華盛頓大學王印海教授：8種技術(shù)將解決交通問題

10月28日消息，2017未來科學大獎頒獎典禮暨未來論壇年會在北京舉行。在智慧交通2.0研討會上，華盛頓大學土木與環(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)新時代即將到來”。

王印海表示，交通問題日益凸顯，正在對社會各方面造成影響，需要顛覆性技術(shù)來解決這些問題。從1999年到現(xiàn)在，世界人口從60億增長至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、交通擁擠等問題。從1980年到2015年，道路里程增長了7倍，機動車擁有量增長了110倍，交通擁擠還會日益加劇。

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

要解決這些問題，王印海列舉了8種創(chuàng)新技術(shù)，可能會有實質(zhì)性幫助。

第一種是無人駕駛，這比人類駕駛員安全性高十倍以上，安全性很好。第二種是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把車、路、人變成一個可以連接的網(wǎng)絡元素，使基礎設施的通行能力達到最大化，安全性達到最大化。第三種是電動汽車。第四種是智慧基礎設施，可以讓出行交通工具變得事半功倍。第五種是一些軟件項目，可能造福未來交通。第六種是交通里的大數(shù)據(jù)技術(shù)，原來花幾個月才能完成的報表數(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。第八種是未來可能會快速發(fā)展的“出行即服務”，結(jié)合了自動駕駛車輛、電動車之后，它的發(fā)展會是爆發(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，在一個霧霾天里趕到論壇，來參加我們這個關(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)新時代即將到來”。為什么帶來這樣一個題目？因為我們這個論壇主要是講未來，我們這個也是以未來為主。

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年的時候，世界人口只有60億人，在今年10月份，已經(jīng)達到了76億，到2050年的時候，人口將達到98億。這些新增的22億人口主要會出現(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，我們在2050年的時候，城市人口將達到65億人。

看一看今天的城市是什么狀態(tài)，大家一說到城市就會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，大家可能會說城市里邊最大的問題是交通，為什么是交通？因為每個人的出行都會經(jīng)歷這樣一個擁堵過程，每個人旅行時間都會增常，每個人旅行可靠度都會下降。這樣一種狀況下，交通問題成為一個大問題。

到目前為止，如果以道路交通作為供需系統(tǒng)來看，現(xiàn)在是什么樣的變化狀態(tài)？1980-2015年，35年時間里，道路歷程增加了7倍，了不起的成就，7倍是很多的。如果看到機動車的擁有量，增加了110多倍。在這種情況下供與求的剪刀差變得越來越大，而且按照目前的趨勢，未來這些年里可能會進一步拉大。

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

空氣的污染也有很大程度來自于交通，原來很多研究都指出交通對PM2.5的貢獻一般是16%-25%，在中國絕大多數(shù)交通事故里面達到25%-35%。全球死于交通的人數(shù)在幾百萬人，光中國在2013年死于空氣污染的人數(shù)就是160萬人，這相當于是平均每天死4400人。這個數(shù)字拿出來以后，還是很驚人的。交通、能源、能耗三者之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)解決好交通問題，對于解決好另外兩個熱點問題至關(guān)重要。

如果解決交通擁堵問題，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，會形成擁堵，這是簡單的供求關(guān)系。如果需求大于供給就會形成排隊。交通有的時候供需關(guān)系沒有明顯變化情況下也會有擁堵現(xiàn)象，這個視頻展示的是日本名古屋大學做的實驗，22輛汽車均勻分布在一個圓環(huán)，汽車勻速行駛沒有任何問題，后來駕駛員差異導致車頭距離變化，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(guān)系沒有發(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)通行能力才會發(fā)生，絕大多數(shù)情況下如果供給明顯大于需求也不會有這個現(xiàn)象。

因此，治理交通問題最關(guān)鍵的是要避免交通擁堵的發(fā)生，因為一旦發(fā)生以后，會是堵上加堵。為什么這么說？看看這張圖展示的是一條道路的通行能力，在車輛高速行駛的狀態(tài)下，它的通行能力一般是2000多輛車，如果說一旦擁堵形成了車輛從高速狀態(tài)下降到低速狀態(tài)，就是這個紅線所展示的。我們會發(fā)現(xiàn)它的通行能力降低了15%-25%，早晚高峰形成擁堵，在擁堵狀態(tài)下最需要通行能力的時候，比正常情況下低了15%-25%，如果有效避免車輛從高速轉(zhuǎn)到低速狀態(tài)，可以保持基礎設施一個最佳狀態(tài)，可以更好地滿足交通需求。

