基于汽车的城市智能化公共信息服务设计

 一、引言
人口超载发展，功能区规划不合理，公交路网滞后、运行效率低等诸多因素，引发当下城市居民对出行安全、舒适性以及健康的忧虑，这就促使更多人选择私人交通工具出行，由此造成进一步的恶性循环，严重影响了城市居民的生活质量。在过去5 年间，中国汽车保有量大幅增长，目前年产量超过1,900万辆[1]。面对出行需求与交通效率的博弈，在城市管理层面构建智能化城市公共信息服务体系，在产业端推广智能化汽车，成为未来智慧城市建设的重要基础。
在城市管理信息系统层面中，由网络技术与新媒介引发的信息多维传播方式已经完全改变了城市生活模式。去中心化的传播结构，使信息传播从单点（Unicast）、单向，转变为以个人为节点的多点（Multicast）、互动传播方式，公众参与社会信息构建的体验感增强。因此，在不断发展的庞大社交网络数据基础上，完全可以利用移动互联网重构智能化城市公共信息服务系统，改变人们的出行行为与体验，同时也提高现有交通设施运行效率。IBM 在智慧城市的概念中提出：“充分利用所有可用的互联化信息，可以更好地理解和控制城市运营，并优化有限资源的使用情况。”比传统单纯投入基础建设，这种基于社会化参与（Social Participation）[2] 的信息管理思维是更为行之有效的解决之道。在产业端层面，新一代的智能汽车主要包括新能源、无人驾驶与智能化数字互联三个方向。其中以Tesla 为代表的电动汽车已经在商业领域取得成功，以谷歌为代表的无人驾驶技术也开始出现在实际道路上。而智能化数字互联是未来智能汽车的基础，以传统汽车工业为基础引入IT 技术：移动云服务、大数据分布式运算、更多的人机交互方式创新等，以提供“车载人机交互体验更好融入数字社交生活”的智能化数字互联网汽车。目前各大公司都在智能互联领域进行布局，以找到未来汽车发展的突破点。
本课题从城市公共信息服务设计的角度出发，在新的媒介、新传播方式的语境下，从大数据的视角提出基于新媒介的城市公共信息服务设计思路。本文作为课题的一个研究方向，以智能化交通与汽车为基础，着眼于驾乘者与车载信息娱乐系统（In-Vehicle Infotainment, IVI）的交互，以及汽车与城市公共信息的互动，提出车内智能空间（In-Vehicle Smart Space）概念，从人性化的细节设计和城市公共信息服务宏观规划两方面来探讨汽车与人、汽车与汽车、汽车与城市设施、汽车与整个交通系统之间的关系。

二、智能化公共信息服务
在新技术与媒体的发展过程中，以数字网络化为基础的城市综合管理概念演变为智慧城市的概念。随着社会化网络服务（SNS）成为现代社会人际交流的主流手段，我们可以利用现有的社会化网络基础，把以维持社会关系为目标的社交功能导向，延伸为以更广泛社会信息传播为目标的信息交互功能导向，把城市公共信息服务平台的主干管理核心与外部社会网络数据进行对接，让个人信息参与社会公共服务的建设之中。中国城市智能交通系统建设近年来有了长足进步，公共信息平台通过对大数据关联信息的分析处理，为科学规划道路、及时预警和干预提供了有力的数据支持。但是单一依靠政府力量维护网络信息，很难兼顾效率与成本，同时在新的网络信息结构下也是不可能的，那么只有通过社会感知计算（Socially Aware Computing）的方式促使更多的驾驶者（信息节点）参与到信息共享体系中来，用巨大的公众力量，不断提高公共信息服务的精确度与社会影响力。“通过这样的系统，群体智慧得以发挥，公众可以依据自身的情况投入到任务中，聚集个体信息，使任务快速完成，同时降低成本”[3]。未来整个智慧城市的数据一体化，会完全改变城市的运行状态：空气污染指数、天气、交通路况、公共活动、公共场所信息、安全公告，以及交通流量、停车等实时信息都可以通过城市公共信息平台进行收集和发布。一个有效的城市公共信息服务平台由多个多层次的子系统组成，在交通系统子集中，汽车正在从独立产品转变为“智能化移动信息节点”，成为整个交通动态信息体系的一个部分，成为信息传播中枢的神经延伸。城市公共信息服务平台、智能交通系统与智能汽车是一个相互关联的服务体系。如图1 所示。（图1）

