彭宏勤，張國伍

(1.北京交通大學，中國綜合交通研究中心,北京100044；2.中國交通運輸系統(tǒng)工程專業(yè)委員會,北京100044)

“交通7+1論壇”第五十七次會議于2021年7月17日下午在北京召開。參加會議的有論壇核心專家王慶云、石定寰、黃民、張國伍、關積珍、王江燕，主題發(fā)言人毛保華、賈利民、郭繼孚，以及專家學者、政府部門決策者、企業(yè)界管理者共40余人。會議主題為“新技術對‘十四五’及2035年交通運輸系統(tǒng)發(fā)展的影響”。會議由北京交通大學中國綜合交通研究中心和首都高端智庫北京交通大學北京綜合交通發(fā)展研究院共同承辦，石定寰、關積珍、王江燕主持。

毛保華：我報告的題目是科技革命對交通運輸發(fā)展的影響。

第一次技術革命源自18世紀的英國，是以瓦特改良蒸汽機為標志的機械化革命。它顯著提高了生產力水平，并改變了世界經濟格局。其對交通的影響主要是推動水上運輸業(yè)發(fā)展和促進鐵路在全球范圍內快速發(fā)展。

第二次技術革命是以電與石油為標志的電氣化革命。在1840—1930年的近100年中，電力技術、內燃機技術及電磁通訊技術快速發(fā)展，促進了生產力水平進一步提高和重塑世界經濟格局。其對交通的影響主要是促進海上貿易需求增長，促進貨物運輸服務水平提升，促使鐵路成為陸上運輸骨干。

第三次技術革命是以原子能、計算機、空間技術等信息智能技術發(fā)明和應用為主的信息化、智能化革命。它顯著推動了社會生產力的發(fā)展，促進全球經濟結構的重大變化，推動了全球經濟格局的調整。其對交通的影響主要為運輸結構發(fā)生變化(鐵路貨物運輸占比下降、公路運輸占比大幅上升)，綜合運輸體系形成。影響還包括：運輸工具生產過程自動化，運輸成本顯著地下降；信息技術發(fā)展提升了交通運輸服務水平，高速鐵路、道路交通的信號系統(tǒng)技術有效規(guī)范了運輸過程，改善了交通運輸系統(tǒng)的安全性，提高了運輸效能；運輸過程集裝化，提高了運輸效率，貨物安全性得到改善，裝卸效率得到有效地提升，海上集裝箱運輸成為海上運輸和國家之間運輸主要的方式。

前三次技術革命的主要特點為：一是促進全球一體化發(fā)展，發(fā)達與欠發(fā)達經濟體各取所需，形成互補的全球經濟格局；二是促進全球經濟規(guī)模的增長，在全球經濟一體化的背景下，有效降低了貨物成本和運輸成本，運輸資源取長補短，全球經濟規(guī)模迅速擴大；三是促進城市化與城市交通的發(fā)展，人們出行活動頻率增加，城鄉(xiāng)交流更加容易，城市經濟比重增加。

第四次技術革命是多種技術集成產生的變革，是對當代技術模式顛覆性的變革。它改變了感知、計算、組織、行為和交付方式，改變了產品與服務的生產和運輸方式，也改變了溝通、協(xié)作、體驗世界的方式。

第四次技術革命的技術體系由4個方面構成：一是拓展數字技術，包括新計算技術、區(qū)塊鏈與分布式賬本技術、物聯(lián)網；二是改革物理世界方面的技術，包括人工智能與機器人、先進材料、增材制造與多維打?。蝗歉淖內祟愖陨淼募夹g，包括生物技術、神經技術；四是整合環(huán)境方面的技術，包括能源獲取存儲和輸送、地球工程、空間技術等。

