华盛顿大学王印海教授：8种技术将解决交通问题

10月28日消息，2017未来科学大奖颁奖典礼暨未来论坛年会在北京举行。在智慧交通2.0研讨会上，华盛顿大学土木与环境工程系教授王印海发表了主题演讲，题目为“智慧交通颠覆性创新时代即将到来”。

王印海表示，交通问题日益凸显，正在对社会各方面造成影响，需要颠覆性技术来解决这些问题。从1999年到现在，世界人口从60亿增长至76亿，新增人口主要出现在城市，这让城市出现了环境污染、交通拥挤等问题。从1980年到2015年，道路里程增长了7倍，机动车拥有量增长了110倍，交通拥挤还会日益加剧。

另外，汽车占交通领域能量消耗是65%左右，普通燃油车辆效率很低，80%的能源都被浪费了。空气的污染也有很大程度来自于交通，很多研究指出交通对PM2.5的贡献是16%-25%。

要解决这些问题，王印海列举了8种创新技术，可能会有实质性帮助。

第一种是无人驾驶，这比人类驾驶员安全性高十倍以上，安全性很好。第二种是车联网技术，把车、路、人变成一个可以连接的网络元素，使基础设施的通行能力达到最大化，安全性达到最大化。第三种是电动汽车。第四种是智慧基础设施，可以让出行交通工具变得事半功倍。第五种是一些软件项目，可能造福未来交通。第六种是交通里的大数据技术，原来花几个月才能完成的报表数据，现在几秒钟能完成。第七种是模式创新，如网约车。第八种是未来可能会快速发展的“出行即服务”，结合了自动驾驶车辆、电动车之后，它的发展会是爆发式的。

以下为演讲全文：

各位朋友早上好！非常感谢大家在星期六的早晨，在一个雾霾天里赶到论坛，来参加我们这个关于智慧交通的研讨。我今天要给大家介绍的是“智慧交通颠覆性创新时代即将到来”。为什么带来这样一个题目？因为我们这个论坛主要是讲未来，我们这个也是以未来为主。

首先，我们先看一看这张图片，大家的感受一定是非常拥堵，在1999年的时候，世界人口只有60亿人，在今年10月份，已经达到了76亿，到2050年的时候，人口将达到98亿。这些新增的22亿人口主要会出现在哪里？可以看到这张世界城乡人口变化图，新增的人口主要将出现在城市，我们在2050年的时候，城市人口将达到65亿人。

看一看今天的城市是什么状态，大家一说到城市就会想到大都市的大都市病，比如雾霾、交通拥堵。如果征求大家的意见，大家可能会说城市里边最大的问题是交通，为什么是交通？因为每个人的出行都会经历这样一个拥堵过程，每个人旅行时间都会增常，每个人旅行可靠度都会下降。这样一种状况下，交通问题成为一个大问题。

到目前为止，如果以道路交通作为供需系统来看，现在是什么样的变化状态？1980-2015年，35年时间里，道路历程增加了7倍，了不起的成就，7倍是很多的。如果看到机动车的拥有量，增加了110多倍。在这种情况下供与求的剪刀差变得越来越大，而且按照目前的趋势，未来这些年里可能会进一步拉大。

交通所带给我们的问题，不仅仅是拥堵，还有交通事故，如果拥堵增加了，交通事故率也会上升，而且空气的尾气污染也是很大问题。能量消耗当中交通里边的能量消耗是70%油耗，汽车占交通领域能量消耗的65%左右，普通燃油车辆效率很低，大概只有百分之十几到25%的样子，也就是80%左右的能量是浪费掉的。

空气的污染也有很大程度来自于交通，原来很多研究都指出交通对PM2.5的贡献一般是16%-25%，在中国绝大多数交通事故里面达到25%-35%。全球死于交通的人数在几百万人，光中国在2013年死于空气污染的人数就是160万人，这相当于是平均每天死4400人。这个数字拿出来以后，还是很惊人的。交通、能源、能耗三者之间的关系，发现解决好交通问题，对于解决好另外两个热点问题至关重要。

如果解决交通拥堵问题，首先要知道交通拥堵的成因是什么，这张图看着都很熟悉，往往发现都市里面河流、道路的地方，或者前面有施工、其他因素，使得某些道路关闭的地方，会形成拥堵，这是简单的供求关系。如果需求大于供给就会形成排队。交通有的时候供需关系没有明显变化情况下也会有拥堵现象，这个视频展示的是日本名古屋大学做的实验，22辆汽车均匀分布在一个圆环，汽车匀速行驶没有任何问题，后来驾驶员差异导致车头距离变化，有人刹车，后面跟着人刹车，形成刹车向后传递的波带，交通里边叫做冲击波。

