假如道路会说话——信息智慧道路的优势与缺点

智能道路有可能将道路转变为电动汽车、自动驾驶汽车以及数据服务的支持平台。道路建设者该如何利用这一新兴技术，并产生更大的影响？

美国《基础设施投资和就业法案》（IIJA）是一项具有里程碑意义的法规，其影响将在未来许多年中不断显现。拜登政府计划建立一个全国电动汽车（EV）充电站网络，这也是该法案出台的各种计划和资助措施之一。乍一看，这项计划似乎不会对承包商和企业管理者的日常工作产生太大影响。然而，随着国家慢慢转向更加依赖电动汽车，仅靠充电站网络可能无法维持最终上路的电动汽车数量。要想让电气化的未来走出科幻世界，进入现实世界，还需要开发和实施其他创新技术和解决方案。

综合道路公司（Integrated Roadways）公司和旗下的智能路面系统正是希望在这一最终和预期的“差距”中介入对话。他们正在建造一个被称为“互联”路面的实例。这就像是市场上的其他“智能”技术一样，如智能电视、智能手表、智能冰箱等。因此，将道路变得更加智能也就不足为奇了。

人们对更智能道路的渴望由来已久。早在1939年的纽约世博会上，通用汽车公司展出的未来汽车（Futurama），就向参观者展示了一个“遥远的未来”。在这个未来中，汽车将通过嵌入道路中的自动无线电信号，以最佳的速度在高速公路上行驶。当时人们预测，这场智能道路的革命将从1960年开始。然而令人难以置信的是，在1964年的世界博览会上，通用汽车公司又推出了同一展品的升级版——“明日之城”，与1939年的情况一样，参观者们对不再拥堵、不再发生碰撞事故的未来世界感到兴奋不已。

这就不难理解为什么这个想法会再次出现在1991年官方授权的正式文件中。当时《多式联运地面运输效率法案》授权美国交通部(USDOT)开展自动公路系统(AHS)发展计划。这个项目得到了广泛的欢迎与支持，并于1997年8月在I-15高速公路的封闭路段进行了为期4天的试验演示，试验过程非常顺利，演示结果非常成功。然而一年后，由于美国当时面临其他更加紧迫的问题需要解决，该项目最终因研究成本过于高昂而被叫停。

这次试验的最大启示是，当时有人指出，试验存在诸多明显且未知的复杂问题，需要研发新技术来解决。在最理想的情况下，2030年到2060年间可以实现新技术研发，但也有人对于这个推测表示怀疑。虽然，电子传感器和嵌入式监控器已广泛应用于数据采集已有几十年的时间，但这个乌托邦式的愿景到本世纪中叶仍然难以实现。现在智能道路的发展速度几乎已经赶上了20世纪90年代的预测。但是我们离智能路面还有多远？像综合道路公司研发的智能路面及相关技术又将如何发挥作用？

在与综合道路公司的蒂姆·西尔维斯特（Tim Sylvester）的谈话中，他向我们解释了到底什么是智能路面。

“智能路面是一个模块化的预制摊铺系统，包含传感器、通信元件、无线充电、导航和自动驾驶支持，而这一切都由位于单元边缘的微型数据中心运营，并为当前的，如WiFi、4G和5G提供大量的通信功能。”但是，据蒂姆说，这也只是这些智能路面系统运作的开始。

在蒂姆看来，智能路面还可以提供轮胎压力监测系统、蓝牙低能耗系统，以及作为IGS（综合岩土工程解决方案）设备、信号、数字标牌和所有其他技术的集成应用，这意味着智能道路系统正在将道路转变为下一代交通出行的托管服务平台。

根据综合道路公司的网站，IGS 是“一款可以用于建筑、骨料、地铁、土木工程、历史建筑、采矿和石油天然气勘探行业，为监测系统、咨询服务和风险管理提供解决方案的领先设备……”可以针对表面开裂、灰尘、噪音、土壤运动、振动、水分甚至天气等问题提供合法合规的监察等服务，并给出整体解决方案。这让人不禁思考，现在的智能道路是否足够智能。除了与路面上行驶的汽车通信之外，这项技术是否可以通过某种方式造福于公路建设行业。

