新兴技术改善交通能力

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇新兴技术改善交通能力范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

澳大利亚电信首席科学家 Hugh Bradlow

澳大利亚电信研究员 Arjun Jayachandra

在接下来的10年中，现在的新兴革命性技术将成为主流技术。“新兴技术”是指现有的（处于实验阶段或在早期采用者中使用）但尚未在大众中普及，因而至今其革命性影响仍未显现的技术。“主流”一词是指大多数人口常用的技术。现在的主流技术如万维网和基于互联网的固定和移动宽带通信。

通常，一项新兴技术是否成为主流技术很难预测，因为这取决于人类行为。艾萨克・牛顿曾说过：“天体的运动可以计算，但人类的疯狂无法计算。”但本文的目的并非预测哪些技术会成为主流技术，而是探讨某些新兴ICT技术对社会的潜在影响。为此，假设本文中涉及的新兴技术都将成为主流技术。

提出假设

本文的目的并不是说明这些技术的发展，而是提出这些技术将满足性价比预期的合理假设。

相关技术可分为以下两大类。

沉浸式通信：以媒体为中心的宽带网络承载的高清视频和高保真环绕立体声提供的逼真的“远程呈现”体验。

人工智能：有助于开发出全新的能力，如自动驾驶汽车，以及基础设施系统（如公路）优化。

本文的重点是技术对通行能力（特别是主干道系统）的影响。对任何发达经济体而言，公路都是一项巨大开支。2009年，澳大利亚投资超过200亿美元用于交通基础设施建设。道路工程项目不仅成本高，而且工期长且极具破坏性，因此政府必须确保按实际需求进行道路工程建设。因此有必要了解未来对道路通行能力的要求以及是否可利用数字技术减少对新基础设施的需求。

技术如何影响公路需求

我们采用了两步法来评估技术对公路需求的影响。首先，根据对人口增长和人均汽车保有量的预测，推断2010至2050年四十年中道路通行能力的增长。其次，设想了由下文所述技术发展得出的推断结果的变化，其别考虑了三种可能影响预测结果的技术趋势。

分享型经济

所谓“BroMoSo”技术（宽带、移动、社交媒体）的兴起导致新的商业模式的出现，而新的商业模式正在引发社会的变革。近十年中逐渐形成了分享经济模式，例如Airbnb、Zipcar和Uber。个人消费者利用移动互联网技术，与他人分享个人资产，最大限度地提高其利用率。

显然，分享经济可能会影响汽车保有量，因为人们越来越觉得没有必要买车，因为他们可以通过Zipcar或Uber服务分享他人的车。虽然现在分享对汽车保有量的影响还不明显，但随着时间的推移分享经济不断发展，因此有必要对其进行建模。

远程办公

更价廉、清晰度更高的屏幕，可穿戴显示器（如Occulus Rift或Microsoft Hololens）以及无处不在的固定和移动媒体宽带有可能实现全国的网真连接，从而协作不再局限于办公室环境。这无疑会推动远程办公的发展，进一步降低公路的使用，特别是在高峰时段。高峰时段的需求是所需的主干道通行能力的关键决定因素。

自动驾驶汽车

自动驾驶汽车以机器速度做出反应，比人快，因此对道路系统有显著影响。

仅在10年前，全自动驾驶汽车还被认为是不可能的。但现在Google已开发出自动驾驶汽车，且已在加利福尼亚无事故行驶超过100万英里（除了两起小事故，而且都是由驾驶员而不是自动驾驶汽车本身造成的，一起是由后方尾随车辆的司机引起的，一起是在人类驾车时造成的）。

自动驾驶汽车对道路系统有显著影响，因为这种汽车是靠机器做出反应，速度比人快，从而既可避免事故的发生，亦可增加道路容纳的车量，因为无需与前方车辆保持一定的行车间距。这样就可以形成公路列车（即以数十公里每小时的速度与前方车辆保持几英寸的距离），提高道路通行能力。

