综合交通规划数字化的思考与实践
交通运输部规划研究院原院长杨文银正高工大尺度交通规划关注的重点是宏观层面、中长期规划决策问题，与城市交通规划有所不同。分享内容包括三个方面: 综合交通规划数字化发展的背景与要求，交通规划机构数字化转型的思考与认识，TranSPAD平台开发与应用阶段性成果。综合交通规划数字化发展的背景与要求数字化交通规划有三大背景:一是数字化正加速改变中国；二是交通融合化发展特征凸现，这是“十四五”及之后非常重要的特征；三是国土空间规划及用途管制进入新时期。数字时代蓬勃发展，当前呈现六大新特征：万物互联、数据驱动、网络化发展、一切以用户为中心、技术快速迭代颠覆、产品和服务在线。数字技术正在驱动着产业变革、社会变革、政府治理变革、创新体系变革。  过去五年，我国数字经济年均增长13.6%，高于同期GDP增速5.3个百分点。数字经济占GDP的比重已经接近40%。数据生产量以年均30%的速度增长，2021年数据生产量6.6ZB，全球排名第二，约占10%。政府数据的开放也在向好的方向发展，2021年有193个政府数据平台对外开放，尽管不是很理想，但是已经有了很大的进步。1998年，我曾带领中国代表团到美国学习交通GIS系统，看到美国政府把地理基础数据向社会开放，供企业开发和商业化应用，取得了非常好的效果。例如，物流企业基于这些数据和GIS平台实现了车辆调度、车货匹配、路径优化等业务应用功能。911之后，美国在数据开放方面进步很大，比如按照邮政编码对小区域内职住情况数据经脱敏、隐去个人信息后向社会开放。国内在数据开放方面还有很长的路要走。我国也出台了系列规划和政策文件推动“十四五”数字化的发展。交通领域几十年的信息化为数字化发展奠定了坚实基础，在基础设施数字化、互联网出行服务、线上物流组织、行业联网协同管理、网络安全技术支撑、数字创新应用环境方面取得了很大进步。未来交通发展有两大鲜明主题，一个是数字智能，另一个是绿色低碳。《国家综合立体交通网规划纲要》要求推进交通基础设施数字化、网联化，2035年交通基础设施数字化率达到90%。到本世纪中叶,全面建成现代化高质量国家综合立体交通网，实现数字化、网络化、智能化、绿色化。《数字交通发展规划纲要》确立的目标是，到2025年，交通运输基础设施和运载装备全要素、全周期数字化升级迈出新步伐，数字化采集体系和网络化传输体系基本建成。《数字交通“十四五”发展规划》提出了交通设施数字感知，信息网络广泛覆盖，运输服务便捷智能，行业治理在线协同，技术应用创新活跃，网络安全保障有力的目标，形成“一脑、五网、两体系”的发展格局,包括打造综合交通运输“数据大脑”，构建交通新型融合基础设施网络，部署北斗、5G等信息基础设施应用网络，建设一体衔接的数字出行网络,建设多式联运的智慧物流网络，升级现代化行业管理信息网络，培育数字交通创新发展体系、构建网络安全综合防范体系。交通规划工作者要主动拥抱数字时代，追赶数字中国、数字交通发展的步伐。大数据、人工智能等数字技术蓬勃发展，为创新交通规划理论方法、推动技术手段升级提供了有力条件。多角度多层次多测度的大样本、海量、连续数据,为交通规划数字化开发应用奠定了基础。例如,公路交通规划和项目可行性研究要有公路交通OD数据。过去，一般都用路边访问法采集一天的数据，小样本，推算总体误差很大，时空特征分析有限，成本高。现在，多源数据丰富,有各类交通工具、出行者、货物的移动轨迹数据,包括交通观测站(交调4.4万个,测速1.3万个)，ETC，两客一危，治超，大件,电子客票,导航,手机信令等数据源，使精准化的分析、预测、评估提供了可能。2.融合化发展特征凸现从交通发展方式或途径看，交通已进入融合发展阶段，这是新时代交通发展的一个重要取向、突出特征。现在经常在文件里面会看到协同、一体化、统筹、协调、集成、衔接等等,都表达了融合发展的要求。《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》更加重视融合发展，首要目标是到2025 年综合交通运输基本实现一体化融合发展。融合发展，贯彻新发展理念的必然要求，推动交通高质量的必然选择。融合包括跨方式、跨领域、跨区域、跨产业四个维度。跨方式: 是指跨五种运输方式，包括综合交通通道、综合交通枢纽一体化以及城市内外交通衔接等。跨领域:交通外部是国土空间开发保护、生态环境、城镇化等协同协调问题。