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黄伟:新技术、新模式、新生活——未来城市交通的规划思考

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小财

6月8日上午,在2017清华同衡学术周“绿色·健康·城市基础设施”分论坛,北京清华同衡规划设计研究院副总规划师、交通规划设计研究所所长黄伟作主题报告。他从近两年兴起的共享单车谈起,总结了目前交通领域已经出现的技术和模式创新,认为未来交通资源的充分共享将使交通资源利用效率极大提高。

最近在微信上看到一篇文章《共享单车的成功,是中国城市规划的失败》,开篇提到:这都是因为中国的城市交通规划太失败了。

虽然这篇文章的内容是在写城市地铁和公交,与短距离出行的自行车交通是两码事。但我仍然很同意这个结论,我的主要理由有三点:

☑ 第一,交通规划师不遗余力、苦口婆心推崇多年的步行和自行车出行,这些年回头再看,实际的结果反而是自行车比例逐年下降,自行车道大量被机动车侵占;但几个年轻人,仅仅一年多一点的时间就大大地改变了城市交通,真正让自行车重新回归到了城市街道;

☑ 第二,共享单车受到追捧,也反映了城市“最后一公里”是明显的市场“痛点”。虽然很多城市政府也推出了公共自行车,但效果完全无法和共享单车相提并论,这背后的原因是什么?

☑ 第三,共享单车目前最大的问题是自行车道不连续和自行车停车空间严重缺乏的问题,但这个问题和共享单车本身无关,恰恰是规划和建设问题。10辆单车才相当1辆汽车的停车用地。一个显而易见的事实是,我们在为北京500万辆汽车服务,忙得手忙脚乱的时候,却无法为50万辆共享单车(相当于5万辆汽车)提供更好的出行和停车服务。

所以,我一直在反思,交通规划的失败究竟是什么造成的?我觉得有两点原因

☑ 一是交通规划师往往习惯于自上而下的主观思维,总是忽视市场和资本的力量

☑ 二是交通规划师总是忙于解决眼前的问题,却忽视了技术更新带来的巨大推动,对未来城市交通的走向缺乏预计。

我认为,共享单车仅仅只是一个开始,未来新技术、新模式在资本的驱动下,将会给城市交通带来革命性的变化,并将会深刻地改变我们的生活!

我们都要做千年规划了!可是马云断言:5年之后手机就会消失。谷歌的董事长埃里克·施密特也很确定地说:互联网即将消失,取而代之的将是物联网。那么,10-20年后的城市交通场景我们现在可以想象和预计吗?我们还是可以按照10年前的模板写交通规划的报告吗?

今天和大家聊三个部分的内容:首先是新技术和新模式,第二部分是对未来交通发展趋势的基本判断,最后谈谈交通规划师该怎么办。


一、交通技术与模式创新

说到未来的新技术,毫无疑问,无人驾驶技术最受关注,下图是谷歌的研发进程,计划在2020年完全自动的无人驾驶汽车就准备投产了,而中国的进程稍慢5年,大约要到2025年,总之,基本上十年之内,无人驾驶就会走进我们的生活。

谷歌的无人驾驶研发进程 易观智库 2016

“节能与新能源汽车技术路线图” 2016中国汽车工程学会


接着再了解下“超级高铁”(Pneumatic Tubes,又称为胶囊高铁),这是Tesla 的老板马斯克提出的概念,有钱总是好办事,现在的研发也推进得非常快。目前Hyperloop One已经在内华达州铺设了500多米长的管道,并计划在年内就完成第一次测试,2020年完成第一条商用超级高铁线路,某种程度上,这项技术或许还会对中国的高铁形成压力。

超级高铁 “真空钢管运输”,最高时速:1200公里,超过大部分飞机的最高时速。


飞行汽车技术。空中客车公司已投入巨资正在研发未来的城市空中交通系统,包括个人飞行载具Vahana、Airbus Skyways无人机物流系统和飞行公交CityAirbus项目;另外目前量产的飞行汽车也已经面世了,之后我们研究交通不能只考虑停车位,很可能还得要研究停机位的规划了。

斯洛伐克飞行汽车初创公司AeroMobil发布全球首辆量产的飞行汽车


我们再看看基于虚拟现实(VR)的交通仿真技术。这项热门技术未来将为城市规划和交通规划方案的测试、分析、宣传带来极广泛的应用。未来的交通仿真将在大数据云平台上进行,可从数据库中提取实时数据读入GIS进行在线仿真测试,更真实模拟现实情况。

