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华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

本文作者:张驰 2017-10-29 10:22
导语:有八大技术会为解决交通问题带来实质性帮助,其中包括了无人驾驶、车联网、大数据、电动汽车、共享出行等。

华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

雷锋网(公众号:雷锋网)按:10月28日上午2017未来科学大奖颁奖典礼暨未来论坛年会正式开始,在智慧城市研讨会环节,美国华盛顿大学土木与环境工程系教授、智能交通信息处理专家王印海在演讲中表示,智慧交通颠覆性创新时代即将到来。

王印海认为,有八大技术会为解决交通问题带来实质性帮助,其中包括了无人驾驶、车联网、大数据、电动汽车、共享出行等。更进一步,这些技术的组合将颠覆交通管理与服务模式,比如将来汽车拥有量会产生很大变化,普通用户不再拥有汽车,而是只用使用出行服务即可。

这些技术会对传统行业产生颠覆性的影响,汽车维修率减小,未来可能不再需要那么多的维修点。与此同时,它们又会带来新的增长机遇。

以下是雷锋网整理的演讲主要内容:

我今天要给大家介绍的是“智慧交通颠覆性创新时代即将到来”。

首先,我们先看一组数据。1999年的时候,世界人口只有60亿,今年10月已经达到了76亿,到2050年人口将达到98亿。这新增的22亿人口主要会出现在哪里?从世界城乡人口变化上看,新增人口主要将出现在城市。2050年时,城市人口将达到65亿。

今天的城市是什么状态?一说到城市就会想到大都市病,比如雾霾、交通拥堵。城市最大的问题可能是交通。到目前为止,如果以道路交通作为供需系统来看,是什么样的变化状态?1980-2015年,35年里道路里程增加了7倍,这是了不起的成就,但机动车的拥有量增加了110多倍。在这种情况下,供与求的剪刀差变得越来越大,按照目前的趋势这种差距会进一步拉大。

华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

交通所带来的问题不仅仅是拥堵,还有交通事故,如果拥堵增加了,交通事故率也会上升。另外,尾气污染也是很大问题。能量消耗中,交通领域的能量消耗占比是70%,汽车占交通领域能量消耗的65%左右。普通燃油车效率很低,大概只有百分之十几到25%,即80%左右的能量是浪费掉的。

空气污染也有很大程度来自于交通,很多研究指出交通对PM2.5的贡献在16%-25%。中国2013年死于空气污染的人数是160万人,这相当于是平均每天4400人。这很惊人。

交通、能源、能耗三者之间的关系发现,解决好交通问题,对于解决好另外两个问题至关重要。

解决交通拥堵问题,首先要知道交通拥堵的成因是什么。道路前面有施工或其他因素,使得某些道路关闭,会形成拥堵,这是简单的供求关系,需求大于供给就会形成排队。

交通有时候供需关系没有明显变化时也会有拥堵,比如日本名古屋大学曾做过一个实验,22辆汽车均匀分布在一个圆环,汽车匀速行驶没有任何问题,但驾驶员差异导致车头距离发生变化,有人刹车,后面跟着人刹车,形成刹车向后传递的波带,交通里边叫做冲击波。供求关系没有发生改变,但交通也出现了拥堵,这种情况下在交通需求接近道路通行能力时才会发生,绝大多数情况下如果供给明显大于需求也不会有这个现象。

治理交通问题最关键的是避免交通拥堵发生,因为一旦发生就会堵上加堵。一条道路的通行能力,在车辆高速行驶的状态下,通行能力一般是2000多辆车,车辆一旦从高速状态降到低速状态,通行能力会降低15%-25%。如果有效避免车辆从高速转到低速状态,可以保持基础设施在一个最佳状态,更好地满足交通需求。

未来交通的八大颠覆性技术

交通系统运营要解决供需关系,但现在需求已经大于供给,尤其在北京这样的大都市里,在可预见的未来新增的需求也大于新增的供给。在这种情况下,我们如何使交通系统通过智慧城市的手段,通过互联网+的手段,达到供需基本平衡。

给大家介绍几个我认为是颠覆性的科技,它们会为解决交通问题带来实质性帮助。

华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

第一是无人驾驶。Google的无人驾驶车辆跑了三百多万英里,虽然出了几件事故,但绝大多数是别人撞它,它比人类驾驶员安全性高十倍以上。

第二是车联网技术,即把车、路、人,所有道路的用户都变成可以连接的网络元素,协调互动,使得基础设施的通行能力达到最大化,安全性达到最大化。

华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

第三是电动汽车。很多人会质疑,电动汽车的能源如果来自于煤,可能也不清洁。那么电动汽车能源如果来自太阳能呢?其实即便来自于煤,也有很多可以商讨的地方,还有很多中间环节可以改进电动车的清洁性。

