一路無燈、處處暢通，必將在未來的50年中成為人工智能、自動化、控制理論、智能交通、智能汽車等多個領域的交叉研究熱點。

交通擁堵、出行安全、方式便捷等，都是當前地面交通面臨的幾大難題之一。

從道路交通的發(fā)展史看，人類一共經歷或將經歷無控制、交通信號標線控制、單定點交通控制、智能交通控制、車路協(xié)同、無人駕駛等6大時期。而這些，都是圍繞著如何公平高效地決定路權歸屬和如何有效地將路權歸屬信息傳達給交通參與者這兩方面展開的研究和實踐。

隨著車聯網、無人駕駛等技術的發(fā)展，未來交通系統(tǒng)或將逐漸實現路面上沒有交通信號燈設施，但依舊處處暢通。而這，也正是我們所期待的，真正切合實際需求的地面交通出行方式。

在現代社會，地面交通出行與我們每個人密切相關。在當前城市道路日益復雜和擁擠的情況下，如何保證交通出行的安全和便捷是國內外社會大眾和科研工作者共同關注的熱點問題。

圖 ｜ 1924年德國柏林坡茨坦廣場的五邊交通燈塔

實現該目的的重要方法之一是實施有效的交通控制。很多研究者將1914年出現在美國俄亥俄州克利夫蘭市（Cleveland，Ohio）的電氣交通信號燈作為地面交通控制系統(tǒng)的真正發(fā)軔如上圖。在過去的100多年中，交通控制從理論方法到產品系統(tǒng)都經歷了深刻的變化。然而在日益增長的交通出行需求壓力下，現有的交通控制方法已經逐漸達到性能天花板。今后的地面交通控制應該如何發(fā)展是擺在所有研究者面前的重要問題。

所謂道路通行權（Right of Way，簡稱路權），可理解為對特定時空范圍道路資源的優(yōu)先占有權和使用權。類似于鐵路的軌道閉鎖機制，地面駕駛同樣需要保證在特定的時間和空間內，最多只有一輛車存在。換句話說，如果我們按照時間和空間兩個維度，以最小時間和最小空間為分割單位，將道路資源劃分為時空網格，那么，每個格子最多只能被一輛車占用。如果違反了這一法則，碰撞就會發(fā)生。

歷史上的地面交通控制正是圍繞著如何合理妥善解決路權競爭的問題而發(fā)展起來的。歷經百年來的發(fā)展，交通系統(tǒng)大致經歷了無控制時期、標識標線控制時期、單點定時交通信號控制時期、智能交通控制時期、車路協(xié)同時期和自動駕駛時期等幾個階段。下圖的時間軸描繪了標志著這幾個時期切換點的國內外典型事件所發(fā)生的年代。

圖 ｜ 地面交通控制百年發(fā)展時間軸圖

有鑒于此，我們從路權這個新的角度回顧了過去100多年地面交通控制發(fā)展的幾個關鍵轉變點，對比了各個時期交通路權的獲取方式和性能。我們特別結合目前新興的車聯網、無人車和自動駕駛技術，探討了基于規(guī)劃分配或競價獲取的交通路權分配，分析了今后50年地面交通控制的發(fā)展方向。

無控制時期

最初，人們在遇到路權紛爭時，往往遵從“先到先行，互相禮讓”的基本原則。雙方駕駛員根據各自目視的結果，決定由誰優(yōu)先通過沖突區(qū)域，并按照默契各自駕駛。實際上，這也是從步行、騎馬和駕駛馬車時代起就遵循的基本路權決定方式。

但這一路權決定方式存在諸多問題：

1）該決定方式非常依賴于駕駛員對周邊環(huán)境的正確感知和合理判斷。在車速較快、視線不佳、交通狀況復雜等情況下，駕駛員難以準確的判斷何時何地會發(fā)生碰撞，因此無法決定路權歸屬。

2）該決定方式需要多方駕駛員采用能夠共同理解的方式進行交流。在車燈還未出現的時候，駕駛員會將手臂伸出窗外，通過不同的手勢來表示其行駛意圖。即使在車燈已是車輛必備件的今日，駕駛員也經常以眼神和手勢來輔助換道、并線等操作。為此，Google公司還在2015年提交了無人車和人類駕駛員交流的專利。然而，手勢交流首先沒有統(tǒng)一的交互標準。人們互相打手勢或者眼神示意的方式千差萬別；特別是由于歷史文化差異，不同國家和地區(qū)對同一手勢可能有截然不同的解讀。其次，手勢交流的通信速度慢、可視距離短、談判效率低，在車輛速度較高時，極易出現誤差而造成交通事故。

3）該決定方式在相當程度上取決于駕駛員個人的禮讓精神，路權的分配很可能由“合作”演變?yōu)椤案偁帯?，甚至“搶奪”。

基于這三點，基于默契的路權談判很難在短時間內有效達成。因此，這一路權決定方式在汽車時代逐漸被新的交通控制方式所代替。

交通信號標線控制時期

早在中國周代，已有“列樹以表道”的記載。在古羅馬時代的軍用大道上也設有里程碑和指路牌。但這些僅僅是標記道路信息，并未指示路權。

1903年，由于法國汽車聯盟的積極推進而使法國成為世界上最早的在全國范圍內使用統(tǒng)一的汽車交通標志的國家。而直到1930年以后，統(tǒng)一的交通標志法才在英國各地獲得認可，使交通標志更加規(guī)范化。1935年，美國的第一版《統(tǒng)一交通控制設施手冊》（Manual of United Traffic Control Devices）出版，在全美國統(tǒng)一了制作交通標志的辦法和標準。這一階段，交通標志依然以提示駕駛員危險為主要職責。如法國的交通標志當時在黑色的木板上用白漆書寫“左拐”、“右拐”、“橋梁”等提醒司機注意的文字。

1968年，聯合國公布《道路交通和道路標志、信號協(xié)定》作為各國制定交通標志的基礎。從此各國的交通標志在分類、形狀、顏色、圖案等方面逐漸向國際統(tǒng)一的方向發(fā)展。地面交通進入了“各行其道”的時代。

道路交通標識通常用圖形符號和文字來傳遞特定的交通法規(guī)以及交通運行控制方法的信息。道路交通標線是由路面標線、箭頭、文字、立面標識、突出路邊、道路輪廓線等交通地面車道配合和路權設置的基礎設施。這兩者的作用都是為了管制、引導、控制和分配交通流，可單獨使用也可配合使用。

交通標識標線控制的優(yōu)勢在于造價低廉耐用，盡量減少人對于路權的理解歧義和紛爭。在道路中明確標識了道路使用權重的通行權、先行權、占用權等，是目前道路交通中最為重要的靜態(tài)交通設施。特別是車道線的引入，大大簡化了車道路權的分配方式，減少了車輛行駛沖突發(fā)生碰撞的風險。

但交通標識標線對交通沖突點（交叉路口和出入口匝道）區(qū)域中不同方向車輛的路權很難起到有序和安全的控制引導。因此，交通信號控制成為了地面交通控制的研究重點。

審核編輯：符乾江