VR为城市规划和交通规划方案的测试、分析、宣传带来极广泛的应用


还有广受关注的地下物流技术。我们知道,城市居民的人均年货物需求量大约为30-50吨,这对于数百万人口的大城市来说将产生非常大的货运总量。大量货车在地面行驶,不仅占用较多的道路资源,也同时带来了非常突出的安全和尾气排放等问题。将城市的大部分货运转入地下,通过管道自动运输,或许将是未来解决城市货运的重要技术手段。实际上,这方面已有不少的案例。我们最近正在和德国的Cargocap(城市地下胶囊车货运系统)技术团队进行沟通,这项技术具有诸多优势,可以实现全过程的地下自动传输,稳定可靠并且造价较低。

德国 Cargocap(城市地下胶囊车货运系统)


还有多项其他相关的技术,包括计算机技术、人工智能技术、数据传输技术,这些都是未来搭建智慧交通平台,实际开展无人驾驶所必须的支撑性技术。

比如我们现有的四阶段交通模型,在数千个交通小区进行一次模型分布和分配运算,通常会要十几分钟甚至几十分钟,但如果采用量子计算技术,可能几秒钟就可以得到结果。这种超高速的响应速度,才有可能真正应用于我们的实时决策和调度管理。

大众集团公布“量子计算”北京交通计划,1秒内可算出1万辆车最优路线。


但更大的疑问会是,这些看起来很酷很炫的新技术到底距离我们还有多远?

我们来看一个图,科学家非常一致地指出,目前人类很可能正位于奇点附近的位置,人工智能技术一旦获得突破,就将以极快的速度超越人类,这种发展速度总是会超出我们的预计。诸位可以看到,即使在现在弱人工智能的阶段,才两三岁的AlphaGo,就已经把研究围棋2600年的人类的最高水平远远地抛在了身后。

图片来源: Wait But Why


回到我们的话题,我个人认为10年内,无人驾驶技术将完全成熟,20年内将会大面积普及。

聊过技术之后,我们再看新的模式。

有人说,共享单车现在什么都不缺,就是颜色不够用了。那么,在新的交通技术更加成熟的时候,会出现更多的新的交通模式,那个时候,我们缺的只是想象力。


1、共享模式

首先来看看现在最火的共享模式:专车、拼车、租车、巴士共享、车位共享


蔡奇书记最近在与中关村企业家代表座谈时说了一句话:“要下决心培育租赁市场。网约车是可以改变交通生态的”。我认为蔡书记看得相当准。交通资源的充分共享将使交通资源利用效率极大提高,当前交通供需失衡的状况将得到极大缓解,结合交通运行和管理技术的改进,交通拥堵问题可望得到极大程度的缓解。


2、自组模式

其次,随着技术的发展成熟,自组模式也会开始出现。

第一种是公车数据平台根据在线提交的动态出行需求,无人驾驶的公交车可按最优路径,实时自动生成公交线路,理论上这是当日最优的线路布局;同时,各条固定线路的公交车辆也可自动调配车辆,根据需求形成最合理的运力搭配;


第二种组织。则是路上行驶的无人驾驶汽车可编队行驶,这将最大限度减少了对道路空间的占用,在为小汽车保留舒适性、私密性和门到门服务的同时,又兼备了公共交通的运行特征。


3、自适应模式

自适应实时发布指令的交叉口信号系统将取代固定配时的信号灯系统;未来基于车联网的全自动驾驶汽车,每辆车都可以实时地获取其他车辆的位置和行驶信息,同时也获得动态分配的行驶指令,红绿灯实际上也无必要。这样可以避免以下的情况:人行过街横道上一个行人都没有,但红绿灯还是定时地亮起绿灯,机动车都得排队等候。


4、全过程服务模式

全过程是指为出行者提供从门到门的全过程解决方案,一次出行,你不需要自己打车、买地铁票、买火车票,你购买的服务是覆盖全过程出行链的整套服务,你不需要关心每个环节的具体细节,而且你只需要购买一张票,便获得全过程的服务。

《城市交通》“大数据背景下的交通模型发展思考” 张天然 2016


下图显示了未来城市出行的几种组合方式。从组合1到组合5,大家可以看到,逐步从公共交通向私人交通在过渡,当然出行成本也随之增大。

组合1构成城市交通出行的最基础方式,但组合2和3将是未来增长最快的出行方式,它可以较好地解决门到门的问题,同时又具备了较好的出行体验和舒适感,费用不是太高,无需停车、养车。组合4、5是给高收入人士更多的选择,他们缴纳更多的交通费用,因此也可以获得更好的出行服务。


