華盛頓大學(xué)王印海教授：8種技術(shù)將解決交通問(wèn)題

10月28日消息，2017未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮暨未來(lái)論壇年會(huì)在北京舉行。在智慧交通2.0研討會(huì)上，華盛頓大學(xué)土木與環(huán)境工程系教授王印海發(fā)表了主題演講，題目為“智慧交通顛覆性創(chuàng)新時(shí)代即將到來(lái)”。

王印海表示，交通問(wèn)題日益凸顯，正在對(duì)社會(huì)各方面造成影響，需要顛覆性技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題。從1999年到現(xiàn)在，世界人口從60億增長(zhǎng)至76億，新增人口主要出現(xiàn)在城市，這讓城市出現(xiàn)了環(huán)境污染、交通擁擠等問(wèn)題。從1980年到2015年，道路里程增長(zhǎng)了7倍，機(jī)動(dòng)車(chē)擁有量增長(zhǎng)了110倍，交通擁擠還會(huì)日益加劇。

另外，汽車(chē)占交通領(lǐng)域能量消耗是65%左右，普通燃油車(chē)輛效率很低，80%的能源都被浪費(fèi)了。空氣的污染也有很大程度來(lái)自于交通，很多研究指出交通對(duì)PM2.5的貢獻(xiàn)是16%-25%。

要解決這些問(wèn)題，王印海列舉了8種創(chuàng)新技術(shù)，可能會(huì)有實(shí)質(zhì)性幫助。

第一種是無(wú)人駕駛，這比人類(lèi)駕駛員安全性高十倍以上，安全性很好。第二種是車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把車(chē)、路、人變成一個(gè)可以連接的網(wǎng)絡(luò)元素，使基礎(chǔ)設(shè)施的通行能力達(dá)到最大化，安全性達(dá)到最大化。第三種是電動(dòng)汽車(chē)。第四種是智慧基礎(chǔ)設(shè)施，可以讓出行交通工具變得事半功倍。第五種是一些軟件項(xiàng)目，可能造福未來(lái)交通。第六種是交通里的大數(shù)據(jù)技術(shù)，原來(lái)花幾個(gè)月才能完成的報(bào)表數(shù)據(jù)，現(xiàn)在幾秒鐘能完成。第七種是模式創(chuàng)新，如網(wǎng)約車(chē)。第八種是未來(lái)可能會(huì)快速發(fā)展的“出行即服務(wù)”，結(jié)合了自動(dòng)駕駛車(chē)輛、電動(dòng)車(chē)之后，它的發(fā)展會(huì)是爆發(fā)式的。

以下為演講全文：

各位朋友早上好！非常感謝大家在星期六的早晨，在一個(gè)霧霾天里趕到論壇，來(lái)參加我們這個(gè)關(guān)于智慧交通的研討。我今天要給大家介紹的是“智慧交通顛覆性創(chuàng)新時(shí)代即將到來(lái)”。為什么帶來(lái)這樣一個(gè)題目？因?yàn)槲覀冞@個(gè)論壇主要是講未來(lái)，我們這個(gè)也是以未來(lái)為主。

首先，我們先看一看這張圖片，大家的感受一定是非常擁堵，在1999年的時(shí)候，世界人口只有60億人，在今年10月份，已經(jīng)達(dá)到了76億，到2050年的時(shí)候，人口將達(dá)到98億。這些新增的22億人口主要會(huì)出現(xiàn)在哪里？可以看到這張世界城鄉(xiāng)人口變化圖，新增的人口主要將出現(xiàn)在城市，我們?cè)?050年的時(shí)候，城市人口將達(dá)到65億人。

看一看今天的城市是什么狀態(tài)，大家一說(shuō)到城市就會(huì)想到大都市的大都市病，比如霧霾、交通擁堵。如果征求大家的意見(jiàn)，大家可能會(huì)說(shuō)城市里邊最大的問(wèn)題是交通，為什么是交通？因?yàn)槊總€(gè)人的出行都會(huì)經(jīng)歷這樣一個(gè)擁堵過(guò)程，每個(gè)人旅行時(shí)間都會(huì)增常，每個(gè)人旅行可靠度都會(huì)下降。這樣一種狀況下，交通問(wèn)題成為一個(gè)大問(wèn)題。

到目前為止，如果以道路交通作為供需系統(tǒng)來(lái)看，現(xiàn)在是什么樣的變化狀態(tài)？1980-2015年，35年時(shí)間里，道路歷程增加了7倍，了不起的成就，7倍是很多的。如果看到機(jī)動(dòng)車(chē)的擁有量，增加了110多倍。在這種情況下供與求的剪刀差變得越來(lái)越大，而且按照目前的趨勢(shì)，未來(lái)這些年里可能會(huì)進(jìn)一步拉大。