第四次技術革命的基本特征為：一是顛覆性技術及創(chuàng)新出現(xiàn)頻率加快，技術迭代和創(chuàng)新加速。源于數字技術的顛覆性新興技術不斷涌現(xiàn)，數據流量呈指數級增長，技術進步和創(chuàng)新呈指數式增長。二是數字技術發(fā)揮主導和催化作用，以交叉融合帶動各領域技術突破。通過跨學科交叉融合，數字技術帶動了新興學科的發(fā)展，數字技術和制造、能源、交通、農業(yè)等各行業(yè)技術結合，帶動了智能制造的發(fā)展。生物、新能源、新材料等技術，促進了全社會的技術進步。影響制造業(yè)的技術進步更加廣泛，應用于制造業(yè)的技術大大增加。機器人、工業(yè)互聯(lián)網、增材制造等先進制造技術推動了制造業(yè)向智能化、網絡化和服務化演進。技術交叉融合的速度加快，融合領域快速拓展?？茖W革命、技術革命和產業(yè)革命在內容上和時間上不再嚴格區(qū)分，交叉融合學科快速拓展。根據國務院發(fā)展研究中心的統(tǒng)計，具有高融匯程度的世界熱點研究領域數量逐步增加，2002—2007年期間有120 多個，現(xiàn)在已經達到230多個。此外，基本特征還包括數字技術深度融合加速，智能化技術將推動數字化走向更高水平，生物和新材料技術可能引領下一輪技術和產業(yè)變革。

第四次技術革命對交通運輸業(yè)的影響是多方面的。從客運行業(yè)角度看,其影響為：一是隨著高速鐵路和鐵路運輸技術的改善，中長距離客運市場鐵路競爭力顯著提高。二是高速公路、城際鐵路改善了城市中短距離的出行效率，加快了城市群經濟的發(fā)展。三是城市群和城際交通體系重塑。城市間信息交流、資源共享、技術流動會改變城市群布局，推動城市群均質化，降低城市間的出行需求。城市群和都市圈軌道交通網絡化，使城市群間互聯(lián)互通，使得城市群通道運營效率提高，刺激和推動城市間的交流。

從貨運行業(yè)看，運距會大幅度縮短，制造業(yè)產品運輸需求會萎縮，原材料、能源類大宗散貨的運輸需求減弱。數字化、智能化、自動化發(fā)展趨勢會有效降低物流成本。

3D打印將導致規(guī)模經濟效應減弱和本地化生產趨勢加強，使得部分產業(yè)產品運距大幅縮短和運量規(guī)模進一步降低。3D使得傳統(tǒng)大機器生產逐步沒落，導致部分裝備制造業(yè)衰落，直接影響鋼鐵需求，會使鐵礦石和煤炭的需求下降。數字制造替代部分傳統(tǒng)制造，網絡傳輸替代部分實際貨運，削弱貨運需求，將進一步減小對石油的需求。新一代儲能技術和可再生能源技術，會降低石化能源的需求。

干線運輸、貨物分類儲存、裝卸搬運、流通加工、配送至城市倉儲中心，向智能化方向發(fā)展。據估計未來物流成本會下降近50%，其中80%來自勞動力的削減。未來使用機器人配送，可降低對人力的依賴，降低物流成本。

相關調研結果表明，隨著我國勞動力成本提高和美國制造業(yè)回流鼓勵政策，制造業(yè)離岸和回流不可避免，未來我國港口吞吐量將趨于平穩(wěn)。

從城市交通領域看，未來客運出行總量將會下降。在發(fā)展中國家進入去工業(yè)化和轉向服務業(yè)階段，會有更多的人從事自由職業(yè)，導致通勤出行需求下降。移動互聯(lián)網重構人的行為，傳統(tǒng)“門到門”實體出行可能被替代，很多因素將使出行率降低，進而導致客運總量下降。運營及管理模式加快了創(chuàng)新，大城市人口集聚及科技進步推動了共享出行。

基于信息技術的出行精細化刻畫使得供給更加個性化。大數據技術可服務于交通供給，用于產品的設計。在數字時代，利用綜合出行平臺對各種交通和相關的要素進行整合，可提供“一站式”出行服務，這種場景將會越來越多。