供求关系没有发生任何改变，但是交通也发现了拥堵，这种情况下交通需求接近道统通行能力才会发生，绝大多数情况下如果供给明显大于需求也不会有这个现象。

因此，治理交通问题最关键的是要避免交通拥堵的发生，因为一旦发生以后，会是堵上加堵。为什么这么说？看看这张图展示的是一条道路的通行能力，在车辆高速行驶的状态下，它的通行能力一般是2000多辆车，如果说一旦拥堵形成了车辆从高速状态下降到低速状态，就是这个红线所展示的。我们会发现它的通行能力降低了15%-25%，早晚高峰形成拥堵，在拥堵状态下最需要通行能力的时候，比正常情况下低了15%-25%，如果有效避免车辆从高速转到低速状态，可以保持基础设施一个最佳状态，可以更好地满足交通需求。

因此，交通系统运营要解决供需关系，现在需求已经大于供给，尤其在北京这样的大都市里，在可以预见的未来，新增的需求也大于新增的供给，在这种情况下，我们如何能够使我们的交通系统，通过智慧城市的手段，通过互联网+的手段，这种可能的技术，达到供需基本平衡，需要这样解决方案。大家会问，我们有这样的解决方案吗？今天告诉大家，我们有曙光，在于创新是智慧、绿色、平安交通的曙光。

再给大家介绍几个我认为是颠覆性的科技，可能会为解决交通问题带来实质性帮助。

第一个科技，无人驾驶车辆，现在光是谷歌驾驶车辆，跑了三百多万英里，虽然出了几件事故，绝大多数是别人撞他，只有一件他撞别人，比起来它比人类驾驶员安全性高十倍以上，所以无人驾驶车辆的安全性还是非常好的。

第二个技术，叫做车联网技术，就是把车、路、人所有道路的用户都变成一个可以连接的网络元素，大家可以协调互动，使得我们基础设施的通行能力达到最大化，安全性能够达到最大化。

第三个技术，最近炒的很热的电动汽车，很多人会质疑，电动汽车的能源如果来自于煤，可能也不干净，那么电动汽车能源如果来自太阳能呢？这个故事完全不一样，即便来自于煤，也有很多可以商讨的地方，因为还有很多中间环节可以改进电动车的清洁性。

第四个技术，被IT界和汽车界忽视的，就是智慧基础设施，这是一个很好的载体，如果把它利用好了，就是智慧汽车，或者其他的出行交通工具就会事半功倍。

第五个技术，这是美国的手机APP，叫做VAAS，以色列公司发明的，后来被谷歌收购了，谷歌花了10亿美金收购的。所有用户输入他的一些信息，收集信息，采集大众信息，这项目技术机会极大地造福未来交通。

第六个技术，交通里的大数据技术，交通管理部门有一些报表，有很多数据，在我们智能交通实验室做了这样一套系统，原来花几个月才能完成的报表数据，几秒钟能完成，而且可靠度比原来高很多。

第七个技术，新的技术发展其实给我们带来了新的商业模式，这里边给大家简单说的，比如网约车模式，用uber做一个代表。

第八个技术，再就是未来可能会快速发展的“出行即服务”。这项技术也会快速发展，尤其是结合了自动驾驶车辆、电动车之后，它的发展会是爆发式的。

这八项技术每个都有自己的优势，如果组合应用的话效果更大。

这些新技术真的能带来革命吗？以uber作为一些例子，看一下uber在纽约的（英文）地区的表现，uber和（英文）都是一个类型，都是网约车公司，它的过去从2014-2016年增长，它的增长是上升的。绿线和黄线代表的是两个团体，粉丝量基本上平行，新技术经对传统技术产生很大的颠覆，或者颠覆性的危险。

如果新的技术进行进一步组合，我给大家展示的就是通用汽车跟（英文）明年做自动驾驶电动车服务。

如果结合众包技术和大数据技术，能够准确知道在某一个时间里，在某一个地区，这是西雅图地区，越红的颜色越代表这个地方有很大需求。

如果我能够知道我的顾客都在哪里，我的出租车或者这些网约车，可以直接到需求量大的地方，可以避免无畏的行驶造成道路的额外负担。

为什么我觉得电动车将来会有很大的发展潜力，借用别人的图片，普通燃油车辆的发动机，两千多个零部件，电动车发动机，总共18个可动的部件，两千个部件每个部件都有失败的可能，如果造成一定的失败，就要花钱维护，可以预测普通燃油车辆比电动车的维护费用高很多，至于电动车的维护到底花多少钱，每个人口径不一。很多朋友跟我讲，只需要换轮胎，不需要做别的事情，总而言之可以预见的是，费用会低很多。

这张图显示的实际上是电动车的成本，这个电动车用的是200英里的行驶范围的电动车，2022年的时候，它的价格低于普通的经济型燃油车辆，那个时候大家选择燃油车辆和电动车的时候一个逆转，更多人会选电动车辆。

