元宇宙交通行业应用未来展望

2021年10月28日,扎克伯格（Mark Zuckerberg）宣布Facebook改名为Meta，元宇宙这个词又一次被推到了舆论的风口浪尖上。我们该如何认知元宇宙呢？元宇宙和交通能碰出火花吗？

我们先回顾一下1995年比尔·盖茨在参加《大卫秀》节目上回答“互联网是什么？”他说：“人们可以自由发布信息，每个人都可以有一个属于他们的主页，有公司在上面，还有最新的资讯，那里发生的事情太疯狂了，那真是一个大的新事物。”

但主持人马上反驳道：“我们已经有电视、收音机，也能订阅杂志，为什么还需要聚合信息的互联网去替代生活里已有的东西呢？”主持人似乎对作为新事物的互联网充满疑虑和抵触。但后来事实证明，互联网在很短时间迅速席卷全球、席卷各行各业，包括人们的生活。

那么回到现在，当另一个新事物—元宇宙出现时，我们该如何看待它呢？

元宇宙经过网络媒体上各种报道、各方诠释，已经越来越玄乎。有不少上市公司、投资机构、科技企业，已经在用元宇宙来“割韭菜”。资本市场短时间内也把“元宇宙”概念炒得火热。

但深交所已对多家涉及“元宇宙”概念股的公司下发关注函，要求他们必须说明自己主营业务与“元宇宙”的相关性，并说明是否能形成稳定业务模式等等。

下面还是先普及一下什么是我们说的“元宇宙”？

“元宇宙”的英文叫 metaverse。这是一个合成词：Meta（超越）+verse（宇宙），字面含义就是“超越于现实宇宙的另外一个宇宙”，可以把他理解为一个 parallel universe（平行宇宙）。

元宇宙的概念最早出现在1992年美国作家尼尔·斯蒂芬森的科幻小说《雪崩》(Snow Crash）中。书里描述了一个平行于现实世界的虚拟世界：Metaverse，所有现实生活中的人都有一个网络分身Avatar。维基百科对元宇宙定义是通过虚拟增强的物理现实，呈现收敛性和物理持久性特征的，基于未来互联网，具有链接感知和共享特征的3D虚拟空间。

这么说可能有点抽象，业内专家普遍认为，在互联网大时代中，PC互联网是1.0时代，移动互联网是2.0时代，而元宇宙将是互联网的3.0时代。

元宇宙具有三个主要的特点：

• 交互：个人可以与元宇宙之内的事物进行交互、也可以与这个元宇宙中的其他人进行交互；

• 沉浸：通过视觉、听觉，甚至味觉和触觉等全面沉浸在元宇宙中；

• 协作：人与人、人与机器、机器与机器之间全面协作，如同在现实的物理世界中一样。

简单的说，元宇宙就是一个共享的、虚拟3D世界，并与现实世界有机的联系起来。如同互联网世界一样，元宇宙也是一个真真切切存在的世界。如同平行宇宙一样，元宇宙给我们提供了另一个生存世界，而且是一个可以让我们“自由”进出的永恒世界。

只是，随着元宇宙的发展，它与现实物理世界的联系越来越紧密，就像现在很多人的生活已经与网络密不可分一样，最终可能导致让人类已经无法分清自己所处在哪个世界了。

元宇宙本身包含新技术并不多，正如扎克伯格所说：“这可能听起来像科幻小说，我们开始看到很多这样的技术结合在一起”。

对于这样一个新事物，我们交通人应该关注的是——这个新事物将会带来怎么样的交通行业创新和应用？这个创新带来的交通产业是否会被市场接受？这个新产业市场是否足够大？有可能“元宇宙”会经历一个泡沫爆发期后就从此沉寂，也有可能在泡沫之后才会真正崛起。

在分析元宇宙交通行业应用方面，可以通过元宇宙的四维度交叉定义：时空性、真实性、独立性、连接性来引出原宇宙交通行业应用的相关属性。

1、从时空性来看，元宇宙是一个空间维度上虚拟而时间维度上真实的数字世界——这决定了元宇宙的交通行业应用一定是虚拟的，不会完全替代真实的交通行为或工程。

2、从真实性来看，元宇宙中既有现实世界的数字化复制物，也有虚拟世界的创造物——这决定了元宇宙的交通行业应用一定是虚实结合的，并可以用来指导真实的交通行为或工程。

3、从独立性来看，元宇宙是一个与外部真实世界既紧密相连，又高度独立的平行空间——这决定了元宇宙的交通行业应用一定可以独立运作或运行，并可不影响真实的交通行为或工程。

4、从连接性来看，元宇宙是一个把网络、硬件终端和用户囊括进来的一个永续的、广覆盖的虚拟现实系统。——这决定了元宇宙的交通行业应用一定可以不受时间空间约束，并可以塑造一个更广泛更持久的虚拟交通行为或工程。

通过这四个维度分析，我们基本可以得出元宇宙的交通行业应用的一个未来展望，实际上有的应用已经有了元宇宙的影子或者雏形。

“数字孪生”通常是指在设备或系统“物理实体”的基础上，创造一个数字版的“虚拟模型”，如同在平行的数字世界，有一个和物理世界一样的“双胞胎兄弟”。

对季节、气象、变迁、基础设施等时空场景的精细仿真，将对各交通要素的管理力度从表面整体延伸到了内部构件，融合IoT、视频、全景、业务等数据，形成动态的、高度仿真的孪生数字交通平台。

正如中国移动通信研究院车联网所所长牛亚文所说“交通元宇宙是交通数字孪生的升级，将实现交通虚拟世界与物理世界的融合共生，衍生出更加丰富、更具想象力和创造力的应用场景，打造多元的第三空间。”

