了應用開發流程，提高了開發效率和靈活性，加速交通系統的智能化和優化。
在OS、實時孿生和AI能力的組合下，我們能夠為城市實現數字化治理、交通組織優化以及紅綠燈路口的性能控制優化。騰訊負責將云部署和數字孿生做好，而真正的AI能力則由專業的人員和公司來完成。通過這樣的整合，能夠顯著提高整個城市交通組織的效率，實現更智能、高效的交通管理和治理。
將人、車輛和道路放入一個系統中，研究它們之間的相互關系是當前一個比較重要的思想。人在開車時的決策是與車輛的自動化協同博弈，而當車輛行駛在道路上時，它與周圍的基礎設施也存在相互關系。過去的人機交互（HMI）僅指人與車輛之間的交互，但現在的HMI已經擴展到車輛與人、以及周圍人車之間的關系。實質上，如果能夠為所有出行者提供最大的安全時空，他們將實現自由駕駛，這是汽車技術的終極目標。然而，在通往自由駕駛的終極目標之前，還有許多過渡階段，不可能一夜之間實現全部車輛的自動駕駛。因此，我們需要逐步改進和優化交通系統，不斷實現智能化和自動化。
在混合駕駛持續長時間的情況下，我們的目標是讓每個參與交通的用戶都能享受到科技進步帶來的紅利，實現有獲得感的智能交通。用戶可以通過微信、小程序、導航等方式獲取交通支持的信息，無論是在車上使用APP，還是在沒有APP的情況下使用車載小程序，都可以借助現有的通信手段，讓用戶能夠獲得最大限度的實時誘導和交通支持。對于那些條件允許的用戶，還可以將車輛與實時孿生的結果進行對接，從而進一步提高交通的智能化水平。
不久前騰訊成功開發了一個駕駛仿真系統，它是一個小型的駕駛模擬器，能夠讓用戶感覺仿佛真實地駕駛在高速公路上。在現實孿生的結果中，我們能夠將一輛車注入進去，從而創造出全新的應用場景。該駕駛仿真系統靈活且成本較低，用戶能夠體驗到真實駕駛的感覺，并且可以為數字孿生帶來更廣闊的應用前景。
除此之外，騰訊還積極參與各地車聯網先導區項目，與“雙智”城市建設緊密合作，其中包括天津、重慶、襄陽、長沙等地，如圖3所示。在這些方向上，我們不斷積累寶貴經驗，并且每個新的建設項目都有不同的升級和改進。在智能網聯建設領域，騰訊將提供開放的平臺和技術能力，并歡迎更多的合作伙伴加入進來。我們相信通過共同努力，能夠推動智能交通和智慧城市建設取得更加顯著的進展，并為人們帶來更加便捷、安全、智能的出行體驗。
圖3 騰訊深度參與各地車聯網先導區與“雙智”城市建設
在標準化方向，騰訊也在持續進行建設，特別是在5G領域。其中，騰訊在互聯網公司中率先提出了5G標準的報告，并且研發了首個5G車路協同的開源平臺。在5G專網方面，騰訊的貢獻也是舉足輕重的，因為如今不再需要像過去那樣建立龐大的核心網絡機房，而是可以通過云化和核心網優化，以及有限的設備基站構建具有特定需求的專網。5G專網的應用可以為實時孿生提供優質的通信支持，它將推動智能交通和城市建設取得更大的進步和成就。未來，騰訊將繼續致力于推動5G技術的發展，并為智能交通和智慧城市的建設做出更多的貢獻。
在智能交通數字孿生系統方面，騰訊是ITO（物聯網技術組織）標準的主導者，并且逐步將這個標準推廣到ISO（國際標準化組織）。在車路協同和泛車路協同方面，我們積極參與了許多標準制定工作。在未來智慧交通和自動駕駛領域，騰訊提供全方位的技術和能力支持。特別是在自動駕駛方向，國際和國內的大公司都在騰訊云上進行自動駕駛的云仿真。騰訊利用自身的算力和GPU能力，提供類似于自動駕駛全工具鏈以及全面的云仿真能力，而這些能力將為智能交通和自動駕駛的發展提供強大的技術支持和推動作用。
總結來說，騰訊以提供數字化和AI能力為核心，在智慧交通和智慧出行領域，與車企、政府以及交通運營企業等緊密合作。在整個過程中，騰訊作為一個生態型的組織，與各類專業機構、高校和應用單位合作，形成產學研生態、生產運營生態和應用開發生態，以最大化和高效運行為目標，共同推動智能交通和自動駕駛技術的發展。