如上所述，自动驾驶汽车可利用技术和通信避免事故的发生。

事实证明，现在90%的交通事故都是人为过失造成的，因此自动驾驶汽车可显著降低每年交通事故死亡人数。目前，澳大利亚道路交通事故死亡人数年均1200人。除了造成死亡外，每年道路交通事故导致约50000人受伤入院。所以可以合理地假设，全自主自动公路系统可避免近90%的伤亡率，每年约挽救1000人的生命，避免45000例重伤。这可减轻医疗系统的沉重负担，更无需说其他影响了，如社会服务和警力资源浪费。

自动驾驶汽车的可行性已得到证实，汽车制造商竞相建造和销售自动驾驶汽车。根据最近一系列的公告，可以预期全自动驾驶汽车将于2020年左右推向市场，而在此期间，汽车制造商已在生产的汽车中逐步引入自动驾驶的一些关键环节，如自适应巡航控制系统、车道辅助驾驶、自动泊车、防撞自制动系统等。

当然，新的全自动驾驶汽车大规模上市还需要一定的时间。《消费者报告》称，汽车平均使用年限约为8年或行驶里程15万英里（约合24.1万公里），超过这个年限还可继续使用15年左右。但亦可在现有车辆上安装自动驾驶装备，例如Cruise公司正在测试的那些设备。由于自动驾驶汽车显著的安全性优势以及对社会的益处，有理由预期发达国家可能在21世纪20年代的某个时间开始只接受自动驾驶汽车登记。在这种情况下，自动驾驶汽车可能比自然发展条件下的预期更快推出市场。

假设敏感性分析

本节旨在测试以上讨论的技术发展趋势将影响道路通行能力需求的假说。我们在分析中提出了一些简化假设，详见下文。但分析以参数为基础，从而可以测试对假设的敏感性。

还需要注意的是，分析仅以汽车对主干道的影响为基础，而没有考虑运输和物流系统的影响，因为可以合理地假设高峰时段通行（高峰时段通行能力决定所需的公路规模）的主要是通勤车，而不是卡车或公共交通工具。

以2014年的通行能力为基准对道路通行能力进行分析。所有结果均表示为这种能力的倍数。其中分析了四种不同的情况，具体如下。

不作为

以澳大利亚统计局的澳大利亚人口预测为基础，其中提供了整个21世纪每年的人口预测数字。

除了人口增长，还有必要了解随时间变化的汽车保有量水平。我们采用了西门子2011、2020和2030年的数字，并以此为基础采用线性外推法预测了2009到2050年的汽车保有量水平。这些数字显示人均汽车保有量从2014年的人均0.76辆增长到2050年的1.21辆，这肯定是比较保守的估计。

基于上述数据，可以估算出到2050年因汽车保有量的增长，满足新增车辆通行所需的额外通行能力。其中假设车辆和道路运营方式不变，需求模式不变，因此此曲线称为“不作为”。

这条曲线是与下面考虑到技术对交通量需求影响的三条曲线进行比较的基础。

分享经济的影响

每增加一辆共享汽车，路上就会少12辆车。

所做假设是汽车共享将导致汽车保有量下降，因为使用共享汽车比完全的汽车保有更划算。SGS经济规划咨询公司针对悉尼市开展的一项研究估计，每增加一辆共享汽车，路上将减少12辆汽车。

有关汽车共享的数据很难采集，而且不仅受到需求的影响，也可能会受到共享车辆可用停车位的限制。但如果不再保有汽车的人们共享其停车位，后一个问题很可能得到解决，所以在计算中未将此作为限制条件。

SGS的研究显示，迄今为止在悉尼市汽车共享的采用率很低。因此我们假设，到目前为止分享经济尚未对汽车保有量产生影响，但自2015年起，人均汽车保有量将比前一年下降0.5%。我们最初的估计假设的相关年份人均汽车保有量（从西门子研究中得到的上述推断）亦下降这一百分比。

