我们想的就是
未来的交通能够让大家的生活
更加便捷、更加安全高效。
在2035年，
一起告别私家车。
张 帆 · 深圳北斗应用技术研究院院长
格致论道第63期 | 2020年11月29日 上海
交通与我们每个人的生活息息相关，未来的2035年，交通会怎样改变我们的生活？交通是城镇化发展的一个过程，也就是说，1800年，只有3%的人生活在城市，那时农村和城市的生活可能是非常接近的。2020年，已经有56%的人生活在城市里，城市会越来越大，到2050年，将会有70%的人生活在城市里。随着城镇化的发展，我们可以看一下国内以深圳为例，非常快速的城镇化发展过程。从1979年只有30万人口的小渔村，仅仅用了40年的时间，现在的常住人口达到了1340万。也就是说在40年里，人口翻了40倍。中国是一个人口的大国，常住人口在1000万人的城市有6座，500万常住人口的有16座。随着人口逐渐聚集，我们的交通面临着非常大的压力，这也是“城市病”里面非常重要的一块。所以我们日常生活中面临着的问题包括以下几点。一是交通污染，包含尾气排放、一氧化碳、PM2.5一系列的污染，对我们的生活影响非常大。二是交通拥堵。交通的拥堵可能每个人都体验过，我们在日常的出行中经常会碰到拥堵的情况。甚至我们有时评价一个城市有没有发展，就看它拥不拥堵，有拥堵我们才认为这个城市有发展。第三个是交通的安全，现在大量的安全问题出现在疲劳驾驶、超速，包括酒驾上。2019年，交通事故已经造成了27万人的伤亡，光死亡就达到了5万多，所以对我们的生活来讲，交通安全也非常重要。最后还有停车难的问题，我们日常的停车是非常困难的。其实我们现在一个车位的使用率不到50%，但实际上北上广深大城市停车位的缺口达到76%，接近100万个。所以这些是城市发展中面临的急需解决的问题，我们以“拥堵”举一个实际的例子，因为它与每个人的生活都相关。在中国36个主要城市里，有超过1000万的人，每天单次通勤的时间超过一个小时。我们每天工作8个小时，可能我们往返的通勤就要花掉2个小时，这是怎样的一种体验？我觉得这在北上广深是一种非常常见的情况，国际上认为，单趟的通行时间45分钟是一个保障时间。▲ 北上广深四座城市，平均只有69%的人能够在45分钟内上班但是在我们的36个城市里，真正能够实现45分钟单次通勤的只占到76%，其中北京应该是最低的，只有58%。所以我们每天大量的时间花在了路上，以前“在路上”可能是一个创业的词，现在就变成了拥挤和拥堵。有一个调查表明，通勤时间每增加20分钟，我们就感觉好像薪酬降低了19%，所以这与我们的生活息息相关。“拥堵”是大家非常关心的一个问题，我们怎么去解决呢？2035年交通的发展，能不能解决这些问题呢？从技术方面来讲，现有的交通方式是非常丰富的，有公交，有地铁，还有网约车、共享单车等一系列出行手段。一方面，像微型交通，包括无人驾驶、Maas出行，就是移动出行服务这种模式，包括按需出行，甚至可能还有更多能飞的车，能在城市里运行。所以我们还有更多种的技术手段来解决这个问题，主流上来讲，我们介绍几种离我们非常近，而且实际上正在使用的方法。▲ 2016-2020年中国共享单车用户规划及预测比如微型交通，微型交通就是我们的共享单车、共享电动车，目前已经在中国的很多城市普及了，在国外，有很多共享的滑板车在使用。现在来讲，2020年使用共享单车的人数已经超过了2.53亿。各个城市也在考虑在交通规划时，能不能增加非机动车道，怎么能够实现在短距离，比如两公里、五公里甚至十公里，实现这种微型交通的出行方式。在国外，现在也更多提倡了生活圈下的慢型交通，因为大家可能觉得我们的生活一天都在奔波，我们能不能够节奏慢一点？巴黎曾经提过15分钟的生活圈，就是能不能把我们的出行控制在15分钟之内。我们能够居住，能够工作，包括消费品的购买、日常的娱乐，能够在15分钟的生活圈内实现。国内也有很多城市，每年会举办一个星期的公交出行宣传周或一天的“无车日”。鼓励大家不要用私家车出行，尽量使用慢型交通，去体验新的生活方式，我们觉得这在未来是完全有可能的。我们经常用网约车，甚至有些城市有定制的公交，就是公交车也可以不固定线路，可以根据大家的需求进行相应的定制，按需出行。现在的发展应该会越来越快，通过我们的分析，越来越多的年轻人可能对拥有一辆私家车并没有多大兴趣，而是更倾向于接受用网约车或拼车的模式。而且到2050年，我们的交通方式里，有1/3是慢型交通，有1/3是公共交通，而另外1/3将会使用按需出行，包括网约车、共享车辆的模式。这样的模式会逐年增长，它占到我们生活出行的1/3。如果1/3的出行，包括1/3的公共交通、1/3的网约车辆或按需出行的车辆，能不能够实现无人驾驶呢？