當前尤其需要關注以下4方面的影響：一是共享理念、增材制造推動供需模式變革，降低運輸系統(tǒng)發(fā)展規(guī)模?！肮蚕韱诬嚒苯议_了現(xiàn)代社會資源配置優(yōu)化的蓋子，并帶來深遠的影響?！肮蚕怼备淖兞斯┙o的理念，使得未來運輸系統(tǒng)發(fā)展規(guī)模擴大的必要性或下降。二是大數據與信息技術應用挑戰(zhàn)人類倫理，激發(fā)隱私保護沖突。信息技術為提高運輸服務水平提供了契機，也可能會觸發(fā)個人和社會隱私保護問題。在這個領域里面相關的法律還沒有跟上，立法、約束信息采集和使用，對保護人民群眾的合法權益具有重要而深遠的意義。三是智能化技術改善交通安全與效率，或觸發(fā)人類生存(發(fā)展)危機。自動駕駛、智慧交通系統(tǒng)技術將從根本上改變運輸成本結構，使客貨運輸環(huán)境發(fā)生革命性變化，同時可能會埋下人類自身“低能化”隱患。四是運輸需求更加個性化，為定制交通提供發(fā)展空間。未來客貨運輸需求將向更加個性化的方向發(fā)展，對運輸效率與服務水平提出更高要求。運輸商需要更多關注運輸產品細節(jié)設計及運輸過程銜接效率，提高效率變得更加重要。

當前總體處于第四次工業(yè)革命起點，在碳達峰碳中和戰(zhàn)略下，“十四五”應重點關注6個方面研究工作：

①頂層設計，應根據不同區(qū)域社會與經濟發(fā)展對運輸的需求特點，研究運輸資源的科學配置問題。

②科技發(fā)展帶來變革效果亟需納入各級發(fā)展戰(zhàn)略與發(fā)展規(guī)劃，從戰(zhàn)略層面研究發(fā)展規(guī)劃。

③通過切實可行的措施促進客貨運輸服務水平提升。

④研究新形勢下部分既有交通運輸設施延伸服務策略。

⑤從政府層面研究部分新交通服務方式的發(fā)展引導與規(guī)范管理政策。

⑥研究制定推進城市群(跨城市)公共交通發(fā)展的政策與措施。

賈利民：我今天匯報的題目是能源交通融合發(fā)展的潛力與前景。

我國是油氣進口大國，能源的70%消耗于交通系統(tǒng)。能源與交通作為社會經濟體系最重要的基礎產業(yè)和具有集大成特征的科技領域，亟需重大變革以引領和塑造經濟發(fā)展模式。

構建綠色、彈性、自洽和可持續(xù)發(fā)展的交通能源一體化系統(tǒng)是新時代建設美麗中國的必然路徑。在《交通強國建設綱要》《國家綜合立體交通網規(guī)劃綱要》中指明，能源交通融合是建成真正意義上綠色化交通的唯一之路。

從歷史發(fā)展過程看，能源與交通的互動發(fā)展一直是人類社會經濟過程合理、有效運轉和持續(xù)進步的基本條件和保障。兩者的融合發(fā)展對人類社會經濟發(fā)展新模式和新文明的持續(xù)形成發(fā)揮了不可替代的作用。

能源交通融合發(fā)展會產生一系列新模式、新技術、新業(yè)態(tài)和新產業(yè)。能源交通的融合，一是可以促進能源系統(tǒng)的變革，二是將過去未被發(fā)掘或者利用的潛力充分利用起來，使交通運輸業(yè)成為所有行業(yè)中唯一能做到能源自洽的行業(yè)。

世界各國尤其是發(fā)達國家對未來交通和能源變化趨勢的看法是非常一致的。電力在交通用能終端占比快速提升，石油在交通用能終端占比顯著下降，交通運輸行業(yè)能源消耗總量和電能消耗總量逐年遞增，未來客運鐵路和2/3 的貨運鐵路將依賴電力，燃油汽車將逐漸退出歷史舞臺。

從2017年開始，各主要發(fā)達國家和地區(qū)陸續(xù)成立國家能源交通融合發(fā)展研究機構，部署能源交通融合相關研究項目。

中國人口體量大、經濟體量大以及自然資源豐富，能源交通融合發(fā)展對中國尤其具有特殊意義。按照“3060”目標的要求，中國必須走出一條新的交通綠色化道路，既有必要性又有緊迫性。

將我國陸路交通路網和國土所承載的自然資源聯(lián)合調制疊加之后可以看出，交通網絡所承載的自然資源是極其豐富的。

從我國骨干輸電網布局看，還是存在很大隱患的。一旦重要節(jié)點出問題，會導致局部癱瘓。未來所有的交通網絡電氣化程度會越來越高，智能化程度也越來越高，電網穩(wěn)定性不足會給交通網絡帶來巨大的隱患，進而影響社會經濟的穩(wěn)定發(fā)展。這也進一步說明了新能源補強和交通網絡綠色化的重要性。