交通所帶給我們的問(wèn)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(huì)上升，而且空氣的尾氣污染也是很大問(wèn)題。能量消耗當(dāng)中交通里邊的能量消耗是70%油耗，汽車(chē)占交通領(lǐng)域能量消耗的65%左右，普通燃油車(chē)輛效率很低，大概只有百分之十幾到25%的樣子，也就是80%左右的能量是浪費(fèi)掉的。

空氣的污染也有很大程度來(lái)自于交通，原來(lái)很多研究都指出交通對(duì)PM2.5的貢獻(xiàn)一般是16%-25%，在中國(guó)絕大多數(shù)交通事故里面達(dá)到25%-35%。全球死于交通的人數(shù)在幾百萬(wàn)人，光中國(guó)在2013年死于空氣污染的人數(shù)就是160萬(wàn)人，這相當(dāng)于是平均每天死4400人。這個(gè)數(shù)字拿出來(lái)以后，還是很驚人的。交通、能源、能耗三者之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)解決好交通問(wèn)題，對(duì)于解決好另外兩個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題至關(guān)重要。

如果解決交通擁堵問(wèn)題，首先要知道交通擁堵的成因是什么，這張圖看著都很熟悉，往往發(fā)現(xiàn)都市里面河流、道路的地方，或者前面有施工、其他因素，使得某些道路關(guān)閉的地方，會(huì)形成擁堵，這是簡(jiǎn)單的供求關(guān)系。如果需求大于供給就會(huì)形成排隊(duì)。交通有的時(shí)候供需關(guān)系沒(méi)有明顯變化情況下也會(huì)有擁堵現(xiàn)象，這個(gè)視頻展示的是日本名古屋大學(xué)做的實(shí)驗(yàn)，22輛汽車(chē)均勻分布在一個(gè)圓環(huán)，汽車(chē)勻速行駛沒(méi)有任何問(wèn)題，后來(lái)駕駛員差異導(dǎo)致車(chē)頭距離變化，有人剎車(chē)，后面跟著人剎車(chē)，形成剎車(chē)向后傳遞的波帶，交通里邊叫做沖擊波。

供求關(guān)系沒(méi)有發(fā)生任何改變，但是交通也發(fā)現(xiàn)了擁堵，這種情況下交通需求接近道統(tǒng)通行能力才會(huì)發(fā)生，絕大多數(shù)情況下如果供給明顯大于需求也不會(huì)有這個(gè)現(xiàn)象。

因此，治理交通問(wèn)題最關(guān)鍵的是要避免交通擁堵的發(fā)生，因?yàn)橐坏┌l(fā)生以后，會(huì)是堵上加堵。為什么這么說(shuō)？看看這張圖展示的是一條道路的通行能力，在車(chē)輛高速行駛的狀態(tài)下，它的通行能力一般是2000多輛車(chē)，如果說(shuō)一旦擁堵形成了車(chē)輛從高速狀態(tài)下降到低速狀態(tài)，就是這個(gè)紅線(xiàn)所展示的。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它的通行能力降低了15%-25%，早晚高峰形成擁堵，在擁堵?tīng)顟B(tài)下最需要通行能力的時(shí)候，比正常情況下低了15%-25%，如果有效避免車(chē)輛從高速轉(zhuǎn)到低速狀態(tài)，可以保持基礎(chǔ)設(shè)施一個(gè)最佳狀態(tài)，可以更好地滿(mǎn)足交通需求。

因此，交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)要解決供需關(guān)系，現(xiàn)在需求已經(jīng)大于供給，尤其在北京這樣的大都市里，在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，新增的需求也大于新增的供給，在這種情況下，我們?nèi)绾文軌蚴刮覀兊慕煌ㄏ到y(tǒng)，通過(guò)智慧城市的手段，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)+的手段，這種可能的技術(shù)，達(dá)到供需基本平衡，需要這樣解決方案。大家會(huì)問(wèn)，我們有這樣的解決方案嗎？今天告訴大家，我們有曙光，在于創(chuàng)新是智慧、綠色、平安交通的曙光。

再給大家介紹幾個(gè)我認(rèn)為是顛覆性的科技，可能會(huì)為解決交通問(wèn)題帶來(lái)實(shí)質(zhì)性幫助。

第一個(gè)科技，無(wú)人駕駛車(chē)輛，現(xiàn)在光是谷歌駕駛車(chē)輛，跑了三百多萬(wàn)英里，雖然出了幾件事故，絕大多數(shù)是別人撞他，只有一件他撞別人，比起來(lái)它比人類(lèi)駕駛員安全性高十倍以上，所以無(wú)人駕駛車(chē)輛的安全性還是非常好的。