1. 城市智能化服务体系

2. Tesla Model S 用户操作界面

三、智能化汽车
1. 智能化汽车概念
当Google X 实验室提出无人驾驶项目时，被人们看作是一个完全不相关、甚至疯狂的计划，到现在人们才意识到只有掌握跨地域级别的数据，才有能力处理千变万化的道路行驶数据。今天在谷歌技术的开拓下，各大汽车厂家都已开始把装备无人驾驶技术的汽车投入实际道路进行试驾。智能汽车的发展进程与智能手机的发展进程有诸多相似之处，当iPhone 重新定义手机的时候，传统巨头依然把持着市场，而当移动互联网应用成为手机核心功能的时候，传统手机厂商已经纷纷成为了历史名词。今天的汽车工业正处在变革的前夜，移动互联网改变了人的行为，也必然改变人使用产品的行为习惯。与基础通话功能一样，运输作为最基础的功能已经不能满足今天的需求。“新型的通信技术与能源体系交汇之际，正是经济革命发生之时”。[4] 10 年前Tesla 提出用互联网的思维来做汽车：用巨大的屏幕代替中控按键，没有经销商，没有传统意义上的保养，Tesla 用互联网企业的运营方式挑战传统汽车行业，打破了传统汽车的概念。在其17 英寸屏幕背后隐藏的是一个如同APPStore 的生态圈，未来第三方应用可以不断扩展汽车的功能，所有的控制都可以通过视觉化的界面来实现，所有功能都支持通过网络进行升级，让用户体验到从功能机升级为触屏手机般的全新操作体验。如图2 所示。（图2）随着汽车智能化的发展与汽车设计的非物质化，新一代智能化汽车的设计重点也逐渐从外观实体造型转向面对移动互联网服务的体验设计。
2. 车载信息系统设计
智能化产品与城市服务体系的结合是城市发展的需要。城市交通系统是一个非常复杂的体系。从宏观角度包括实时采集和持续分析路面数据：路面交通、轨道交通与行人人流数据，合理制定道路通行规则，联网智能化信息灯系统，并设立更多的实时变道自动调节系统，以分流车流；从产品角度而言，一套完整的汽车人机交互系统包括：车载信息、娱乐系统、导航系统、车身管理与安全系统、自然交互系统和在线信息服务系统等。IVI 的智能化发展，让汽车可以作为信息节点参与整个城市交通信息系统的互动。
目前的IVI 已经超越了传统的车联网（Telematics）概念，向智能化、云服务化发展，车联网必然会与已经成熟的公众移动互联网融合，以适应与用户以及城市系统的数据共享。IVI 的普及和发展使汽车的影响力开始从传统制造业向IT 产业传导，同时也是传统汽车制造商与IT 企业的博弈过程。汽车不再是从A 点到B 点的运输工具，而承载了更多从物理到情感的附加功能，在旅途之中车内空间的舒适感和车载系统用户界面（In-Vehicle User Interface, IVUI）极大地影响着驾驶体验（Driving Experience）与驾驶安全，进而也影响整个城市交通系统的效率。未来汽车会与个人电脑、手持设备、3/4G 网络、城市WIFI 无缝衔接，形成信息联动网络，IVI可以自动接入交通管理信息，帮助驾驶者判断路况，实时了解周边状况、设施分布以及车辆状态，选择最优化的线路行驶。新的IVUI 设计理念的产生，会改变人与汽车的交互方式以及未来汽车行业的生态体系。
3. 车内智能空间设计
“智能空间”是研究一系列特定空间内的智能化、信息化的解决方案。空间的概念是相对的，对于汽车来说，在行驶过程中的汽车为驾乘者提供了一个相对独立的功能空间，车内空间的设计直接关系到驾乘者的舒适性和功能性需求。鉴于目前IVI 的高度智能化，在物理空间功能得到基本满足后，使车内空间及相关设施提供更多的智能化服务，用高效的GUI（图形用户界面）与TUI [5]（实体用户界面）组合提供更好的交互体验，这一探讨人与车载设备、车内环境交互操作的设计过程就是车内智能空间设计。IVUI 已经成为消费者选择汽车的主要评价标准，设计以汽车为中心智能空间与信息交互平台将成为未来汽车设计所面临的非常重要的课题。