二、未来交通的发展趋势


1、交通分类的模糊化

我们发现,按照现行的交通分类,有一些分类的边界正在逐步模糊。比如城市交通与对外交通,目前由于城际轨道和高速公路的发展,我们已经看到一个比较明显的特点,就是区域交通城市化和城市交通区域化的特征。再比如,未来多人合乘的无人驾驶汽车编队行驶后,它就变成了类似公共交通的出行方式,这时私人交通和公共交通实际上也难以准确区分。


2、交通工具更加多样化,空间利用更加充分

第一个特点是交通的立体化,从空中到地下,空间资源将得到充分利用。第二个特点是部分出行将转变为网络数据传输和线下的货物运输,比如远程会议、虚拟购物。我相信每天无数个会议是导致交通出行重要因素,现在基于VR技术的远程虚拟会议系统发展很快,我看过一个报道,他们已经在着手解决开会时握手和眼神交流问题了。第三个特点是个性化的交通工具将逐步兴起,比如房车、游艇、私人飞机等。


3、需求特征的变化

一是出行总负荷,比如人公里或者车公里将会大幅增加。下面这张图可以看到,随着交通技术的改进,城市居民的活动范围一定会持续上升,空间距离将不再成为主要障碍,城际的交通联系会大增,但市民每日的出行时间总量会保持相对稳定。


二是城市机动化增长速度将持续下降,随着无人驾驶和共享模式的成熟普及,私家车将出现“拐点”,并将逐步淡出历史。欧洲很多国家其实已经出现这种趋势,只不过中国仍处在机动化上升期,这种情况目前还不明显。


4、交通设施运行效率大幅提高

随着无人驾驶技术逐步普及,城市道路通行效率将成倍提高,交通拥堵问题将总体缓解。这是未来新技术和新模式带来的非常深刻的变化,简单匡算,基于更加智慧的交通运行管理和无人驾驶汽车普及后,未来城市道路运输人的能力可增至目前的2-3倍。


5、交通与用地的关系出现变化

首先将表现为由于共享模式推行,私家车减少,城市停车的需求锐减,将腾挪出的大量停车用地。做个简单的测算,由于无人驾驶和共享模式的推行,如果北京2030年减少25%的私家车,即以24万辆无人驾驶的共享汽车替代140万辆私人小汽车。那么,116万辆小汽车可减少停车面积约3480万平米,按每平米建筑面积(如按地价更贵数倍)6万元计算,对应的价值即超过2万亿元。实际上,新增的24万辆无人驾驶汽车白天大多数时间基本都在道路上行驶,停车需求极少,而在夜间,可以借用“静默"的道路空间进行停车,也无需新增太多的停车面积。

其次,交通与用地关系出现变化的另外一个表现是对城市空间结果的影响。自动驾驶条件下,出行者上车就可立即进入工作状态,在车上即可处理公务和举行会议,因此现有意义下的通勤交通时间可以忽略,城市中心区的优势降低,这种情况下,一部分市民不需要再考虑通勤距离来选择居住位置,选择在城市外围地区更低的房价也可以补偿更长通勤距离上的费用损失。在此情况下,城市中心区的区位优势将会下降,进而影响未来的城市空间结构。


最后,城市“街道”将可能需要重新定义和设计,以适应于无人驾驶的要求。城市“道路”成为机动车行驶专用空间,以追求机动性的快速和高效为目标;而城市“街巷”则成为市民活动、交流的公共空间,以人的视角,更加关注出行品质、安全和舒适。“街”与“道”二者逐渐实现分离,并各自成为系统。


6、关注的重点从解决拥堵转向提高品质

城市交通关注的重点将从解决拥堵转向提高出行品质,强调出行体验,并且随着城市老年人口比例的上升,老年人和残障人士的无障碍出行将成为交通规划的重点研究内容。

同时,利用新的技术,新的交通规划研究和服务领域也将开启。例如:依赖于更精准的室内定位、移动数据收集以及先进的VR技术,可提供交通枢纽内部的导航定位、沉浸式的仿真决策、客户行为特征分析等具体应用。相信各位大家都有在地下车库或者大型枢纽内迷路的情况吧,日后室内导航系统就可以为你提供指引。

