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1、1智能运输系统哲学层次上的思考王笑京交通部公路科学研究所国家智能交通系统工程技术研究中心摘 要: 智能运输系统是当前国内外交通运输科技的热点, 本文从系统的角度探讨了智能运输系统的实质以及与交通工程的区别, 还试图从哲学的角度对智能运输系统的发展进行描述，讨论了智能运输系统与信息系统、管理系统、人的行为的关系。关键词：智能运输系统 交通工程 信息系统1 概述八十年代以来，在各发达国家虽然已经基本建成了四通八达的现代化国家公路网，但随着社会经济的发展，路网通过能力日益满足不了交通量增长的需要，交通拥挤、阻塞现象日趋严重，交通污染与事故越来越引起社会普遍的关注。经过长期和广泛的研究，这些国家已从主
2、要依靠修建更多的公路，扩大路网规模来解决日益增长的交通需求，而转移到用高新技术来改造现有公路运输系统及其管理体系，从而达到大幅度提高路网通行能力和服务质量的目的。日本、美国和西欧等发达国家竞相投入大量资金和人力，开始大规模地进行公路交通运输智能化的研究试验。起初，称为“智能车辆道路系统（，进行道路功能和车辆智能化的研究。随着研究的不断深入，系统功能扩展到公路交通运输的全过程及其有关服务部门，发展成为带动整个公路交通运输现代化的“智能运输系统（ 。目前，智能运输系统已经成为世界运输领域中高新技术开发和应用的最热门的方向。同样在中国近几年也开始跟踪国际上的这种技术发展趋势，但是我们的跟踪同以前的技
3、术跟踪一样，又可能要走到技术模仿的老路上去了。其根本的原因就是没有从社会的、哲学的以及技术的各个层次和角度全面观察国外的这个技术发展，而仅仅是从技术和应用的角度出发，这就有可能使得我国在不远的将来会发现，这个技术我们还没有真正的用上，而发达国家又推出了新的东西，我们又要去跟踪别的了。实际上美国和欧洲在推出智能运输系统时都进行了较深入的研究, 尤其是在哲学的层面上，1993 年起在美国运输部的统一领导下，开展了智能运输系统体系框架的研究，在这里有不同的研究小组在进行并行的研究，有的小组就是从哲学层面上的设计开始进行体系框架的设计，当然在他们的哲学层面中是看不到我们哲学课本上的名词的，但是其设计的
4、思维活动仍然是在存在与意识、物质的运动和认识的运动这些层面上进行的，当然用哲学抽象的名词去套具体的工作是毫无意义的，这是因为作为技术科学家他的工作层次就是这一层，他的思维方式是某种哲学思想的反映，我们应该透过这种层面的现象看到其背后的哲学意义，而这种哲学意义绝对不是哲学教科书中名词的套用。22 交通控制的目的那么对于智能运输系统的深层次的含义是什么呢？探讨哲学问题，离不开对历史的回顾，任何系统不论是物理的、非物理的还是混合的，都是一定时期社会与经济发展的产物，或者说是与当时的社会和经济相适应的。交通运输系统也不例外，当道路和车辆发展到一定的水平时，人们需要通过适当的控制，使系统的无序走向有序，
5、根本的目的是提高效率，但是永远不可能达到完全有序，实际上，总是有新的车辆加入系统，同时又有离开的，使得系统总是不完全平衡，这实际是系统的活力所在。此时的技术和设备应用是建立在以下假设基础上的，首先，假设人是理性的，即每一个交通的参与者（包括驾驶员、乘客、行人等）都会在交通规则的指导下运动，社会教育他们这样他们可以得到最大的利益（时间、费用、安全等），其次，交通的管理者将交通系统假设成符合某种物理系统模型，它的输入符合某种概率分布，在这里使用的是经典的数学方法，微积分和概率论（即便是后来使用的一些新的数学方法，如模糊数学等，也没有脱离原来的假设）来求系统的最优解，能够达到（或接近）这个最优解的前
6、提是交通的参与者会按照求解者的假定去做，这种假定往往是在对交通参与者的抽样统计基础上作出的。这就是信息革命以前交通控制和管理的基本思路。实际上交通的参与者不会是完全按照这种假设来运动的，因为人的趋利性往往超过其理性的一面，同时人还有非理性的一面（即非系统性），这表现在交通活动中虽然车辆是机械的，但是它的运行仍然表现为人的行为特点，因此整个交通系统并不是按照事先的设计和约定运行的，这就使按照一定的概率统计设计的控制系统的作用大打折扣。只是由于路网资源较丰富，车辆数目与路网资源相比还不是很多时，没有表现出来罢了。但是随着车辆数目的增加，无论是发达国家还是发展中国家，车和路的矛盾越来越突出，其表现就
7、是塞车、事故多、污染严重。用数学的语言来描述就是在以前的假设条件和约束条件下，系统输出与系统的目标值偏离越来越大，实际上最后系统的输出是发散的，系统崩溃了。这种系统控制的方法已经不适用了，它走过了由量变到质变的一个过程。那么能否通过大量的修筑道路来挽救呢？根据世界各国几十年的统计，道路的增长率总是低于汽车的增长率，在发达国家，道路的增长已经接近于停滞，而 1995 年世界汽车的增长率仍然有 汽车的保有量超过 8 亿辆）。在中国，1996 年与 1978 年相比，机动车增加了 27 倍，而公路通车里程仅增加了 。因此仅靠兴建新的道路是不可能解决问题的。3 智能运输系统的实质世界上的事物发展是无止