第二個(gè)技術(shù)，叫做車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就是把車(chē)、路、人所有道路的用戶(hù)都變成一個(gè)可以連接的網(wǎng)絡(luò)元素，大家可以協(xié)調(diào)互動(dòng)，使得我們基礎(chǔ)設(shè)施的通行能力達(dá)到最大化，安全性能夠達(dá)到最大化。

第三個(gè)技術(shù)，最近炒的很熱的電動(dòng)汽車(chē)，很多人會(huì)質(zhì)疑，電動(dòng)汽車(chē)的能源如果來(lái)自于煤，可能也不干凈，那么電動(dòng)汽車(chē)能源如果來(lái)自太陽(yáng)能呢？這個(gè)故事完全不一樣，即便來(lái)自于煤，也有很多可以商討的地方，因?yàn)檫€有很多中間環(huán)節(jié)可以改進(jìn)電動(dòng)車(chē)的清潔性。

第四個(gè)技術(shù)，被IT界和汽車(chē)界忽視的，就是智慧基礎(chǔ)設(shè)施，這是一個(gè)很好的載體，如果把它利用好了，就是智慧汽車(chē)，或者其他的出行交通工具就會(huì)事半功倍。

第五個(gè)技術(shù)，這是美國(guó)的手機(jī)APP，叫做VAAS，以色列公司發(fā)明的，后來(lái)被谷歌收購(gòu)了，谷歌花了10億美金收購(gòu)的。所有用戶(hù)輸入他的一些信息，收集信息，采集大眾信息，這項(xiàng)目技術(shù)機(jī)會(huì)極大地造福未來(lái)交通。

第六個(gè)技術(shù)，交通里的大數(shù)據(jù)技術(shù)，交通管理部門(mén)有一些報(bào)表，有很多數(shù)據(jù)，在我們智能交通實(shí)驗(yàn)室做了這樣一套系統(tǒng)，原來(lái)花幾個(gè)月才能完成的報(bào)表數(shù)據(jù)，幾秒鐘能完成，而且可靠度比原來(lái)高很多。

第七個(gè)技術(shù)，新的技術(shù)發(fā)展其實(shí)給我們帶來(lái)了新的商業(yè)模式，這里邊給大家簡(jiǎn)單說(shuō)的，比如網(wǎng)約車(chē)模式，用uber做一個(gè)代表。

第八個(gè)技術(shù)，再就是未來(lái)可能會(huì)快速發(fā)展的“出行即服務(wù)”。這項(xiàng)技術(shù)也會(huì)快速發(fā)展，尤其是結(jié)合了自動(dòng)駕駛車(chē)輛、電動(dòng)車(chē)之后，它的發(fā)展會(huì)是爆發(fā)式的。

這八項(xiàng)技術(shù)每個(gè)都有自己的優(yōu)勢(shì)，如果組合應(yīng)用的話(huà)效果更大。

這些新技術(shù)真的能帶來(lái)革命嗎？以u(píng)ber作為一些例子，看一下uber在紐約的（英文）地區(qū)的表現(xiàn)，uber和（英文）都是一個(gè)類(lèi)型，都是網(wǎng)約車(chē)公司，它的過(guò)去從2014-2016年增長(zhǎng)，它的增長(zhǎng)是上升的。綠線(xiàn)和黃線(xiàn)代表的是兩個(gè)團(tuán)體，粉絲量基本上平行，新技術(shù)經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)生很大的顛覆，或者顛覆性的危險(xiǎn)。

如果新的技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步組合，我給大家展示的就是通用汽車(chē)跟（英文）明年做自動(dòng)駕駛電動(dòng)車(chē)服務(wù)。

如果結(jié)合眾包技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠準(zhǔn)確知道在某一個(gè)時(shí)間里，在某一個(gè)地區(qū)，這是西雅圖地區(qū)，越紅的顏色越代表這個(gè)地方有很大需求。

如果我能夠知道我的顧客都在哪里，我的出租車(chē)或者這些網(wǎng)約車(chē)，可以直接到需求量大的地方，可以避免無(wú)畏的行駛造成道路的額外負(fù)擔(dān)。