美国纽约,Coenties Slip


7、交通规划、管理和决策的精细化

智慧交通是未来城市交通运行和管理的核心。同时,传统的四阶段模型逐渐被大数据模型取代,数据、算法将成为交通规划师的热词。

北京北四环中路 由西向东Cube图(高德&清华-戴姆勒可持续交通研究中心)


最后,我想重点说的是,交通出行的全面共享是未来改变城市交通生态的关键因素,而智慧交通和无人驾驶则是普及共享模式的技术前提。

我们来看几个数据:(1)北京2015年的调查数据显示:私家车平均每日出行次数为3.0次,日均行驶里程为34公里。推测私家车每天行驶只有1.5小时左右,即每天94%的时间汽车都是停放不动的状态。也就是说,北京440万辆(2016年)私人小汽车每天仅6.3%的时间处于使用状态,其余时间空置但同样消耗大量的空间和土地资源;(2)对于每辆使用中的小汽车,调查表明,车均载客率不到1.8人,即仅有36%的汽车座位空间被实际使用,但其余64%的闲置座位也浪费同样多的道路空间,消耗了不必要的燃料;(3)停车设施也是很低的使用效率,比如居住区停车场上班时间大量空置,而公共停车场、单位配建停车场下班时间大量空置。

从上面的数据可以看出,交通拥堵的供给侧解决方案,首先应是如何有效解决交通用地和交通工具的时空资源浪费问题。

我们应该可以看到,共享模式可以几乎完美地解决交通设施的时空资源浪费问题,但要让市民普遍接受共享模式,则有赖于无人驾驶和智慧交通所提供的技术支撑,前者让私人小汽车(也包括驾照)无需成为家庭的必需品,而后者则为用户随时随地享用共享模式提供了可能。


三、交通规划师如何应对?

我们对未来充满信心,唯一不太确定是这一天何时到来。我们相信,5-10年内,城市交通革命性的变革即将开启,那么,面对一个不久的将来,我们的交通规划师如何去面对?

我谈几点个人认识:


首先,交通规划师要有清醒的自我认知:(1)推动未来城市交通发展的动力主要源于两个方面:技术创新(如无人驾驶)和模式创新(如共享),而这两种动力的源泉则源于两个方面:即市场和资本,市场提供了内在的需求,资本则提供外部的环境。(2)交通规划师的职责更多在于站在公众利益之上,引导城市交通的可持续发展,同时协调多方利益,整合各交通子系统的软硬件设施,并衔接用地规划,为未来预留发展空间。简单来说,交通规划师的职责在于:普及常识、建立共识、协调机制、预留控制。

其次,未来对交通规划师基本素质提出了更高的要求

☑ 要有价值观的坚守,我认为这是一个规划师最为核心的东西;

☑ 要有工程思维方式的转变,未来更强调社会思维、经济思维、数据思维;

☑ 要具备较强的综合能力,精细化的设计能力、制度建设和实施能力、跨专业知识面拓展能力。

第三,还要具备多学科协同与跨界整合的知识和能力

第四,一个优秀的交通规划师还应该是数据分析师和算法设计的高手。要学会利用大数据分析技术(包括机器学习),透视数据中隐藏的问题,把握分析城市交通的痛点,并通过算法设计反映数据时代认知现实的价值观、规划理念和规划思路。

最后,某种程度上说,规划师还应该是未来学家。规划就是面向未来的,别说千年规划,即使是百年规划,交通规划师也应加强对未来发展趋势预判的能力,既要善于解决已出现的问题,更要未雨绸缪,提前判断和应对未来可能出现的问题;并且在规划中要为应对未来的各种不确定性留下调整的可能。


四、结语

我们最后再来回顾一下历史。

19世纪70年代,铁路建筑和机车制造技术获得突破,60多个国家建成铁路并开始营业,铁路进入快速发展时期,这是第一次交通革命;

过了大约80年,到了20世纪50年代,美国“通用、福特、克莱斯勒“三大汽车公司开始量产,并形成三足鼎立,汽车开始普及,这是第二次交通革命;

那么第三次交通革命呢?再过大约80年,也许就是21世纪30年代,“智慧交通+无人驾驶+共享模式”将开启城市交通出行的新生活。

我们应该庆幸,我们正处于一个伟大时代的前沿。马云说:任何一次机遇的到来,都会经历四个阶段:“看不见、看不起、看不懂、来不及”! 如果说,过去我们对未来准备不足、研究不足。那么,现在,作为一名交通规划师,对于未来的城市交通,希望我们能“看得见、看得起、看得懂、来得及”。



本文转自 知乎,原文链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/27591854,如需转载请自行联系原作者
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