四、面向未来的智能交通信息服务
1. 信息交互平台与大数据挖掘
如果说车内智能空间是关注于车内设备的智能化与人机互动，那么作为信息节点的汽车与城市广域网络的信息交换就是智能交通系统的基础。当我们宏观地看待未来城市的数字化的时候，在城市中所有产生的行为与信息都是相互关联并相互影响的，找到孤立事件背后的联系，并提出对应的策略是在信息一体化平台下大数据挖掘的作用。在这个异常庞大的体系之中存在着无数环节，它们之间如何更有效、更人性化地关联，这一过程需要设计的介入。设计可发挥作用的领域有：（1）汽车与城市公共信息服务系统。未来汽车将遍布嵌入式计算单元与物理、生物传感器，通过多信道进行定位服务，摄像头与传感器把实时的车内外信息，通过车辆间（Vehicleto-Vehicle，V2V）通讯和车与路侧单元（Vehicle-to-Roadside，V2R）通讯等方式，与城市公共信息服务系统进行数据交换，让每辆上路的汽车成为城市分布式计算的节点。城市中包括汽车在内的各种硬件都会生成海量的动态数据，并不断汇集到统一平台之中，在智能交通子系统中，再对整个交通流量进行更高效的调度与控制。（2）汽车与制造商的数据共享。汽车在行驶中的大量数据会返回传制造商进行分析，汽车的召回过程可以简化为消费者自己下载升级固件，4S店及时掌握维护信息并通知用户。同时制造厂商通过对大数据挖掘，可以及时发现隐患，不断对产品进行升级改进，创造更安全、舒适的驾乘体验。（3）汽车与服务商的数据共享。车通过移动互联网与商家通讯，开放数据接口，让安全驾驶、保险、健康管理、餐饮、商务办公、旅游度假等各类社会商业应用都可以通过车内智能空间得以实现，所有的路径数据都实时反馈到云端。例如，通过收集车辆的刹车的频度与力量等数据，了解、分析驾驶者习惯以及驾驶安全指数，这些数据可以帮助改进调整交通信号的设置，并帮助保险公司进行具体业务评估。也可以通过引入车内的成熟SNS 平台如微信，来提供更有针对性的个性化的服务。对于电动车来说，可以远程监控电池状态，收集衰减信息，及时提示续航里程及最近的充换电站信息，并通知充换电站提前做好准备。
2. 数字化停车服务
目前停车困扰着很多人的出行计划，进一步冲击了传统实体零售业，未来停车的实时数据将是出行的最重要指数。城市内20% 的交通拥堵都是停车造成的，把停车信息整合在IVUI之内会给驾驶者很大的便利。如图3 所示，通过与城市基础设施间的通讯，可以实时了解附近停车场的空余车位，拥堵路段有多少辆车在标准以下，预测换一条新路行驶可以节约的时间等。美国许多商场已经开始运用App 进行新的服务改革，并部署地磁线圈、RFID 等车位传感器，为城市公共停车数据的云化打下了基础。已经类似的应用在手机上开始使用，如ParkMe，可查询超过28,000 个停车场信息，同时提供车位预约服务；Parkopedia 仅在北美就可以提供26,000 个停车场车的信息；QuickPay 则向实体商家提供开放移动缴费服务。未来手机APP 与汽车IVI 可以使用统一的用户界面，无缝衔接数据，把与停车相关的一系列行为转化为数字操作，节约大量的时间。（图3）

