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美国智能交通回顾(上):社会背景-技术浮现-应用变迁

呈现社会背景变化、新技术涌现、交通应用变迁的互动演进过程

我们正处在交通系统性变革的风口浪尖,自动驾驶和网联车、互联网+交通服务和治理等,都比任何时候靠近我们的生活,同时也充满不确定性。这些不确定性包括技术本身、技术与应用结合过程、也包括技术应用带来的社会正负效应,我们需要在历史回顾中学习把握和转化不确定性。

今天我想通过回顾美国智能交通发展历程,重点呈现社会背景变化、新技术涌现、交通应用变迁的互动演进过程,希望对我们建立参照认知和探讨务实发展路径有所参考。

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1980年之前:个体机动化社会到来,智能交通启蒙探索

1939年以“明日的世界” 为主题的美国纽约世界博览会上,一个叫作Futurama(未来奇观)的通用汽车体验馆,大量观众排队数小时等待,只为感受在"遥远的1960年代",他们将可能经历的交通体验——“在错综复杂的立体道路上,车辆与车辆在无线电控制下保持车距、井然有序前行。”这大概也是美国在20世纪初进入汽车文化后,对于新技术的第一次畅想!

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1939年美国纽约世界博览会上Futurama(未来奇观)

二战后,伴随军工制造优势向汽车制造转变,以及中产家庭向郊区转移,美国在1940~1970年代之间小汽车出行飞速增长。1956年美国国会通过联邦公路资助法案,开始大规模洲际公路建设,随之而来交通安全和拥堵问题凸显。1966年美国交通运输部正式成立(此前在商务部),与联邦政府一道开始着手安全标准的制定(包括安全气囊、儿童安全座椅等);在这一时期,新技术应用在地方政府、学术机构和车企中萌芽,出行导航、匝道管理等出行信息服务和管理技术也开始浮现。

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1980年代:交通问题凸显,新技术应用广泛研讨

20世纪70年代石油危机后,交通拥堵、安全,尤其能源问题也受到越来越多关注。随着计算机、探测器、通信和GPS等支撑技术的大量浮现,政府、产业界、咨询公司、学术界逐步意识到技术改变交通的巨大潜力,也开始成体系的实验性项目探索。值得关注的是,在广泛研讨下1989年美国成立了一个称为"Mobility 2000" 的非官方组织,该组织首次提出了智能车路系统概念(IVHS,即后来的ITS),并促进了后来美国智能车辆和道路协会的形成(IVHS America)。与此同时,美国州公路运输协会(ASSHHTO)等相关团体推动智能交通进入联邦专项资助研讨,并在1989年举行了有关资助智能车路系统技术的第一次国会听证会,对后续发展影响深远。

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1990年代:从建设向管理和维护转变,结合场景加强探索示范

1990年代,美国洲际高速公路建成,交通发展从增量建设进入存量提升阶段,在技术层面互联网等新技术涌现,采用技术提升效率成为时代主旋律。1991年,美国国会通过了多模式陆路交通效率法案(又称冰茶法案,ISTEA),鼓励技术提升安全和效率。与此同时,美国智能车辆和道路协会(IHVS America)成立,联邦层面开始智能车路系统(IVHS)构建,主要着眼基础研究、运行测试、技术转化和促进实施等工作,而且明确智能交通内容框架即先进的交通管理、出行信息、商用车辆运营、公共交通运营、车辆控制系统(AVCS)等。

1994年,美国交通部意识到多模式交通的重要性,官方明确用ITS一词替代IVHS,以扩展智能交通内涵。1997年美国国会通过21世纪运输平等法案(TEA-21),法案明确至2003年间系列资助,ITS进入联邦引导和联合部署阶段。

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21世纪初:关注技术和应用整合,联邦引导联合部署

2000年代,通信、云计算等技术大大提升了信息存储、获得和分享能力。在1999年获得专用通讯频段后,美国智能交通越来越重视车与车、车与基础设施间通信,希望通过协同带来交通改善,开始强调交通技术及服务功能的整合提升。2003年交通部发起一项叫做车辆基础设施整合的项目(VII),包括美国交通部、洲和地方政府、汽车制造商、相关技术提供者、顾问咨询公司等公私部门围绕这一概念开展了系列研究和测试,发展到今天即车联网系统。

2005年美国国会通过交通平等法案(SAFETEA-LU)。法案延续在ITS项目中的资助,但提出将发展重点聚焦移动能力和效率提升,开始引导技术应用的方向而不是技术本身。强调跨学科的技术联合以及跨交通方式的ITS运用,整合解决交通管理、事故管理、收费问题、出行信息服务等问题,促进智能基础设施、车辆和控制技术的整合等,见表4。法案还要求交通部制定国家ITS发展规划、成立ITS咨询委员会、在国家层面建立ITS系统架构和技术标准等。

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2010年以来:应用向自动驾驶、互联车辆和移动终端出行服务聚焦,关注交通外部性和市场转化

2010年以后,通讯信息技术、人工智能、大数据等技术进一步发展,在既有智能交通常态性维护之外,美国智能交通更加聚焦自动驾驶和互联车辆领域。另外,基于定位和智能手机的新应用也影响着ITS市场,并引领着共享出行的趋势,比如Uber、Waze等。

此阶段智能交通新应用面临的技术挑战、市场不确定性、以及资本需求大大增加,面对自动驾驶等前沿应用,美国联邦交通部与许多科技、汽车龙头企业形成广泛合作,比如谷歌、梅赛德斯-奔驰、特斯拉、沃尔沃,在全球范围内都在测试无人驾驶技术,世界顶尖的汽车零部件供应商都在研究和发展不同的技术以满足无人驾驶车辆所需要的特定系统。在这一合作过程中,更多的是市场和企业力量在集聚资本和技术,美国政府更多的是为技术的发展扫除障碍,同时平行推进与技术相关联的社会效应评估。新冠疫情后,更加关注出行平等、应对气候变化、完善市场转化环境和评估社会影响等,对于技术应用下的社会伦理、法律、网络安全、数据共享、隐私、公共健康和福利等有更多讨论。

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结语

智慧交通不在某个终点,而在每个当下技术与问题的结合!

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