大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)……云時代，這些關(guān)鍵詞彼此交織構(gòu)建出一個全新的社會形態(tài)。北京理工大學(xué)講席教授、自動化學(xué)院院長夏元清于2012年首次提出了“云控制系統(tǒng)”的概念，在日前舉辦的“2021年北京地區(qū)廣受關(guān)注學(xué)術(shù)成果報(bào)告會(物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域)”上，他告訴科技日報(bào)記者，“云控制系統(tǒng)”在智能交通領(lǐng)域大有可為，將綜合提升交通效率和形勢安全。

為何引入云控制系統(tǒng)

目前，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成功應(yīng)用于各種實(shí)際需求中，網(wǎng)絡(luò)化的控制技術(shù)在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。與此同時，云計(jì)算的迅速發(fā)展為大數(shù)據(jù)的存儲與處理控制器的設(shè)計(jì)以及控制系統(tǒng)性能的優(yōu)化提供了完美平臺。

“云時代和物聯(lián)網(wǎng)緊密相關(guān)，人產(chǎn)生數(shù)據(jù)、物產(chǎn)生數(shù)據(jù)，工業(yè)生產(chǎn)中也產(chǎn)生數(shù)據(jù)……這些海量數(shù)據(jù)存在云端，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，提取有效的信息，用它來管理、決策、優(yōu)化、預(yù)測、控制，由此帶來控制領(lǐng)域新的方法、新的理論。”夏元清說，云控制系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)延伸得來，是數(shù)據(jù)爆炸的必然產(chǎn)物。

那么，什么是云控制系統(tǒng)?“它不僅僅是底層PID控制，還包括計(jì)劃，優(yōu)化，調(diào)度，決策等等，能實(shí)時解決現(xiàn)實(shí)問題。”夏元清表示，云控制系統(tǒng)在智能交通中發(fā)揮了重要作用。國家層面正在推動城市智能交通的控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)智能交通管理，從單車智能走向全局智能。

“自動駕駛、智能交通仍存在一些技術(shù)瓶頸，比如說長距離的道路測試，車輛行駛的安全性，交通個體的干擾，交通環(huán)境的多變，交通協(xié)議的封閉，云網(wǎng)邊端難以協(xié)同等。帶來的問題是可靠性差，交通行政效率較低。”夏元清說，有了云計(jì)算、存儲、大數(shù)據(jù)以及新的智能控制算法，這些問題都可以在云端解決。

車路云協(xié)同前景可期

在夏元清看來，智慧交通背景下車路云協(xié)同是大勢所趨。車路云就是利用新一代信息云控制技術(shù)將人、車、路、云的物理層、信息層、應(yīng)用層進(jìn)行一體化，融合感知，協(xié)同決策與控制。

在車路協(xié)同基礎(chǔ)上加入了“云”，有什么作用?對此，夏元清解釋說，車上以及路側(cè)有很多傳感器，每天采集大量數(shù)據(jù)。這需要在云端來協(xié)同各個地區(qū)的交通，做到統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、實(shí)時決策。

“道路交通異常狀態(tài)下單車運(yùn)行異常，惡劣天氣與路況異常，我們希望提前報(bào)警和實(shí)時報(bào)警，以最大限度地減少交通異常所造成的損失。”夏元清表示，面向車路云協(xié)同的智能交通云控制架構(gòu)能綜合提升交通效率和行駛安全。

但是，云控制系統(tǒng)在推動智能交通發(fā)展的同時也帶來了很多問題。夏元清說，首先，我們把數(shù)據(jù)從底層，通過網(wǎng)傳到云端，安全就多了一部分風(fēng)險(xiǎn);其次，哪些數(shù)據(jù)要傳到云端，哪些數(shù)據(jù)要在邊緣解決，存在云和邊的協(xié)同問題;此外，還面臨底層的控制、網(wǎng)絡(luò)信息傳輸、邊緣的控制以及云控制之間要互相協(xié)調(diào)，即云網(wǎng)邊端的協(xié)同，保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性等挑戰(zhàn)。

盡管發(fā)展前景看好，夏元清坦言，云控制系統(tǒng)至今還沒有真正的大范圍應(yīng)用，從提出理念到區(qū)域示范，再到廣泛接受并應(yīng)用，還有一定距離。

科技日報(bào)記者 朱麗

關(guān)鍵詞： 云控制系統(tǒng) 智能交通領(lǐng)域