交通内部是指传统与新型、存量与增量、供给与需求，基础设施与运输服务等协同发展问题。跨区域:包括京津冀、长江经济带、粤港澳大湾区、长三角一体化、成渝地区双城经济圈等重点区域还有城市群、都市圈，城乡一体化等。跨产业:主要是“交通+”，内容和实践都特别多,包括交通与物流(供应链、快递,全球物流),交通与旅游(全域旅游，国家旅游风景道、邮轮旅游、通用航空旅游等)，交通与能源(交通新型电力供给体系，交通沿线充换电站,交通沿线和枢纽站场分布式光伏+微电网等)，交通与信息(北斗，5G车路协同自动驾驶等)，交通与其它产业(临港临空产业,TOD,枢纽经济,路衍经济等)。“四跨”融合发展使交通变得愈来愈复杂，对交通决策、建设、运营和管理都提出了更高要求，更加需要依靠技术创新和机制创新解决问题。比如城市交通规划者现在把公交网络定义为复合公交系统超级网络，那么对更大的交通网络来讲就更为复杂了。在交通规划层面，面临研究对象的复杂性、涉及学科的广泛性、理论研究的滞后性、规划制度的不匹配性等挑战，要求交通规划机构不断增强数据资源整合、人才队伍优化和技术创新能力。2015年9月,中共中央、国务院印发《生态文明体制改革总体方案》，明确“构建以空间规划为基础、以用途管制为主要手段的国土空间开发保护制度”，“构建以空间治理和空间结构优化为主要内容，全国统一、相互衔接、分级管理的空间规划体系”。2019年5月,中共中央、国务院印发《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》,要求“多规合一”,把土地利用规划、主体功能区规划和城乡规划和其他利用空间规划的全部合并成为国土空间规划。自然资源部门已经建立规划编制、规划审批、规划实施、规划监督等全流程工作体系。国土空间规划体系划分为“五级三类”，“五级”为国省市县乡，“三类”是指总体规划、详细规划、专项规划，交通规划属于专项规划的一种。▲图五级三类空间规划体系“三区三线”划定是本轮国土空间规划中的一项重要工作。“三区”是指生态空间、城镇空间和农业空间三类区域。“三线”是指生态保护红线，永久基本农田控制线和城镇开发边界线，每个区域、线内线外管制的政策都不一样。信息化支撑体系是保障。国土空间基础信息平台、国土空间规划一张图、国土空间规划一张图实施监督信息系统等平台系统建设正在加快推进，以实现整个规划全周期监管、全过程留痕。平台架构是纵向到底的，国家级、省级、市级之间互联互通，横向把环境、发改、住建、交通、水利等部门作为一个信息节点，达到交换、汇集数据的目的。在用途管制层面，以国土空间规划为依据对所有国土空间实施分区分类用途管制。在城镇开发边界内外的具体管制政策不同，特别对以国家公园为主体的自然保护地，以及重要海岛、文物等都采取特殊的保护政策。三个空间根据用途进行一级二级三级细化，并进一步按管制分区，包括禁止建设、限制建设、有条件建设和允许建设等四类区域。国土空间规划改革对交通规划提出了新要求，一方面交通规划作为国土空间规划的专项规划，必须接受国土空间规划的指导和约束；另一方面，国土空间规划的核心是土地利用和交通组织，交通是打造有序、集约、永续空间格局的导向性领域，应该发挥好交通的先性引导作用。因此，要强化两规协同，一方面更好保护国土空间，另一方面有利统筹保障交通强国建设需求。对交通规划的具体要求可以概括为“”。“统”:“多规合一”改革,要求综合交通规划“一张蓝图一盘棋”，发挥交通空间规划在行业规划体系中的基础性作用。“融”: 空间规划体系重构，要求调整完善交通空间规划体系，与国土空间规划深度融合(体系、内容、指标等)。“转”: 国土空间规划实施监管趋紧趋严，要求转变交通空间规划观念和思路，修订相关制度。“准”: 空间规划技术标准体系全面升级，要求健全交通规划技术标准体系，修订相关技术规定(深度、精度、周期等)。“新”：建立全国统一的国土空间基础信息平台，要求加快推进综合交通空间规划数字化，建设信息平台，实现自动叠加对接。新形势下,只有对交通规划业务进行数字化改造、系统性变革，才能适应数字时代交通规划决策科学化、精准化、敏捷化、融合化的数字化转型要求，是交通规划机构的“必修课”，而不是“选择题”。长期以来，国内交通规划者主要依靠国外的交通规划软件，如Tran-SCAD、CUBE、EMME/3、TRANPLAN等。