 是不是应该拥有一辆汽车？中国汽车拥有量，过去30年当中成长很快，110倍，如果您有一辆车，最大可能96%时间停在那，我开车去华盛顿大学上班，20分钟开到华盛顿大学，车停在那里到下班，4%-5%的时间开车，车在使用，剩下的时间都是停在那里，这里边是一个统计的平均值，3%在使用，0.5%在堵车，0.5%在找停车位，一天付30美金停车位。

是不是可以租一辆汽车，或者需要的时候，有车服务就行，现在比较流行交通即服务，或者出行即服务。这种情况下，如果我们要是拥有一辆汽车是来自于服务方的，而不是我自己拥有。我的驾驶单位里程成本只有10个美分左右，如果我要自己拥有的话，未来可能是50美分、60美分，出行即服务，要便宜很多。

由于这种模式的改变，那么将来我们汽车的拥有数量可能会产生很大变化，这边展示是橘黄色是参加出行即服务的汽车数量，可以造成个人拥有汽车下降，就是黑色这一块，可以看到未来的汽车拥有数量，可能会有极大的降低。

 我们再看一看，从道路系统的这种公用角度，当今道路通行能力不高，这是普通的道路通行情况，我们通常来讲，我们车的时间间距大概1.5-2秒，对于每一条行车道通行能力，相当于1800-2400辆车，能不能通行能力进一步加大？把车联网、自动驾驶、电动车技术形成自己的集群，自动驾驶不需要像人类一样需要1秒钟左右时间，人类反应0.6秒钟，道路设计0.5秒，如果反应时间0.5秒的车头距，两千辆左右上升到7200辆车每小时。西雅图最堵的一段，需求只有7500辆，如果把现在这条行车道变成承载7200辆，剩下几百条辆，拥堵就会降低，甚至消失。

 八项目工颠覆性技术，这些技术组合会产生进一步非常大的颠覆性影响力，面临挑战的工作主要有哪些？燃油汽车、配件生产，更多的人喜欢用电动车、清洁能源。另外汽车维修，电动车零件很少，不需要维修，干吗需要那么多维修站呢？汽车有的保险，自动驾驶比人类驾驶安全十倍以上，汽车保险模式要改变，或者没有那么大保障，燃油生产、汽车加油站，不需要那么多汽油。没有那么多交通事故、受伤者，伤者治疗即康复受到很大影响。停车场管理，20%自动驾驶车辆可以替代现在所有汽车，仍然满足需要，不需要那么多停车场。仅仅洛杉矶一个是，腾出来的一个面积，可以等于三个城市。没有酒驾，事故索赔也没有律师做工作，将来提供很多机遇，网络安全，车联网，身份判别，以及追踪，能不能开着车就走，基础设施如何设计，交通大数据如何分析，找到交通改进的方向，道路系统的感知通讯即控制技术，我们根据道路的实施情况，调整车的分配，出行即服务的平台，另外车可能更像是一个大办公室，这个大办公室里需要很多软件、硬件，比如说新能源车配套设施、传感、快速充电以及储能技术。

1957年人们憧憬的未来交通，已经有了自动驾驶车的想法，这是我们即将看到的未来，我们的未来是未来的智慧、绿色和和平交通。

  谢谢大家

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       在智慧城市研讨会之后，美国华盛顿大学土木与环境工程系教授、智能交通信息处理专家王印海接受了网易智能等媒体的采访，谈论了他对智慧城市和智慧交通的看法。王印海首先阐述了智慧城市、智慧交通、智能交通的区别与关系。他说，智能交通在上世纪80年代末就产生了，主要是利用交通过程中的数据，供系统的使用。三年前，智慧城市的概念开始火热，但是没有对应到具体的领域，后来我们把智慧城市分为十个不同的领域，智慧交通是其中之一。智慧交通的阶段比智能交通要更先进，它不是为数据而生的，而是要利用数据，包括手机的数据等等。未来是多模式，但目标一定是“出行即服务”。

　　谈到“出行即服务”，王印海补充到，滴滴是平台服务商，已经占据了智慧交通领域的先机，但是未来很多制造商会推出垂直服务，可能会占据不同的用户。

　　威马汽车CEO沈晖补充说，未来的智慧交通会涉及很多方面的技术，除了电池的安全技术之外，还有很多传感器交互的关键技术，不仅仅需要车之间的传统V2V，在全自动驾驶时代更需要汽车和交通基础设施V2X。除了视觉领域技术，还需要筛选和执行的技术。

　　中美在自动驾驶上谁跑得更快？王印海称，这要看谁的技术好，谁的胆子更大，美国的实力较强，但是在上路方面非常谨慎，因为一旦出现事故有很多麻烦，而中国已经开始测试上路，可能会有更多的数据，未来中国可能跑得更快一点。“中国在智慧交通方面的投入力度很大，相信未来几年中国在智能汽车领域会有很大的飞越。”王印海说到。

　　对于自动驾驶的发展，王印海表示，自动驾驶在美国若干个州已经合法，如果以后证明自动驾驶更安全，可以节省更多人的时间，肯定会大规模推广。

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