8、境的，运动的过程是永远不会完结的，经济是要发展的，汽车仍然会增长的，人总是要找出解决问题的办法。尽管道路的增长比汽车的增长慢，但是现有路网是否得到了充分的利用了呢？没有，我们实际的经验也可以证明这一点，如果我们能够全面的充分的了解路网上的交通信息，无疑将会有利于我们的出行。因此美国前运输部长谈到将来的发展时说：“这个国家（指美国，引用者注）将还会修建更多的公路，但是我们仅想到水泥和钢材，我们将错过全球的通信革命”（引自 10, 1996）。世界上的事物发展也有许多水到渠成的例子，信息技术、通信技术的革命性突破使得交通系统的发展沿着信息革命和通信革命的方向走了出来。首先，计算机技术的高度发展，3
9、已经使它从高深的科学走向了平民百姓；其次，我们今天已经有可能在任何的时间和地点都方便地得到所需的信息；第三，今天的技术发展，使得信息的逻辑中心与物理中心分离，甚至物理的中心已经不明显了，信息资源及其物质的载体分布在网络的各个节点上，单单看一个节点，它已经形不成中心了。由此出发，可以重新考虑我们的交通系统，这里我们仍然假定人是理性的而且其价值取向是基本稳定的，即用尽量短的时间，安全的达到目的地。但是人还有非理性的一面，人有冲动和下意识的行为，因此交通参与者的行为是千变万化的，我们无法也没有必要一定要用数学模型来描述。智能运输系统在系统框架的哲学层面设计中，从体制层和运输层出发，加上一个通信层，将
10、信息及智能处理按照分布结构布置，甚至将信息的接收、处理和存储分散到每一个车辆或交通参与者可以使用的信息终端中，使得整个系统的运行有可能比传统的集中式控制更符合人的本性，这时交通参与者在综合考虑交通基础设施和交通状况信息的基础上按照利益最大的取向来决定自己的运动，在有足够资源的条件下，系统的运行可以向最优接近，这个最优是交通基础设施（包括道路、车辆、服务设施等）资源得到充分的利用，而交通参与者的总体平均旅行时间接近最小值。可以看到，这种系统的运行方式与以前的有本质上的区别，传统的交通控制和管理系统运用传统的技术和经典数学，以假设条件和约束条件下的数学模型和公式为基础，以管理者的角度出发，按照集中
11、管理的方式对道路使用者进行控制和规范，在这里管理者是主动的，而道路的使用者是被动的，各种交通工程设施是在物理上迫使使用者这样做或不那样做。而智能运输系统，更加重视人的能动性，它不是力图将带有较多社会和人类行为特点的交通系统描述成某种数学的模型，而是向道路的使用者提供各种各样的信息，让道路的使用者从不同的方案中选择自己所认可的那一种，以诱导为主，而不是以强迫为主，在人的理性与价值取向基础上，使人们的出行得到满足，可以说智能运输系统是将当今世界上最新的科技发展成果和人的本性的研究相结合，加在以前的交通系统之上而形成的一种反映了 21 世纪方向的系统。事物的发展是不断走向高级阶段的，在以上所论及的系
12、统之后又会发展到什么方向去呢？如果我们不能在较高的层次上有所探索，我们将永远在后面。事物的发展有时会走向反面，有时似乎会回到原来的位置，如果路网的资源也没有多余的可以利用怎么办？有人已经提出自动公路的设计而且正在进行试验，在这种公路上汽车是不受驾驶员的控制的，车上的计算机通过路边和路面下的以及车上的传感器和通信装置进行信息的交换，从而控制车辆的运行，这样在自动公路上各种车辆均以同一速度行驶，车辆间的距离可以缩短（100km/h 时，间距可以小于1m），车辆不用超车，就象火车运行一样，这样道路的通行能力又可以大大的提高。可以看出，这种控制的方法又回到了纯物理系统的控制，但是这个系统又有了质的变化
13、，此时每一个运动的单元都要有大量的信息交换，其复杂程度是你现在还可能想象不出来的。总 之 ， 智 能 运 输 系 统 的 发 展 反 映 了 人 类 战 胜 自 然 、 发 展 自 我 的 一 种 必 然 ， 本 文 之 所 以 探讨 智 能 运 输 系 统 较 深 层 次 的 意 义 ， 主 要 是 想 为 我 们 智 能 运 输 系 统 的 发 展 寻 找 正 确 的 发 展 方 向 ，因 为 在 计 划 经 济 向 市 场 经 济 转 型 的 时 期 ， 无 论 是 学 者 还 是 商 家 都 期 望 站 在 技 术 和 产 品 发 展 的潮 头 ， 但 是 盲 目 的 跟 风 对 社 会 和 自 己 都 是 十 分 有 害 的 ， 也 容 易 被 国 外 的 一 些 假 象 所 迷 惑 。 作者 希 望 通 过 本 文 能 给 关 心 智 能 运 输 系 统 发 展 的 人 们 提 供 一 些 值 得 探 讨 的 问 题 ， 能 引 起 学 者 和企 业 界 的 重 视 。