太陽能具有與風電類似的特點，具有一定的波動性和周期性。通常交通負荷具有非常大的動態(tài)性和時空周期，其動態(tài)性和自然稟賦可利用動態(tài)性完全不匹配，需要通過空間移動和時間轉移，從而實現(xiàn)波動化可再生能源與動態(tài)化交通負荷的總體匹配。

我國非電氣化鐵路太陽能發(fā)電也具有極大潛力。經過分析，僅青藏線格-拉段鐵路自洽承載自然稟賦達到12.9億kWh，遠遠超過青藏線自身的能源需求。

從總的評估看，鐵路不僅可以滿足自身的能源需求，還可以作為電源向其他負荷提供能源，總自洽率積極場景可以達到300%，謹慎場景可以達到200%。公路系統(tǒng)更是潛力巨大。這意味著可以真正實現(xiàn)能源和交通融合，完全可以實現(xiàn)自洽綠色能源。

從資源、技術、成本、環(huán)保等因素綜合考慮，太陽能發(fā)電是解決我國交通能源問題的有效方案，將會從目前的補充和替代能源，逐步過渡成為主要能源和主導能源。

公路交通匝道、服務區(qū)、邊坡、隔離帶、承載式路面以及光伏頂棚等空間資源廣闊，為光伏發(fā)電建設提供了巨大的資源空間。公路交通橋隧照明、服務設施、充電設施等作為公路交通主要的電力負荷，為光伏發(fā)電提供了充足的消納空間。

結合公路交通用能的網屬性、荷屬性，提煉了4種公路交通能源系統(tǒng)的差異化應用場景，分別為強電網小負荷、強電網大負荷、弱電網小負荷、無電網小負荷。針對4種場景構建了4類具體的解決方案及典型運行模式。有些支撐技術是現(xiàn)有的，有些需要根據交通需求進行定義和研發(fā)。

鐵路牽引能耗是鐵路能耗的主要部分。隨著鐵路進一步發(fā)展，其他附加負荷也在不斷地增加。在這些場景下，電氣化鐵路和非電氣化鐵路的布局應考慮所承載的自然稟賦分布情況，應該在充分利用自然稟賦情況下，從能源自洽理念出發(fā)選擇實現(xiàn)鐵路電氣化的技術。

我國陸路交通依自然稟賦、電網和負荷特性形成8 種典型場景，8 種場景下分別定義了不同的技術。這些技術已經逐步在國家“十四五”不同的科技計劃中布局。

未來通過能源交通的融合，終將形成一體化的能源交通融合網，其中包含所有的交通方式，所有的綠色能源形式和能源利用模式。能源交通融合網是未來交通系統(tǒng)的主要形態(tài)和能源系統(tǒng)的主要形態(tài)之一。

能源交通融合是大趨勢和歷史的必然。

郭繼孚：我報告的題目是預約出行-未來科技引領下的交通模式

大家對預約的概念并不陌生?，F(xiàn)在人們去醫(yī)院看病已采用預約模式了。去年疫情期間，人們去公園需要預約，去餐館吃飯需要預約，盡管不太可靠，卻使人們對預約模式有了一定程度的了解。

預約出行的靈感來自于去醫(yī)院看病。過去到醫(yī)院看病都是需要排隊掛號的。有可能排了很長時間隊卻沒有看成病。現(xiàn)在有了預約掛號系統(tǒng)，大家就可以約好號在家里等著，到點再去醫(yī)院看病。這需要兩個關鍵要素來支撐，一是要有預約系統(tǒng)給大家預約掛號，二是系統(tǒng)必須要有一個保證機制，成功掛號的患者能順利按時就醫(yī)。

城市交通擁堵的形成和緩解也是這樣的。車輛堵在路上，其實就是為了排隊。選擇什么時間點出發(fā)，然后按照期望的時間到達目的地，這就是排隊的過程。應該可以采用一些技術手段，像預約醫(yī)院看病一樣，將排隊過程安排在家里而不是路上。