因此，交通系統(tǒng)運營要解決供需關(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?nèi)绾文軌蚴刮覀兊慕煌ㄏ到y(tǒng)，通過智慧城市的手段，通過互聯(lián)網(wǎng)+的手段，這種可能的技術(shù)，達到供需基本平衡，需要這樣解決方案。大家會問，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。

再給大家介紹幾個我認為是顛覆性的科技，可能會為解決交通問題帶來實質(zhì)性幫助。

第一個科技，無人駕駛車輛，現(xiàn)在光是谷歌駕駛車輛，跑了三百多萬英里，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，比起來它比人類駕駛員安全性高十倍以上，所以無人駕駛車輛的安全性還是非常好的。

第二個技術(shù)，叫做車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就是把車、路、人所有道路的用戶都變成一個可以連接的網(wǎng)絡元素，大家可以協(xié)調(diào)互動，使得我們基礎設施的通行能力達到最大化，安全性能夠達到最大化。

第三個技術(shù)，最近炒的很熱的電動汽車，很多人會質(zhì)疑，電動汽車的能源如果來自于煤，可能也不干凈，那么電動汽車能源如果來自太陽能呢？這個故事完全不一樣，即便來自于煤，也有很多可以商討的地方，因為還有很多中間環(huán)節(jié)可以改進電動車的清潔性。

第四個技術(shù)，被IT界和汽車界忽視的，就是智慧基礎設施，這是一個很好的載體，如果把它利用好了，就是智慧汽車，或者其他的出行交通工具就會事半功倍。

第五個技術(shù)，這是美國的手機APP，叫做VAAS，以色列公司發(fā)明的，后來被谷歌收購了，谷歌花了10億美金收購的。所有用戶輸入他的一些信息，收集信息，采集大眾信息，這項目技術(shù)機會極大地造福未來交通。

第六個技術(shù)，交通里的大數(shù)據(jù)技術(shù)，交通管理部門有一些報表，有很多數(shù)據(jù)，在我們智能交通實驗室做了這樣一套系統(tǒng)，原來花幾個月才能完成的報表數(shù)據(jù)，幾秒鐘能完成，而且可靠度比原來高很多。

第七個技術(shù)，新的技術(shù)發(fā)展其實給我們帶來了新的商業(yè)模式，這里邊給大家簡單說的，比如網(wǎng)約車模式，用uber做一個代表。

第八個技術(shù)，再就是未來可能會快速發(fā)展的“出行即服務”。這項技術(shù)也會快速發(fā)展，尤其是結(jié)合了自動駕駛車輛、電動車之后，它的發(fā)展會是爆發(fā)式的。

這八項技術(shù)每個都有自己的優(yōu)勢，如果組合應用的話效果更大。

這些新技術(shù)真的能帶來革命嗎？以uber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）都是一個類型，都是網(wǎng)約車公司，它的過去從2014-2016年增長，它的增長是上升的。綠線和黃線代表的是兩個團體，粉絲量基本上平行，新技術(shù)經(jīng)對傳統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)生很大的顛覆，或者顛覆性的危險。

如果新的技術(shù)進行進一步組合，我給大家展示的就是通用汽車跟（英文）明年做自動駕駛電動車服務。

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

如果我能夠知道我的顧客都在哪里，我的出租車或者這些網(wǎng)約車，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。

為什么我覺得電動車將來會有很大的發(fā)展?jié)摿?，借用別人的圖片，普通燃油車輛的發(fā)動機，兩千多個零部件，電動車發(fā)動機，總共18個可動的部件，兩千個部件每個部件都有失敗的可能，如果造成一定的失敗，就要花錢維護，可以預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花多少錢，每個人口徑不一。很多朋友跟我講，只需要換輪胎，不需要做別的事情，總而言之可以預見的是，費用會低很多。

這張圖顯示的實際上是電動車的成本，這個電動車用的是200英里的行駛范圍的電動車，2022年的時候，它的價格低于普通的經(jīng)濟型燃油車輛，那個時候大家選擇燃油車輛和電動車的時候一個逆轉(zhuǎn)，更多人會選電動車輛。

 是不是應該擁有一輛汽車？中國汽車擁有量，過去30年當中成長很快，110倍，如果您有一輛車，最大可能96%時間停在那，我開車去華盛頓大學上班，20分鐘開到華盛頓大學，車停在那里到下班，4%-5%的時間開車，車在使用，剩下的時間都是停在那里，這里邊是一個統(tǒng)計的平均值，3%在使用，0.5%在堵車，0.5%在找停車位，一天付30美金停車位。