為什么我覺(jué)得電動(dòng)車(chē)將來(lái)會(huì)有很大的發(fā)展?jié)摿Γ栌脛e人的圖片，普通燃油車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)，兩千多個(gè)零部件，電動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，總共18個(gè)可動(dòng)的部件，兩千個(gè)部件每個(gè)部件都有失敗的可能，如果造成一定的失敗，就要花錢(qián)維護(hù)，可以預(yù)測(cè)普通燃油車(chē)輛比電動(dòng)車(chē)的維護(hù)費(fèi)用高很多，至于電動(dòng)車(chē)的維護(hù)到底花多少錢(qián)，每個(gè)人口徑不一。很多朋友跟我講，只需要換輪胎，不需要做別的事情，總而言之可以預(yù)見(jiàn)的是，費(fèi)用會(huì)低很多。

這張圖顯示的實(shí)際上是電動(dòng)車(chē)的成本，這個(gè)電動(dòng)車(chē)用的是200英里的行駛范圍的電動(dòng)車(chē)，2022年的時(shí)候，它的價(jià)格低于普通的經(jīng)濟(jì)型燃油車(chē)輛，那個(gè)時(shí)候大家選擇燃油車(chē)輛和電動(dòng)車(chē)的時(shí)候一個(gè)逆轉(zhuǎn)，更多人會(huì)選電動(dòng)車(chē)輛。

 是不是應(yīng)該擁有一輛汽車(chē)？中國(guó)汽車(chē)擁有量，過(guò)去30年當(dāng)中成長(zhǎng)很快，110倍，如果您有一輛車(chē)，最大可能96%時(shí)間停在那，我開(kāi)車(chē)去華盛頓大學(xué)上班，20分鐘開(kāi)到華盛頓大學(xué)，車(chē)停在那里到下班，4%-5%的時(shí)間開(kāi)車(chē)，車(chē)在使用，剩下的時(shí)間都是停在那里，這里邊是一個(gè)統(tǒng)計(jì)的平均值，3%在使用，0.5%在堵車(chē)，0.5%在找停車(chē)位，一天付30美金停車(chē)位。

是不是可以租一輛汽車(chē)，或者需要的時(shí)候，有車(chē)服務(wù)就行，現(xiàn)在比較流行交通即服務(wù)，或者出行即服務(wù)。這種情況下，如果我們要是擁有一輛汽車(chē)是來(lái)自于服務(wù)方的，而不是我自己擁有。我的駕駛單位里程成本只有10個(gè)美分左右，如果我要自己擁有的話(huà)，未來(lái)可能是50美分、60美分，出行即服務(wù)，要便宜很多。

由于這種模式的改變，那么將來(lái)我們汽車(chē)的擁有數(shù)量可能會(huì)產(chǎn)生很大變化，這邊展示是橘黃色是參加出行即服務(wù)的汽車(chē)數(shù)量，可以造成個(gè)人擁有汽車(chē)下降，就是黑色這一塊，可以看到未來(lái)的汽車(chē)擁有數(shù)量，可能會(huì)有極大的降低。

 我們?cè)倏匆豢?，從道路系統(tǒng)的這種公用角度，當(dāng)今道路通行能力不高，這是普通的道路通行情況，我們通常來(lái)講，我們車(chē)的時(shí)間間距大概1.5-2秒，對(duì)于每一條行車(chē)道通行能力，相當(dāng)于1800-2400輛車(chē)，能不能通行能力進(jìn)一步加大？把車(chē)聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、電動(dòng)車(chē)技術(shù)形成自己的集群，自動(dòng)駕駛不需要像人類(lèi)一樣需要1秒鐘左右時(shí)間，人類(lèi)反應(yīng)0.6秒鐘，道路設(shè)計(jì)0.5秒，如果反應(yīng)時(shí)間0.5秒的車(chē)頭距，兩千輛左右上升到7200輛車(chē)每小時(shí)。西雅圖最堵的一段，需求只有7500輛，如果把現(xiàn)在這條行車(chē)道變成承載7200輛，剩下幾百條輛，擁堵就會(huì)降低，甚至消失。