3. 整合停车信息的福特IVUI

3. 个性化电子产品与汽车信息联动
为了能把汽车的信息更好地与个性化选择相结合，汽车的部分功能必然会开放给更多随身电子产品，未来甚至会与可穿戴设备相融合。苹果提出的iOS in the Car 不仅强化了iPhone 在汽车行驶中的操作，更意在把iOS 与汽车深度整合，把iOS 的操作体验带入到汽车之中。奔驰与Pebble 智能手表达成合作协议，通过奔驰自身的Drive Kit Plus 工具，奔驰把IVI 与iPhone 和Pebble 智能手表结合在一起，不仅提供汽油余量、门锁状态、车辆位置等基础信息，在行驶过程中，Pebble 还可以通过振动来提醒驾驶员前方的交通事故、道路维修、限行等实时路况信息。宝马在最新的i8 电动车型中，提供了一款具有高分辨率LCD 显示屏的智能钥匙，可以查看多项汽车状态，了解当前电能、行驶里程、充电时间等，并且宝马会在未来提供可编程的开发接口，再结合3D 打印，车主完全可以自行定制一把唯一的专属钥匙。如图4 所示。（图4）

4. 宝马i8 智能钥匙

五、结语
面对信息时代转型过程中，信息分享、获取与处理行为与方式的变革，人机交互设计的概念也从面向单体产品间的交互，变为面向服务应用的与城市系统、与系统中其他人的交互。本文认为未来汽车将与电脑、手机一样，成为城市公共信息服务体系的参与者，成为一个真正意义上的“智能移动终端”。无论是汽车设计还是建筑设计，在人的基本需求逐步发生改变的进程中，传统“以物为中心”的设计将转向以服务为中心的大设计概念，用户界面也不再拘泥于实体与屏幕之中，无论手机或者汽车都是交流的一种媒介与界面形式。基于汽车的城市智能化公共信息服务网络的应用，是未来城市信息一体化的基石，同时为驾驶者与汽车间、驾驶者与乘客间、车与车之间的交互构筑了一个多维的交互空间，这个空间模型影响着从个人安全到城市交通效率的多重结果。城市公共信息服务设计是一个跨领域、跨学科的研究课题，智能化汽车设计需要与产业技术发展同步推进，进行联合创新。以移动互联网服务为核心的新一代汽车人机交互设计，需要从城市公共信息服务的层面上进行思考，针对不同城市的地域、人文特征，探索交互设计在城市服务体系中的价值与作用。

* 本文为2013 年北京市哲学社会科学规划项目“新媒介背景下北京市公共信息服务设计研究”阶段性成果（项目编号：13WYC046）

注释：
[1] 盖世汽车网，“2012年全球汽车产量统计”，h t t p : / / a u t o . g a s g o o .com/News/2013/05/0910054154160211199251.shtml。
[2] E d H . C h i . “N S FTechnology MediatedS o c i a l P a r t i c i p a t i o n Workshop”, Design of Social Participation S y s t ems . 2010.7.21.http://www.tmsp.umd.e d u / T M S P r e p o r t s _f i l e s / 2 . I E E E -C o m p u t e r - T M S P -Design.pdf.
[3] 付志勇：“社会化媒体时代的公共服务设计理念与研究框架”，《2011 清华·DMI 国际设计管理大会论文集》，北京理工大学出版社，2011，第175-180 页。
[4] Hiroshi Ishii, BryggUllmer. "Tangible Bits:T o w a r d s S e a m l e s s I n t e r f a c e s b e t w e e n P e o p l e , B i t s a n d Atoms", Proceedings o f t h e A C M C H I 97 H u m a n F a c t o r s i n Computing Systems Conference , Atlanta, Georgia: ACM Press,1997. pp.234-241.
[5] 杰里米·里夫金：《第三次工业革命》，中信出版社，北京，2012，第29 页。