这些软件面向城市交通，以交通流分析预测见长(模型、算法)，主要解决交通需求定量分析预测和供需平衡问题。不适用大区域交通规划，不能解决交通规划全链条问题。国内交通规划软件产品极少，但也有优秀的，例如东南大学TranStar。国内交通规划研究设计机构近年来都在自主开发规划平台。交通运输部规划研究院(简称交规院)于2021年初提出打造“数字规划院”愿景和目标，起步建设“四个一”基础工程，支撑“四个化”实现“四提升”。▲图交通运输部规划院数字化转型重点任务交规院数字化转型采取一体化推进模式沿着数据要素、方法技术、模型工具研发三条路径，在知识技能、技术工具、人才资源、资金资源四个方面，从职能部门到业务部门、研发团队，全方位全链条打造推进数字化转型的制度环境和创新氛围，逐步实现从专业服务到嵌入数字技术的专业服务、再到数字化赋能的专业服务和独有的数字化产品提供的跨越。TranSPAD平台开发与应用阶段性成果TranSPAD是交规院院级统一建设的供内部使用的数据资源与交通规划业务信息平台。经过一年多的建设，截至2022年9月,平台的综合搜索、数据分析、规划制图基本功能和部分数据库等基础模块已经建设完成，取得阶段性开发和应用成果，初步实现了业务工作“降本、提质、增效”的目的。▲图TranSPAD平台功能模块版1.基础数据资源中心初具规模8+1个业务系统数据:汇聚了院8个现有信息系统基础数据，1个民航组织(OAG)平台离线数据。6042+61张表:入库了近10年的全国、省份以及美国、日本等国家的交通运输、经济社会和城市建设等有关数据6042张表，业务类数据61张表。105个GIS图层:整合了院现有综合交通基础设施现状与规划、国家综合立体网专题、环境保护专题、行政区划等空间数据以及部分遥感影像数据共计105个图层。15个专题库: 加工抽取了15类常用业务专题库，初步形成院规划数据资源目录体系。B/S桌面应用: 结构化数据初步实现共享，空间数据基本实现B/S桌面应用。初步形成了开源化数据库架构(GreenPlum)和空间数据库架构(PostgreSQL GIS)，搭建了国内原生的商用地理信息引擎(Su-perMap和GeoScene)，自主研发了统计类规划数据的降维和治理工具，为平台业务应用扩展提供了基础。3.具备规划业务基础支撑功能综合检索功能可提供了760万条数据的搜索查询、图表及地图可视化展示等。数据分析功能实现了数据与图表同视窗分析绘制，提供常用22个数据分析模板。规划制图功能实现了105个空间图层属性数据的浏览查询以及筛选抽取、制图打印，OD数据加载、空间统计分析等。完成包括规划版本对比、空间叠加统计、空间可视化表达等工具模块，以及速度流量关系交通需求预测、公路收费数据+手机信令OD推算、POI数据提取利用等模型算法。例如，开发的中国高速公路网变迁可视化工具，在地图上能够显示从第一条高速公路通车开始，随着年代的变化每一段路增加的地理位置，同时自动统计分车道里程，形象地展示高速公路建设演变、发展过程。在有数据的条件下，这个工具完全可于高铁演变、国道演变、城市干道演变等场景。5.基本完成与原有8个业务信息系统的对接初步实现了以TranSPAD为中心、以8个业务系统为应用的基础统一、数据共享、共性功能交互支撑的信息架构。6.开发典型场景化业务应用系统开发国家综合立体交通网跟踪评估系统，初步实现主骨架和综合运输枢纽评估数据采集与报送、跟踪评估分析(建设进展、通达效果、运输强度、能力利用率等分析)等功能。7.初步开展项目应用按照边建边用、以用促建的原则，在一些研究咨询项目中开展了应用。例如，完成“十四五交通规划项目汇交至国土空间规划基础信息平台的任务,初步实现上图落位和图、数、表一致。基于GIS和遥感影像的港口“一张图”，可全面反映港口现状、规划、建设等情况，通过提取项目信息，叠加方案图、规划图和遥感影像，评估建设项目规划符合性，跟踪实施进展。下一步深化开发建设的主要方向是实现与国土空间规划一张图的自动叠加功能，补充完善市、县、乡镇级栅格数据(依托“三调”数据)，继续开发模型算法工具，完善扩充应用场景(时空分析、评估评价、需求预测、方案比选等)，由支撑规划研究扩展到通道优化、项目前期工作、政策仿真领域。注：本文摘自中国智能交通协会会刊《ITS世界》电子刊。点击文后阅读原文，加入免费的智慧城市之智慧交通星球，可以查看资料的详细介绍。