为了降低系统设计的复杂程度，蒂姆说:“很久以前我就在想，如果将道路改造成模块化预制组件，运输到现场进行安装而不是就地建造，就可以有机会将先进的技术与现场施工相结合，省去大量的时间成本、专业的劳动力，以及不需要考虑交通问题和环境风险。”

最终使用一套灵敏仪器对上述所有提到的数据进行测量，然后将数据转化为有效的概率模型，更重要的是，模型要能够呈现路面状况指数。一方面，这些数据可以用来创建预测维护模型，不仅适用于路面下方安装预制节段的路段，还可以应用于与之相连的周围道路。另一方面，与自动交通信号系统建立连接后，数据还可以用来监测交通流量的动态情况。这与传统的交通监控方法相比是一个巨大飞跃。

蒂姆解释了数据系统的工作原理，“我们需要将整个本地网络或区域网络输入实时交通流量图，不断调整连接信号的相位，打造绿灯通行走廊，使拥挤的车流成组通行。它可以对领头的车辆和掉队的车辆做出调整，防止与横向车流发生交通冲突。”

这两种方式的结合使用为道路建设者和承包商提供了强大的工具。日常交通数据与维护模型的结合使用，如绕行规划、交通改道、车道封闭等，可以实现交通效率最大化的调度。承包商可以更好地了解每一周每一天里司机的行为，并更准确地知道交通调整需要在什么时间确定。

“通过了解不同时段不同地点的实际交通流量分布情况，承包商可以做出对交通影响最小的决策。承包商仅需更好地了解不同时间交通流量的分布情况，就可以优化施工阶段和车道的施工顺序。”蒂姆再次说道。

虽然这并不是对通用汽车20世纪60年代“明日之城”展览中所有想象的完全实现，但智能道路显然具有更加丰富且多样化的用途。像所有技术进步一样，对新数据带来的影响等更深层次的问题避而不谈显然是不负责任的，尽管这些影响可能并不太明显。

美国迪士尼乐园有一个著名的舞台表演项目，其中有一首朗朗上口的背景音乐《伟大而美好的明天》。整个节目是通过一个家庭的陈设变化和人物表演，讲述人类的科技演进。在演出的最后一幕，向人们展示了想象中的各种科技，包括虚拟现实视频游戏、先进的计算机，甚至还有智能厨房电器。这些科技产品如今已经走进了千家万户。然而，背景音乐最后一节没有唱到的是，科技虽然在进步，但数据收集和隐私问题也随之出现，二者如影随形。

对数据收集的担忧，蒂姆解释道，“我们与公共机构签订合同时，条款中包含的一项要求，就是不能收集个人身份识别信息。我们对系统进行了特别设计，让系统无法识别和收集个人身份信息。其实系统并不依靠个人信息做出推断。这在合同中是一项重要条款，对公众来说也是一件好事。”蒂姆继续解释道，即便不搜集个人信息，收集到的数据仍然相当可靠可信，我们所能提供的数据等级仍然具有巨大价值。

“我们不需过多挖掘个人信息，就能得到车辆的相关信息，包括车辆类型、品牌、型号。我们甚至可以构建一个基于人口、车辆所有权的小型人口普查表，并提供一个车辆使用与当地社会经济概况的关系模型，由此形成一个当地的车辆交通属性与特征的宏观图谱，再用这个模型与图谱去建立进一步的目标客户与营销受众。”

需要再次强调的是，这并不是对产品或概念的批评。如果未来要实现电动汽车成为个人出行主要形式的目标，那么智能道路或与智能道路类似的产品将成为必需品。对于全自动驾驶汽车来说更是如此，无疑更加需要智能道路的支持。这些应该是承包商需要面对的问题，他们需要弄清楚如何建设和使用智能道路，或者说如何为客户提供智能道路服务。

抛开安全和隐私问题不谈，在道路建设中使用新技术还要面临很多适用性问题。

在地面上，某些情况下，依靠标准充电站作为满足电动汽车充电需求的唯一途径是不切实际的。比如在较大的城市或人口密集地区，车主可能没有车库来安装家用充电站，露天条件可能会损坏充电站。

