交通所帶來的問題不僅僅是擁堵,還有交通事故,如果擁堵增加了,交通事故率也會上升。另外,尾氣污染也是很大問題。能量消耗中,交通領域的能量消耗占比是70%,汽車占交通領域能量消耗的65%左右。普通燃油車效率很低,大概只有百分之十幾到25%,即80%左右的能量是浪費掉的。
空氣污染也有很大程度來自于交通,很多研究指出交通對PM2.5的貢獻在16%-25%。中國2013年死于空氣污染的人數是160萬人,這相當于是平均每天4400人。這很驚人。交通、能源、能耗三者之間的關系發現,解決好交通問題,對于解決好另外兩個問題至關重要。解決交通擁堵問題,首先要知道交通擁堵的成因是什么。道路前面有施工或其他因素,使得某些道路關閉,會形成擁堵,這是簡單的供求關系,需求大于供給就會形成排隊。交通有時候供需關系沒有明顯變化時也會有擁堵,比如日本名古屋大學曾做過一個實驗,22輛汽車均勻分布在一個圓環,汽車勻速行駛沒有任何問題,但駕駛員差異導致車頭距離發生變化,有人剎車,后面跟著人剎車,形成剎車向后傳遞的波帶,交通里邊叫做沖擊波。供求關系沒有發生改變,但交通也出現了擁堵,這種情況下在交通需求接近道路通行能力時才會發生,絕大多數情況下如果供給明顯大于需求也不會有這個現象。治理交通問題最關鍵的是避免交通擁堵發生,因為一旦發生就會堵上加堵。一條道路的通行能力,在車輛高速行駛的狀態下,通行能力一般是2000多輛車,車輛一旦從高速狀態降到低速狀態,通行能力會降低15%-25%。如果有效避免車輛從高速轉到低速狀態,可以保持基礎設施在一個最佳狀態,更好地滿足交通需求。
未來交通的八大顛覆性技術
交通系統運營要解決供需關系,但現在需求已經大于供給,尤其在北京這樣的大都市里,在可預見的未來新增的需求也大于新增的供給。在這種情況下,我們如何使交通系統通過智慧城市的手段,通過互聯網+的手段,達到供需基本平衡。
給大家介紹幾個我認為是顛覆性的科技,它們會為解決交通問題帶來實質性幫助。
第一是無人駕駛。Google的無人駕駛車輛跑了三百多萬英里,雖然出了幾件事故,但絕大多數是別人撞它,它比人類駕駛員安全性高十倍以上。第二是車聯網技術,即把車、路、人,所有道路的用戶都變成可以連接的網絡元素,協調互動,使得基礎設施的通行能力達到最大化,安全性達到最大化。第三是電動汽車。很多人會質疑,電動汽車的能源如果來自于煤,可能也不清潔。那么電動汽車能源如果來自太陽能呢?其實即便來自于煤,也有很多可以商討的地方,還有很多中間環節可以改進電動車的清潔性。第四是被IT界和汽車界忽視的智慧基礎設施。它是一個很好的載體,如果利用好了,智慧汽車或者其他出行交通工具就會事半功倍。第五個是眾包,比如地圖公司Waze,它被Google以10億美金收購。所有用戶輸入道路信息,通過采集大眾信息,這項技術極大地造福未來交通。第六是交通里的大數據技術。交通管理部門有一些報表,有很多數據,我們在智能交通實驗室做了一套系統,原來花幾個月才能完成的報表數據,幾秒鐘能完成,而且可靠度比原來高很多。第七是車輛共享。新的技術發展給我們帶來了新的商業模式,比如網約車模式,以Uber為代表。第八是未來可能會快速發展的“出行即服務”(MaaS)。這項技術也會快速發展,尤其是結合了自動駕駛車輛、電動車之后,它的發展會是爆發式的。
這八項技術每個都有自己的優勢,如果組合應用的話效果更大。
新技術真的能帶來革命嗎?以Uber為例,這是它在紐約地區的表現,Uber和Lyft從2014-2016年呈明顯的增長。綠線和黃線是傳統出租車,幾乎沒有增長。新技術經對傳統產生很大的顛覆,或者顛覆性的危險。新技術組合還會出現通用汽車與Cruise明年推出的自動駕駛電動車服務。