02、交通仿真

元宇宙的核心实际上就是数字仿真技术，通过感知、定位等信息技术，在高精度地图基座中构建交通场景仿真和车辆动力学软件的运行环境，它可以将道路、车辆、环境、气象甚至人等真实信息通过元宇宙端口接入，构建类真实的交通时空框架，并通过数据安全和隐私保护策略，使得交通仿真更加贴近真实、更加精准。

设计和开发人员基于产生的高度仿真结果，评估交通算法或系统的安全性。

自动驾驶是一项复杂而艰巨的工程，早在2016年，兰德智库就指出，一套自动驾驶系统至少需要测试110亿英里，才能达到量产应用条件，主要考验的便是自动驾驶系统的安全性。

110亿英里，相当于环绕地球超44万圈，这是一个有生之年都难以完成的任务，所以必须通过先进技术加速这个验证过程，同时还不能违背客观规律。

如果利用通过数字模型简化替代真实世界的仿真测试，是否能以几何级速度提升自动驾驶系统测试效率呢？

那可能要看元宇宙能否最大限度的模拟真实场景了，在真实路测之前，数字世界对真实世界的孪生度越高，对自动驾驶系统的测试和数据反馈就越是精准，但如果按照目前的仿真测试的话，似乎还要有很长的路要走。

要构建一个完整的自动驾驶元宇宙环境，就要对影响驾驶安全的气象条件、周边车辆、道路环境、道路行人等各种概率的交通事件的随机组合模拟，并与数字孪生的高精度时空框架相融合，形成聚合和极限道路测试，这样就可以无限接近和覆盖现实交通世界中的交通事件概率，有效考验算法的完整性和弹性，并通过并行仿真测试大幅缩短测试时间。

元宇宙模拟了一个虚实结合的动态世界，并在这个世界与真实道路世界之间提供了一个交互接口，数以万计的自动驾驶车辆可通过这个接口并行测试，应对海量测试样例场景以逼近真实概率，促进了安全性与测试效率之间的良性循环，所以自动驾驶仿真的元宇宙可以说非常值得我们期待。

目前交通基础设施建设的各个环节数据和管理相对脱节，目前通过BIM技术应用，已经初步把工程设计、建造、管理中的某些环节打通和整合。

随着BIM技术应用不断深化，交通设施全生命周期管理将全部贯穿，形成基于BIM技术的虚拟交通世界，同时也搭建了一个基础交通元宇宙基座，有助于人们在交通基础设施的设计、施工、运营、养护各个阶段的深度参与和高效应对。

扎克伯格曾提到：“从第一天起，隐私和安全就需要被植入元宇宙。开放标准和互操作性也是如此。”交通和安全密不可分，随着信息技术发展，交通中“人、车、路” 三大要素越来越智能，安全是必然要面临和必须要解决的重要问题。

在元宇宙进入众多交通应用层面时，安全问题也是首要考虑的问题，同时也可通过元宇宙交通应用，发现交通中隐藏的深层安全问题，如通过引入桥梁参数和动态变化，发现和判断微量形变会不会带来重大交通事件。

通过引入十字路口信号灯、行人和车流信息判断路口渠化和信号控制的合理性等等。

另外在应急管理和指挥方面也可以发挥元宇宙的效果，如一个边坡的参数和周边环境及人员动态变化引入虚拟环境中，加上可能存在的滑坡风险参数和模型，通过过程演变，判断灾害影响范围大小和应急处置策略的可行性。

交通运输是碳排放大户，同时交通具有点多、面广特点，如何针对交通碳排放，精准监测、精准施策，以实现双碳目标，是行业需要考虑无可回避的问题。

在交通层面，要加快交通基础设施建设和运营的数字化转型，加速数字技术在建设管理中的应用，打造“数字交通大脑”，形成路段、枢纽或者区域交通的碳达峰、碳中和监测的数字化体系，全面实现行业“碳监测”，对重点企业、行业和区域的监测数据进行实时传输，实现各类碳数据动态关联共享、标准化、即时化。

依托“数字交通大脑”，利用交通双碳元宇宙—交通排放孪生系统，精准映射、虚实融合、模拟仿真等核心能力，实时跟踪评估交通、工业和生活等多种场景下的碳排放情况，实现碳排放超标自动发现、碳排放足迹追踪回溯和要素资源高效配置，为交通碳排放进行高效管理与规划提供支撑。

交通离不开人的参与，有人的业务就离不开培训、交流、宣传等事项，而交通人的交流往往还需进入实际环境才能更加深入体会、深刻理解。

汽车、轮船、火车、飞机等驾驶培训就可以基于元宇宙在和真实环境一样的虚拟情况下进行，达到预期培训效果直接进入实战。

对于现场实地考察的交流，四面八方的参会人也可以同时通过不同接口进入交通元宇宙里进行现场踏勘、数据采集和真实感受，如同真在现场一样的进行相关操作和体验。

对于汽车行业，在未来高等级无人驾驶普及之后，人们在车上的时间将不再需要注意路况，可以利用路上时间通过车辆终端接入元宇宙中，进行工作、开会、交流等，此时的汽车也不再只是交通工具，而是一个元宇宙的接口。

最后还得说明一点，哪怕对元宇宙最抱有希望的扎克伯克也不认为元宇宙能在短期内实现。

但他对元宇宙的未来充满乐观，他说：“我们希望，在未来十年内，元宇宙将有10亿用户，拥有数千亿美元的数字商务，并为数百万创作者和开发者提供工作岗位。”

同样我们也可以对交通元宇宙充满期待，探索不同交通应用场景，但同时也要客观冷静的看待它的发展和演变，交通运输是一门应用型学科，对这些新概念要不蹭热度，不受制约，守好交通运输为民服务的初心。 

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