第四是被IT界和汽车界忽视的智慧基础设施。它是一个很好的载体,如果利用好了,智慧汽车或者其他出行交通工具就会事半功倍。

华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

第五个是众包,比如地图公司Waze,它被Google以10亿美金收购。所有用户输入道路信息,通过采集大众信息,这项技术极大地造福未来交通。

第六是交通里的大数据技术。交通管理部门有一些报表,有很多数据,我们在智能交通实验室做了一套系统,原来花几个月才能完成的报表数据,几秒钟能完成,而且可靠度比原来高很多。

华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

第七是车辆共享。新的技术发展给我们带来了新的商业模式,比如网约车模式,以Uber为代表。

第八是未来可能会快速发展的“出行即服务”(MaaS)。这项技术也会快速发展,尤其是结合了自动驾驶车辆、电动车之后,它的发展会是爆发式的。

这八项技术每个都有自己的优势,如果组合应用的话效果更大。

技术的组合将颠覆交通管理与服务模式


华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

新技术真的能带来革命吗?以Uber为例,这是它在纽约地区的表现,Uber和Lyft从2014-2016年呈明显的增长。绿线和黄线是传统出租车,几乎没有增长。新技术经对传统产生很大的颠覆,或者颠覆性的危险。    

新技术组合还会出现通用汽车与Cruise明年推出的自动驾驶电动车服务。

华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

众包技术和大数据技术结合,则能够准确知道在某一个时间里,在某一个地区的交通状况。这是西雅图地区,越红的颜色越代表这个地方需求越大。如果能够知道顾客在哪里,车辆可以直接到需求量大的地方,可以避免无畏的行驶造成道路的额外负担。

为什么我认为电动车会有很大的发展潜力?普通燃油车辆的发动机有两千多个零部件,而电动车发动机总共18个可动的部件。两千个部件每个都有失败的可能,如果造成一定的失败,就要花钱维护。可以预测,普通燃油车辆比电动车的维护费用高很多,至于电动车的维护到底费用多少,每个人口径不一。很多朋友告诉我,只需要换轮胎,不需要做别的事情。可以预见的是,费用会低很多。

华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行


这张图显示的是电动车的成本。200英里里程的电动车,到2022年其价格会低于普通的经济型燃油车,那个时候大家对燃油车辆和电动车的选择会有逆转,更多人会选电动车辆。


是不是应该拥有一辆车?中国汽车拥有量过去30年增长了110倍,但如果你有一辆车,最大的可能是96%时间停着。有一个统计的平均值显示,车辆仅3%的时间是在使用,0.5%在堵车,0.5%在找停车位。

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是不是可以租一辆汽车,或者需要的时候有车服务就行?这就是现在比较流行交通即服务,或者出行即服务。这种情况下,一辆汽车是来自于服务方的,而不是我自己拥有。我的驾驶单位里程成本可能只有10美分左右,而自己拥有的话,未来可能是50、60美分。出行即服务要便宜很多。

华盛顿大学教授王印海:这八大技术将颠覆交通出行

这种模式的改变,会让将来汽车拥有量产生很大变化。右图橘色是参加出行即服务的汽车数量,蓝色是个人拥有汽车的数量。可以看到未来的汽车拥有数量,可能会有极大的降低。

从道路系统的公用角度看,当今道路通行能力不高。通常来讲,车的时间间距大概1.5-2秒,对于每一条行车道通行能力相当于1800-2400辆车,通行能力能不能进一步加大?把车联网、自动驾驶、电动车技术形成自己的集群,自动驾驶不需要像人类一样需要1秒钟左右时间,那2000辆左右上升到7200辆车的通行能力。西雅图最堵的一段,需求只有7500辆,如果把现在这条行车道变成承载7200辆,剩下几百条辆,拥堵就会降低,甚至消失。

传统行业面临的威胁与新的机遇

八个颠覆性技术,这些技术组合会产生进一步非常大的颠覆性影响。哪些工作会面临挑战与颠覆?

燃油汽车、配件生产。因为更多的人喜欢用电动车、清洁能源。

汽车维修。电动车零件很少,不需要维修,为什么需要那么多维修站?

汽车保险。自动驾驶比人类驾驶安全十倍以上,汽车保险模式要改变,或者没有那么大保障。

燃油生产、汽车加油站。未来会不需要那么多汽油。

治疗及康复。由于没有那么多交通事故、受伤者,治疗和康复受到很大影响。

停车场管理。20%自动驾驶车辆就可以替代现在所有汽车,仍然能满足需要,不需要那么多停车场。仅仅洛杉矶一个市,腾出来的一个面积,可以等于三个城市。

没有酒驾,事故索赔等法律工作也会减少。

同时,将来会提供很多机遇,比如网络安全、车联网、身份判别以及追踪。基础设施如何设计?交通大数据如何分析,找到交通改进的方向?道路系统的感知通讯和控制技术如何设计?未来我们还会根据道路的实施情况,调整车的分配,出现出行即服务的平台。车可能更像是一个大办公室,里需要很多软件、硬件,比如新能源车配套设施、传感、快速充电以及储能技术。

1957年人们憧憬的未来交通中已经有了自动驾驶,而这是我们即将看到的,未来的智慧、绿色交通。

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