未来，需要在道路上装配无线充电区，这样即使家里没有空间安装充电站，人们也可以使用电动汽车。无线充电系统的另一个优势是，系统是完全隐形的，有效避免了人为损坏和自然环境因素的影响。

自美国国家电动汽车充电站网络计划宣布以来，人们对电网现状以及电网是否能够承载不断增长的电动汽车数量颇有微词。毕竟得克萨斯州目前正在采取限电措施，各社区轮流停电，政府也在号召民众盛夏时节减少空调使用频率和使用时长。尽管现实如此，电动汽车对电网的要求和给电网带来的压力似乎可以忽略不计。 

根据关注气候变化的非盈利组织ClimateNexus出具的报告，2021年，美国约250万辆电动汽车使用的电量不到能源总产量的0.5%。即使电动汽车数量跃升至道路上汽车总数的80%，用电需求也仅会增加10%-15%。预计到2026年，全球电力供应将至少增加60%。

智能道路目前的设计是能够接入当地电网，但据蒂姆的说法，“智能道路可以部署在社区任何地方，由于核心能耗相对较低，系统运行与电力来源无关。我们相信，道路的电力需求完全可以是，也应该是可持续的，尤其是当项目规模变得越来越大，需要更多创新方法的时候。”

最后，再来反思一下概念所引发的一些开放性问题。通过本文无法直接讲清楚智能道路的未来是好是坏。因为它们只是工具。

关于无线充电，前文已经谈过，这里需要重申一遍。如果人们要克服气候变化带来的挑战，减少化石燃料的使用，无线充电将会是不可避免的需求。无线充电站不仅可以为私家车充电，还可以为公共交通工具充电。同时，自动驾驶汽车在不断改进和发展，当它们能够与道路通信时，自动驾驶汽车才是成功迈上了一个新台阶。这两点是无线充电积极的一面。

综合道路公司在布莱顿大道进行预制路段安装

当互联网初具规模时，用户需要“登录”才能使用服务，人们把它称为“信息高速公路”。这很能唤起人们的共鸣。回想当初，互联网是一个令人兴奋的新工具。而现在，它已成为日常生活中不可或缺的一部分。这个感觉有时就像曾经用过的工具，换了一种形式，再次回到了身边。

互联网公司在强大科技力量和充足资金的加持下，找到了将互联网应用转化为资本的方法，人们的每一次点击、每一次浏览、每一次滚动都被成功变现。互联网公司希望向客户售卖商品，或者吸引客户注意力，因此人们的习惯、喜好、选择，以及网络活动，都无形中在互联网公司之间买卖交易。如果从一开始就知道互联网会发展成什么样，还会保护支持互联网的发展，直到它成熟到现在的模样吗？事实是人们共同做出了决定，互联网就形成了现在的模样。

人们应该关注、参与、倡导制定更加有力的法律，加强个人信息和隐私保护。这个世界数字化不是用技术乌托邦的语言就能轻易描述的。未来学家在世博会上用积极向上又令人兴奋的语言让人们眼花缭乱。有时候，更像是某个科幻小说或电影里的反乌托邦。

传感器检测到汽车停驶时，汽车控制台的屏幕就会收到广告推送，这个想法不一定不切实际。虽然这个计划还没有推出，但阿贝兹快餐店（Arby's）或亚马逊的营销策略人员很有可能会这么做。想象一下手机页面频繁接到各式各样的油管（YouTube）广告和弹窗是多么让人抓狂。麦当劳的营销部门可能会通过道路数据与手机数据配对的方式，将优惠券直接推送到汽车屏幕，引导潜在巨无霸汉堡消费者掐点来到免下车汽车餐厅，使用优惠券点餐。

还有人担心，执法部门或其他政府机构可能会滥用职权窥视数据，违规违法使用算法和概率配置文件。我们的手机、手机信号塔和地理围栏都曾发生过数据窥视和数据滥用的事件。

尽管存在以上种种担忧，但大家仍然不必太过悲观，因为可以有充分合理的理由对互联网道路的积极潜力寄予厚望。然而，又有谁会喜欢站在车外加油时，还要观看劣质的电视广告呢？因此还有一个问题值得思考，当人们不再需要给汽车加油时，这笔制作广告的费用又会去向何方呢？