是不是可以租一輛汽車，或者需要的時候，有車服務就行，現(xiàn)在比較流行交通即服務，或者出行即服務。這種情況下，如果我們要是擁有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只有10個美分左右，如果我要自己擁有的話，未來可能是50美分、60美分，出行即服務，要便宜很多。

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

 我們再看一看，從道路系統(tǒng)的這種公用角度，當今道路通行能力不高，這是普通的道路通行情況，我們通常來講，我們車的時間間距大概1.5-2秒，對于每一條行車道通行能力，相當于1800-2400輛車，能不能通行能力進一步加大？把車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、電動車技術(shù)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，人類反應0.6秒鐘，道路設計0.5秒，如果反應時間0.5秒的車頭距，兩千輛左右上升到7200輛車每小時。西雅圖最堵的一段，需求只有7500輛，如果把現(xiàn)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。

 八項目工顛覆性技術(shù)，這些技術(shù)組合會產(chǎn)生進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、配件生產(chǎn)，更多的人喜歡用電動車、清潔能源。另外汽車維修，電動車零件很少，不需要維修，干嗎需要那么多維修站呢？汽車有的保險，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(chǎn)、汽車加油站，不需要那么多汽油。沒有那么多交通事故、受傷者，傷者治療即康復受到很大影響。停車場管理，20%自動駕駛車輛可以替代現(xiàn)在所有汽車，仍然滿足需要，不需要那么多停車場。僅僅洛杉磯一個是，騰出來的一個面積，可以等于三個城市。沒有酒駕，事故索賠也沒有律師做工作，將來提供很多機遇，網(wǎng)絡安全，車聯(lián)網(wǎng)，身份判別，以及追蹤，能不能開著車就走，基礎設施如何設計，交通大數(shù)據(jù)如何分析，找到交通改進的方向，道路系統(tǒng)的感知通訊即控制技術(shù)，我們根據(jù)道路的實施情況，調(diào)整車的分配，出行即服務的平臺，另外車可能更像是一個大辦公室，這個大辦公室里需要很多軟件、硬件，比如說新能源車配套設施、傳感、快速充電以及儲能技術(shù)。

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

  謝謝大家

相關(guān)：

       在智慧城市研討會之后，美國華盛頓大學土木與環(huán)境工程系教授、智能交通信息處理專家王印海接受了網(wǎng)易智能等媒體的采訪，談論了他對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，智能交通在上世紀80年代末就產(chǎn)生了，主要是利用交通過程中的數(shù)據(jù)，供系統(tǒng)的使用。三年前，智慧城市的概念開始火熱，但是沒有對應到具體的領(lǐng)域，后來我們把智慧城市分為十個不同的領(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，它不是為數(shù)據(jù)而生的，而是要利用數(shù)據(jù)，包括手機的數(shù)據(jù)等等。未來是多模式，但目標一定是“出行即服務”。

　　談到“出行即服務”，王印海補充到，滴滴是平臺服務商，已經(jīng)占據(jù)了智慧交通領(lǐng)域的先機，但是未來很多制造商會推出垂直服務，可能會占據(jù)不同的用戶。

　　威馬汽車CEO沈暉補充說，未來的智慧交通會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)，不僅僅需要車之間的傳統(tǒng)V2V，在全自動駕駛時代更需要汽車和交通基礎設施V2X。除了視覺領(lǐng)域技術(shù)，還需要篩選和執(zhí)行的技術(shù)。

　　中美在自動駕駛上誰跑得更快？王印海稱，這要看誰的技術(shù)好，誰的膽子更大，美國的實力較強，但是在上路方面非常謹慎，因為一旦出現(xiàn)事故有很多麻煩，而中國已經(jīng)開始測試上路，可能會有更多的數(shù)據(jù)，未來中國可能跑得更快一點?！爸袊谥腔劢煌ǚ矫娴耐度肓Χ群艽螅嘈盼磥韼啄曛袊谥悄芷囶I(lǐng)域會有很大的飛越?！蓖跤『Ｕf到。

　　對于自動駕駛的發(fā)展，王印海表示，自動駕駛在美國若干個州已經(jīng)合法，如果以后證明自動駕駛更安全，可以節(jié)省更多人的時間，肯定會大規(guī)模推廣。

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