眾包技術和大數據技術結合,則能夠準確知道在某一個時間里,在某一個地區的交通狀況。這是西雅圖地區,越紅的顏色越代表這個地方需求越大。如果能夠知道顧客在哪里,車輛可以直接到需求量大的地方,可以避免無畏的行駛造成道路的額外負擔。
為什么我認為電動車會有很大的發展潛力?普通燃油車輛的發動機有兩千多個零部件,而電動車發動機總共18個可動的部件。兩千個部件每個都有失敗的可能,如果造成一定的失敗,就要花錢維護?梢灶A測,普通燃油車輛比電動車的維護費用高很多,至于電動車的維護到底費用多少,每個人口徑不一。很多朋友告訴我,只需要換輪胎,不需要做別的事情?梢灶A見的是,費用會低很多。200英里里程的電動車,到2022年其價格會低于普通的經濟型燃油車,那個時候大家對燃油車輛和電動車的選擇會有逆轉,更多人會選電動車輛。是不是應該擁有一輛車?中國汽車擁有量過去30年增長了110倍,但如果你有一輛車,最大的可能是96%時間停著。有一個統計的平均值顯示,車輛僅3%的時間是在使用,0.5%在堵車,0.5%在找停車位。是不是可以租一輛汽車,或者需要的時候有車服務就行?這就是現在比較流行交通即服務,或者出行即服務。這種情況下,一輛汽車是來自于服務方的,而不是我自己擁有。我的駕駛單位里程成本可能只有10美分左右,而自己擁有的話,未來可能是50、60美分。出行即服務要便宜很多。
這種模式的改變,會讓將來汽車擁有量產生很大變化。右圖橘色是參加出行即服務的汽車數量,藍色是個人擁有汽車的數量。可以看到未來的汽車擁有數量,可能會有極大的降低。從道路系統的公用角度看,當今道路通行能力不高。通常來講,車的時間間距大概1.5-2秒,對于每一條行車道通行能力相當于1800-2400輛車,通行能力能不能進一步加大?把車聯網、自動駕駛、電動車技術形成自己的集群,自動駕駛不需要像人類一樣需要1秒鐘左右時間,那2000輛左右上升到7200輛車的通行能力。西雅圖最堵的一段,需求只有7500輛,如果把現在這條行車道變成承載7200輛,剩下幾百條輛,擁堵就會降低,甚至消失。
八個顛覆性技術,這些技術組合會產生進一步非常大的顛覆性影響。哪些工作會面臨挑戰與顛覆?燃油汽車、配件生產。因為更多的人喜歡用電動車、清潔能源。汽車維修。電動車零件很少,不需要維修,為什么需要那么多維修站?汽車保險。自動駕駛比人類駕駛安全十倍以上,汽車保險模式要改變,或者沒有那么大保障。燃油生產、汽車加油站。未來會不需要那么多汽油。治療及康復。由于沒有那么多交通事故、受傷者,治療和康復受到很大影響。停車場管理。20%自動駕駛車輛就可以替代現在所有汽車,仍然能滿足需要,不需要那么多停車場。僅僅洛杉磯一個市,騰出來的一個面積,可以等于三個城市。沒有酒駕,事故索賠等法律工作也會減少。
同時,將來會提供很多機遇,比如網絡安全、車聯網、身份判別以及追蹤;A設施如何設計?交通大數據如何分析,找到交通改進的方向?道路系統的感知通訊和控制技術如何設計?未來我們還會根據道路的實施情況,調整車的分配,出現出行即服務的平臺。車可能更像是一個大辦公室,里需要很多軟件、硬件,比如新能源車配套設施、傳感、快速充電以及儲能技術。
1957年人們憧憬的未來交通中已經有了自動駕駛,而這是我們即將看到的,未來的智慧、綠色交通。
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