飛機和火車實質上采用的是不超員預約模式，不預約難成行。城市道路擁堵的根源其實是既缺預約習慣，又缺預約系統(tǒng)，還缺保證大家按順序開車上路的機制。

預約到底有沒有用呢？做了一個仿真進行驗證。

西三環(huán)每天早高峰期間擁堵非常嚴重，擁堵排隊非常長，最低速度可以到10 km·h-1。7:00之前，六里橋1 h可以通過3000多輛車，不擁堵。到了高峰期，只能通過2000 多輛車。高峰期后又恢復正常。高峰期間大量車輛堵在路上，就是為了要通過瓶頸地段。

預約仿真結果表明，路徑不變，到達時間不變，只需要改變出發(fā)時間，道路系統(tǒng)效率沒有變化，但服務水平大幅度提高。預約完全可以讓這條道路暢通，從理論上、從仿真上驗證預約是成功的。

在去年疫情防控期間，北京地鐵出于安全的考慮，高峰期在90 多個車站實施限流。大量候車乘客在站外聚集，同樣存在風險。為此，與地鐵公司商量，嘗試運用預約技術減少站外排隊。地鐵公司利用過去老弱病殘孕通道，開辟了預約通道。車站根據能力放預約號，乘客憑預約號掃碼進站。

到目前為止，預約系統(tǒng)已經運行一年，已經為超100萬人次提供了預約進站服務，好評如潮。預約的好處是讓無序的需求、焦慮的需求變得有序起來，使得系統(tǒng)服務水平大大提高。

北京有約1000 km的公交專用道，高峰時部分專用道利用率不高，道路資源閑置。通過預約，準許高承載車、大巴車、新能源車進入公交專用道，將公交專用道改成公交優(yōu)先道。公交優(yōu)先道完全可以保證公交優(yōu)先，同時讓部分其他車輛使用，使專用道利用率提高。預期效果是預約車輛的速度可以提高27%，社會車道車速提高11%。在節(jié)能減排大背景下，這項全方位受益的事情，實施有難度。一是要改法規(guī)，能夠允許高承載車、大巴車、新能源車進入公交專用道。二是未預約而進入公交優(yōu)先道的車輛要處罰，地方政府沒有處罰相關事權，必須要中央一級出規(guī)定。

在信息化大背景下，交通會發(fā)生一種變革。這種變革會使得供需能夠在某種意義上達到一種新的平衡，其效果是城市交通系統(tǒng)不再擁堵。

現(xiàn)在采用各種辦法來提高設施能力，引導出行需求，其最終目的是要提高城市交通系統(tǒng)的效率。預約出行完全可以創(chuàng)造這樣的場景，讓城市交通系統(tǒng)處在不擁堵狀態(tài)。

城市交通系統(tǒng)應該進行流量控制，將流量控制在暢通狀態(tài)下，以實現(xiàn)城市交通系統(tǒng)達到最優(yōu)狀態(tài)，實現(xiàn)服務水平的提高。

設想將預約出行與碳交易相結合，通過碳積分兌換方式，來獲得預約公交優(yōu)先道行駛權限。未來將會為每個用戶設置一個碳賬戶，綠色出行能將碳積分省下來，開車出行會消耗積分。通過碳交易市場，綠色出行可以獲得收益，同時將出行權力進行量化，兌換預約出行權限。

對出行時間、空間、交通工具實現(xiàn)精細化管理的核心是信息化。信息化會使精細化交通管理深入到交通系統(tǒng)每一個環(huán)節(jié)。

盡管公交專用道向社會開放通行預約目前尚有難度，但仍有很多場景可以開展預約出行實踐，如高速公路、環(huán)球影城等。

城市交通系統(tǒng)的預約出行需要一步一步實現(xiàn)。在公交專用道的基礎上增加一條預約車道并保證預約車道的暢通，給出行者更多選擇，而不損害未預約用戶的出行權。隨著超級時刻表編制技術、城市交通大腦技術、無人駕駛技術及超級計算技術的發(fā)展，基于預約出行的超級計算機系統(tǒng)一定能為城市上千萬出行者編制出行時刻表，讓他們在路上不發(fā)生沖突。

隨著相關技術和理念的發(fā)展，“預約出行”將成為必然趨勢。