远程办公的影响

像其他基础设施或公用事业一样，在道路通行能力方面的投资由高峰时段需求决定。

远程办公有助于降低高峰时段的需求。关于远程办公的数据极少。IBM委托IBIS World制定的报告指出，每8个人中平均就有1个人在任何给定的工作日在家办公。但对于既在办公室也在家办公（而不只在家办公）的人数尚不清楚。将12.5%作为2015年远程办公人数的起始点，并假设这些人平均每周有一天在家办公。我们推测，到2050年远程办公的人数将翻一番，达到劳动力的25%，且平均每周有三天在家办公。然后应用线性外推法来确定高峰时段交通量整体下降水平。

自动驾驶汽车的影响

本文重点讨论主干道的通行能力。假设主干道每个方向有三个车道，道路通行能力由每车道可行驶的车辆数量决定。

根据Fehr&Peers交通规划顾问进行的一项研究，我们假设以当前的车辆，每车道每小时通过的车辆数（VPHPL）为2000辆。这项研究表明，自动驾驶汽车专用车道上车辆排列更加紧凑，通行能力可增加一倍， VPHPL达到4000辆。

自动驾驶汽车打入市场的速度取决于技术进步和监管的影响。对于后者，自动驾驶汽车的适用法律仍在制定之中，但由于潜在的健康影响，我们认为政府可能会在此方面采取积极主动的措施。对于此研究估算，我们假设首款全自动驾驶汽车将于2020年推出，而在接下来的20年（利用线性插值法）自动驾驶汽车的普及率将达到100%。

显然，在自动驾驶汽车的普及率达到一定水平之前，不可能所有车道都用于自动驾驶汽车，因此我们在建模时假设三车道公路数是普通车所需公路数与自动驾驶汽车（有专用车道）所需公路数中的较大者。假设自动驾驶汽车专用车道为零条、一条、两条和三条重复建模。而后以此确定引入专用车道的最佳时间以及所需公路条数。由于这一程序，因此曲线并不平滑，因为每增加一条自动驾驶汽车专用车道，通行能力会显著下降。

引入影响因素结果对比

如上所述得出的澳大利亚道路通行能力的增长（以2014年的值为基准）曲线如图1所示。

从图1曲线中得出的第一个，也是最令人震惊的结论是：如果采用维持现状的“不作为”方法，那么未来35年对道路通行能力的需求是现有能力的2.5倍。但在分享经济、远程办公和自动驾驶汽车的共同影响下，2050年的道路通行能力水平与今天大致相同。

分享经济和远程办公都有助于使增长曲线趋平，但对通行能力需求的影响最为显著的是自动驾驶汽车。

在过渡阶段，虽然自动驾驶汽车逐渐渗入经济，需要继续发展道路通行能力，达到2014年的155%，预计将于2033年达到这一峰值。此后，由于引入自动驾驶汽车和自动驾驶汽车专用车道，道路通行能力需求会显著下降。

引入自动驾驶汽车的速度可受到监管的影响。

如果自动驾驶汽车的普及速度可以放缓（从2020至2050年的30年间），那么2050年所需的最终通行能力几乎不会受到影响，但在此期间，需要建设更多的道路通行能力，以满足过渡阶段的需求（如图2所示，最大通行能力将达到今天的181%）。

最后，鉴于因分享经济导致人均汽车保有量下降的估计的特定性，这可能会对结果产生不当影响。因此，我们将路上行驶车辆的速度减半，降至0.25%，以此来测试假设的敏感性。结果如图3所示，再次表明，这对整体结论的影响微乎其微。

结论

总体而言，以上分析表明数字基础设施有助于大幅减少物理基础设施投资。新兴技术未来会迅速发展成熟，自动驾驶汽车在21世纪20年代将得到快速普及。因此政府采取的有助于自动驾驶汽车普及的积极进取的政策可以避免对公路基础设施的过度投资，也将大大减少医疗系统开支。