 八項(xiàng)目工顛覆性技術(shù)，這些技術(shù)組合會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步非常大的顛覆性影響力，面臨挑戰(zhàn)的工作主要有哪些？燃油汽車(chē)、配件生產(chǎn)，更多的人喜歡用電動(dòng)車(chē)、清潔能源。另外汽車(chē)維修，電動(dòng)車(chē)零件很少，不需要維修，干嗎需要那么多維修站呢？汽車(chē)有的保險(xiǎn)，自動(dòng)駕駛比人類(lèi)駕駛安全十倍以上，汽車(chē)保險(xiǎn)模式要改變，或者沒(méi)有那么大保障，燃油生產(chǎn)、汽車(chē)加油站，不需要那么多汽油。沒(méi)有那么多交通事故、受傷者，傷者治療即康復(fù)受到很大影響。停車(chē)場(chǎng)管理，20%自動(dòng)駕駛車(chē)輛可以替代現(xiàn)在所有汽車(chē)，仍然滿(mǎn)足需要，不需要那么多停車(chē)場(chǎng)。僅僅洛杉磯一個(gè)是，騰出來(lái)的一個(gè)面積，可以等于三個(gè)城市。沒(méi)有酒駕，事故索賠也沒(méi)有律師做工作，將來(lái)提供很多機(jī)遇，網(wǎng)絡(luò)安全，車(chē)聯(lián)網(wǎng)，身份判別，以及追蹤，能不能開(kāi)著車(chē)就走，基礎(chǔ)設(shè)施如何設(shè)計(jì)，交通大數(shù)據(jù)如何分析，找到交通改進(jìn)的方向，道路系統(tǒng)的感知通訊即控制技術(shù)，我們根據(jù)道路的實(shí)施情況，調(diào)整車(chē)的分配，出行即服務(wù)的平臺(tái)，另外車(chē)可能更像是一個(gè)大辦公室，這個(gè)大辦公室里需要很多軟件、硬件，比如說(shuō)新能源車(chē)配套設(shè)施、傳感、快速充電以及儲(chǔ)能技術(shù)。

1957年人們憧憬的未來(lái)交通，已經(jīng)有了自動(dòng)駕駛車(chē)的想法，這是我們即將看到的未來(lái)，我們的未來(lái)是未來(lái)的智慧、綠色和和平交通。

  謝謝大家

相關(guān)：

       在智慧城市研討會(huì)之后，美國(guó)華盛頓大學(xué)土木與環(huán)境工程系教授、智能交通信息處理專(zhuān)家王印海接受了網(wǎng)易智能等媒體的采訪(fǎng)，談?wù)摿怂麑?duì)智慧城市和智慧交通的看法。王印海首先闡述了智慧城市、智慧交通、智能交通的區(qū)別與關(guān)系。他說(shuō)，智能交通在上世紀(jì)80年代末就產(chǎn)生了，主要是利用交通過(guò)程中的數(shù)據(jù)，供系統(tǒng)的使用。三年前，智慧城市的概念開(kāi)始火熱，但是沒(méi)有對(duì)應(yīng)到具體的領(lǐng)域，后來(lái)我們把智慧城市分為十個(gè)不同的領(lǐng)域，智慧交通是其中之一。智慧交通的階段比智能交通要更先進(jìn)，它不是為數(shù)據(jù)而生的，而是要利用數(shù)據(jù)，包括手機(jī)的數(shù)據(jù)等等。未來(lái)是多模式，但目標(biāo)一定是“出行即服務(wù)”。

　　談到“出行即服務(wù)”，王印海補(bǔ)充到，滴滴是平臺(tái)服務(wù)商，已經(jīng)占據(jù)了智慧交通領(lǐng)域的先機(jī)，但是未來(lái)很多制造商會(huì)推出垂直服務(wù)，可能會(huì)占據(jù)不同的用戶(hù)。

　　威馬汽車(chē)CEO沈暉補(bǔ)充說(shuō)，未來(lái)的智慧交通會(huì)涉及很多方面的技術(shù)，除了電池的安全技術(shù)之外，還有很多傳感器交互的關(guān)鍵技術(shù)，不僅僅需要車(chē)之間的傳統(tǒng)V2V，在全自動(dòng)駕駛時(shí)代更需要汽車(chē)和交通基礎(chǔ)設(shè)施V2X。除了視覺(jué)領(lǐng)域技術(shù)，還需要篩選和執(zhí)行的技術(shù)。

　　中美在自動(dòng)駕駛上誰(shuí)跑得更快？王印海稱(chēng)，這要看誰(shuí)的技術(shù)好，誰(shuí)的膽子更大，美國(guó)的實(shí)力較強(qiáng)，但是在上路方面非常謹(jǐn)慎，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)事故有很多麻煩，而中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始測(cè)試上路，可能會(huì)有更多的數(shù)據(jù)，未來(lái)中國(guó)可能跑得更快一點(diǎn)?！爸袊?guó)在智慧交通方面的投入力度很大，相信未來(lái)幾年中國(guó)在智能汽車(chē)領(lǐng)域會(huì)有很大的飛越?！蓖跤『Ｕf(shuō)到。

　　對(duì)于自動(dòng)駕駛的發(fā)展，王印海表示，自動(dòng)駕駛在美國(guó)若干個(gè)州已經(jīng)合法，如果以后證明自動(dòng)駕駛更安全，可以節(jié)省更多人的時(shí)間，肯定會(huì)大規(guī)模推廣。

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