这就是现在无人驾驶非常火的原因，因为公共交通包括公交车、地铁和网约车辆，未来都可能会实现无人驾驶，而且会首先实现无人驾驶。无人驾驶的发展应该是交通领域中各个国家争夺的一个技术高地，最早由Google在2009年首先实现车辆的开放式的测试，就是已经在实际的道路上运行。到现在，越来越多的企业投入到无人驾驶的研发之中。在我国，像百度、滴滴这样的一些企业，也都在不断地实现实际应用的无人驾驶的出租车运营，或者无人驾驶的网约车运营。这样的一些尝试，一方面积累了大量的实际测试的数据，这些数据为车辆如何成为一个智慧的车提供了非常多实测的数据。相应的报告反映，到2030年，将会有45%以上的车辆使用L3或L4级的无人驾驶。L4级基本上就是完全无人化的驾驶能力，所以我们觉得这种技术的发展会非常迅速。在未来，车和车之间是可以通信的，车和路也是可以通信的，智慧网联汽车，包括车路协同的发展，就会促成交通更加安全。而且车辆可以知道前面10公里是不是有涉水，这个道路被水淹掉或者这样的一些问题。通过这样的技术，我们能够实现智慧的车、智慧的路，包括泛在的云，还有灵活的网，一套完整的无人驾驶的体系，能够支撑整个行业在无人驾驶方面的发展。还有一块就是无缝的换乘，我们现在之所以很多时候不愿意坐公共交通，是因为我们会觉得换乘不方便，怎么实现无缝的换乘呢？实际上，欧洲国家已经提出来了。在上图中，很多紫色的区域是不允许私家车进入的，进入是要额外收费的，在这些区域里，只能允许公共交通或者相应批准的交通工具进入。而在右图中，巴黎在2050年，已经规划出33个换乘的枢纽。怎么实现枢纽的快捷换乘，达到各种交通方式的无缝的接驳，怎么在枢纽进行快速的交通组织，也是现在研究的一个热点。另外，还有电动化这一块，离我们的生活非常近，其实是新能源汽车的发展。我们现在在使用的，包括从原有的燃油车到电动车的变化，未来，燃油车还能往更多新能源的方向发展，实现更多新能源汽车的发展。深圳在2019年已经实现了所有运营车辆的全电动化，也是全球第一个实现在公交、出租领域全电动化的城市。所以新能源汽车的发展，会解决我们在交通污染上的一些问题。通过刚才讲的一些新的技术，也回应了刚才的问题。到2035年，我们的交通会怎样？会不会把刚才的问题解决，解决到什么程度？现在我们需要用一些刚才讲到的方法，我们怎么用定量的方式去评估呢？这时我们就需要考虑用交通的仿真、交通的数据推演来实现对未来2035年交通变化的整体演绎。我们需要做的事情包括以下几点。第一，需要对现在所有出行特征的分析。也就是说我们要知道现在大家的出行的方式和特征是什么，要预测随着人的聚集、人口的变化、区域的变化，怎么去把出行特征描述得更清晰。第二个，刚才说的有拼车、无人驾驶这些车辆，这些新的拼车的模型，后台对前端车辆的调度，甚至对红绿灯的控制，都会对交通产生影响。第三，我们还需要考虑各种策略的变化，就是刚才讲到的换乘的策略，不同方式的策略融合起来，可以搭建一个仿真系统，实现对2035年交通的仿真。也就是说，我们现在有一个真实的车辆在道路上运行，这辆真实的车在物理空间是存在的。我们能不能把它移到数字空间里，那里也有一辆车在运行，红绿灯也是同样的。我们把车辆的数量不停地增加，技术不停地改造，我们能够模拟环境的变化，就可以得到一些量化的结论。我们现在已经把这样一些数据导入到仿真的系统里，我们要知道各个区交通出行的各种模式的客流量、出行的情况、它的OD分布特征是什么。细到我们的交通小区，细到两个小区之间客流的变化，包括具体路径的选择。其实是要导入现在超过900多条公交线路，所有的地铁，包括5.8万辆网约车，还有2万辆出租车的各种数据。通过这个系统来进行仿真计算，最后算出来，通过不同的方式，我们能解决多大的问题。我们这样一个仿真系统，在国际上也是第一个实现这么大的范围仿真的。我们要实现一个2000平方公里的区域、1340万人口的特大型城市交通的仿真和计算，所以它的复杂度是比较高的。通过这样一个计算，我们实际上是要考虑未来，包括到2035年，深圳会有32条地铁，1500多公里的运营里程。
包括公交和现在所有车辆的考虑的情况，包括红绿灯的配置。对我们仍然会有一系列的影响。根据这样的一些情况，我们就可以得到一些相应的结论，一共有34个场景的结论。
首先，我们来看慢型交通，如果只是替换两公里之内的共享单车，其实我们的里程和时间是减少不了多少的。如果我们考虑5公里之内用共享电动车，它的变化大概是在9%，时间减少了9%。如果我们把它换成更大的距离，更快的共享滑板车的方式，它的时间能够减少11%，但是它的总里程减少得不多。综合起来，如果我们实现一个更大的区域，就是全市实现在两公里以内不用私家车，只用共享单车，在5公里之内用共享电动车，在10公里内用共享的滑板车。实际上可以大量减少车辆，同时能够减少17%出行的总体时间。所以总体来讲，它给出了我们在现有公共交通的情况下大概的情况。但是这时里程的减少不是很多，因为我们还需要在实现这种慢型交通的过程中把它记录进去。现在在有网约车、出租车、专车的情况下，更多地增加拼车的情况，我们能减少9%的出行的时间。如果把所有专车和出租车都去掉，我们都使用拼车，它能够减少11%的时间。我们可以全部通过拼车来实现，如果全部使用拼车，车辆数可以减少到32%。也就是说我们可以减少掉1/3的车辆，这样就能很快解决拥堵的一些问题。如果我们都用拼车，那拼车是不是可以都用无人驾驶呢？
如果我们考虑有无人驾驶有出租车，也有专车，基本上可以达到11%的情况。如果还要考虑拼车，还是用出租车、专车，同时考虑拼车的情况，其实减少的并不多。如果全部用无人驾驶，我们这里考虑到用2座的、4座的还是6座的。通过几种方法都进行分析，我们发现2座的减少了11%。通过刚才的分析，我们觉得最优的情况是4座的无人驾驶车辆，它具有最高的满载率，能够最好地实现时间的减少，同时实现车辆数的减少。而且我们的速度会提高27%，也就是说在早高峰时，假如以前只能开50公里/小时，现在可以开到64公里/小时，速度也提高了不少。同时，无人驾驶可以减少拥堵时候的车间距，就是慢行的时候，车间距可以由现在的2.5米减少到1米，这样道路会容纳更多车辆。深圳的科技园是一个人员非常密集的区域，如果只在这个区域里，我们限制私家车，采取其他的方法，其实得到的效果并不是特别好。
如果我们全部只限这种公共交通，其实我们减少的里程数也是比较少的。
我们换一个更大的区域，比如换到罗湖，大概有48平方公里的区域去做，拼车时我们还能够减少到11%。但总体而言，其实减少量比较少，这就说明一点，只是单一区域限制私家车出行的模式，对交通的改善作用是不大的。所以我们需要考虑的是整个城市一体化，多种交通方式出行时，怎么去做相应的协调和相应的分析。微型交通实际上是我们未来出行的一个可持续发展的重点，鼓励大家更多地绿色出行，按需出行未来的发展非常快，能达到我们交通出行的1/3。无人驾驶更重要的，就在于我们怎么通过后台控制，怎么实现车辆的数量和需求之间的匹配，到最后无缝的换乘，实际上更多地考虑一体化出行的要求和特点。针对我们刚才提出的问题，实际上我们也有一些答案了。如果我们通过无人驾驶，通过这样一些新的技术，大概能缓解25%的拥堵。也就是说如果我们单程出行一个小时，现在能够回到45分钟的保证时间里。第二块，按需出行，通过电动车新能源汽车可以极大减少污染，交通安全通过无人驾驶也可以很好地解决这些问题。包括停车，通过无人驾驶的仿真，可以实现只有现在车辆的1/3，就能够解决整个交通停车的难题。如果以深圳为例，节省出来的停车位大概相当于2500个足球场覆盖的范围，我们节省的占地空间是非常大的。通过刚才的分析，到2035年，我们的这些交通问题基本上能够被有效地缓解。正是基于这个，我们也需要政府，因为政府需要制定相应的交通规范，包括交通安全和个人数据隐私的问题。出行的服务商，更多的像交通运营商一样，需要提供我们的需求和供给，怎么能有效提供一些动态、实时的服务。我们个人，其实政府也在鼓励我们更多地绿色出行，我们用单车或公交的方式，来实现出行的目的。通过大家的共同努力，实际上我国在2019年也制定了“交通强国”的纲要，也提出了2035年我国要基本建成交通强国。在一个小时之内实现城市区域的出行，在两个小时之内实现城市间的出行，在三个小时内实现重要城市之间的出行。所以我们想的就是未来的交通能够让大家的生活更加便捷、更加安全高效。在2035年，一起告别私家车。
文章和演讲仅代表作者观点，不代表格致论道讲坛立场。
版权说明：
未经授权严禁任何形式的媒体转载和摘编，
并且严禁转载至微信以外的平台！
更多阅读
原称“SELF格致论道”，是中国科学院全力推出的科学文化讲坛，由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办，中国科普博览承办。致力于非凡思想的跨界传播，旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展。欢迎关注格致论道官网：self.org.cn，微信公众号：SELFtalks，微博：格致论道讲坛。