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自动驾驶不会解决拥堵,还会加剧拥堵

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大家好,很荣幸收到米其林跟一席的邀请。今天的主题是未来交通,但在谈交通、谈未来之前,我们首先要知道现在面临什么挑战。

自动驾驶是把双刃剑,想用它解决交通拥堵还得会科学使用

关于自动驾驶是会加剧拥堵还是会减轻拥堵的争论似乎一直都没有停止过,2018
年 6
月底公布的一份世界经济论坛关于自动驾驶的研究报告为本已火爆的争论又浇上了一勺热油。

第一件事情,对我们来说很重要的是气候问题与减排的工作。大家觉得这离我们很远,但拉近一点看一下,这是全球平均气温上升2度时,浦东新区跟海平面的关系。

2016年感恩节,洛杉矶的405高速10年一遇的大拥堵引发全世界的反思。

这份报告指出:未来十年,随着自动驾驶汽车和各类出行服务的发展,城市中心的交通拥堵现象不会减少,反而会加剧,人们在城市中心的出行时间也随之增加。

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Lamm/Courtesy Climate Central

在20世纪70年代时,巴西有两个完全不同的造城模式,一种是以小汽车导向的首都巴西利亚,类似今天的雄安,很多基础设施提供给新城市的私家车出行,但等建成后就发现街道里出现大量的交通拥堵。

最近的一份新研究也为这一观点提供了佐证。

这是4度之后的关系。

第二个是以公共交通导向的库里蒂巴,经济上跟巴西利亚不分上下,
但只有一条超级公路。1990年,它被联合国命名为“生态之都”和“世界三大生活质量最佳的城市”之一。

加州大学圣克鲁兹分校教授亚当 • 米拉德 – 鲍尔 ( Adam Millard-Ball )

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在《交通政策杂志》上发表的一项新研究提出了一个令人信服的观点,认为自动驾驶汽车将进一步大幅增加交通流量。米拉德

鲍尔预测,随着越来越多的自动驾驶汽车能解放人们的双手,汽车将为成为人们休息的空间,驾驶汽车的里程可能会变得更长,街上的汽车数量也可能会呈指数级增长。

就目前而言,相较于公共汽车、地铁、火车等公共交通,汽车占据的道路空间大有
” 三分天下有其二
“。自动驾驶汽车的普及以及相较传统叫车服务更低的收费,可能会导致那些没有驾照,或者不敢开车上路的人放弃公共交通,而更多地选用自动驾驶出行服务,这样自动驾驶汽车的数量将不得不持续增长,导致路面车辆增加,闲置车辆也同步增多,这些都是造成交通拥堵的潜在隐患。

在这种背景下,米拉德 –
鲍尔教授提出了未来对自动驾驶汽车实行『拥堵动态定价』的观点。

与电价阶梯收费类似,『拥堵动态定价』是指在高峰时段对行驶在市中心或指定拥堵区域的车辆按时间段的不同收取不同的拥堵费用,从本质上讲,道路越拥挤,收取的费用就越高。

目前,伦敦,斯德哥尔摩,新加坡和其他国家的一些城市已经开始对高峰时段行驶在市中心或高速公路上的车辆收取拥堵费用。美国德克萨斯州,科罗拉多州,佛罗里达州,北卡罗来纳州和弗吉尼亚州等州也正在建设收费公路或车道,或采用拥堵定价以缓解交通拥堵。

结果表明拥堵定价确实可以有效缓解交通拥堵,带来积极的影响。伦敦的区域拥堵收费方案启动后,拥堵率降低了
25%,平均行驶速度提高了 30%。

拥堵定价另一个好处是:由于道路上行驶车辆的减少,燃油使用率也会相对下降,因此产生的汽油税或天然气税也会相对下降。众所周知,汽油税的下降将会重塑交通运输业,推动电动汽车
的发展。目前美国很多州已经有一些电动汽车在收费公路上免费通行。未来,所有自动驾驶汽车可能都是电动的。

自动驾驶汽车缓解交通拥堵是个骗局 ?

实际上,在此之前行业内流行的观点都是 “AV 可能是解决交通拥堵的救星
“。那么,新观点的提出是不是意味着这个看法被彻底推翻了 ?

未必 !
在小编看来,之所以会得出两个截然不同的结论是由于各自研究的前提条件和切入不不同。

人们认为自动驾驶可以解决城市拥堵问题源于一个科学依据,那就是它可以解决 ”
幽灵塞车 ” 现象,避免因刹车波引起的交通拥堵。

『幽灵堵塞』现象并不是由驾驶技术不好或者驾驶习惯不好的司机造成的,也不是交通事故、道路施工或警察封路的缘故,而是因为整个道路上,不同车辆加速的节奏不同步引起。当一条道路塞满车辆时,大家总是开车太快、更车太近,只要造成了短暂的滞留,就会引发后方一系列的堵塞。

伊利诺伊大学香槟分校的研究者在 2017 年进行的试验表明:当道路车辆有 5%
是自动驾驶车辆时,就可以消除由人工驾驶行为导致的启停波浪。

数学专家 Benjamin Seibold
去年对复杂交通状况的数据模拟也支持这一观点,结果发现:只要有 2%
的自动驾驶汽车,就能减少 50% 的 ” 幽灵堵塞 ” 现象。

无论自动驾驶去是否能减轻交通压力,我们都应该认清一点:解决交通拥堵非 ”
一车所能为 “!

首先,要想让自动驾驶汽车在缓解交通拥堵方面做成贡献,就必须达成两大条件,一是自动驾驶技术要升级到
L5 级别,实现完全自动驾驶 ; 二是自动驾驶汽车普及率要达到
100%,也就是路面上不再有人类驾驶的车辆出现。在这样的情况下,凭借智能交通管理系统以及自动驾驶技术的优势,拥堵问题或许能够最大化缓解。

不过,很显然,交通拥堵是一个系统性问题,并非一项技术的应用就能轻易解决。从某个方面来说,自动驾驶汽车也许将是缓解交通拥堵的重要手段,但是并不意味着就是唯一的手段。事实上,交通法规、基础设施、其他交通工具以及人类的行为等,都是影响交通拥堵与否的主要因素。

并且,自动驾驶汽车的商用价值也不仅仅局限于解决交通拥堵,其更大的意义在于推动汽车产业的变革和创新交通出行体验,从而催生出一片新的市场蓝海。更大胆的想法是,也许未来人们对于交通拥堵或许不会再如此敏感,毕竟相对于曾经在狭窄的空间内煎熬,自动驾驶汽车能提供更广阔的空间和更有趣的服务。当车上时光变得美好,拥堵或将不再那样令人烦躁。

也就是说,海平面上升8.9米的时候,上海95%以上的土地是在海平面之下的。

和库里蒂巴相似,哥本哈根在此基础上发展到5条超级主干道,其五根“手指”的分布与高密度用车环境非常匹配,这就是著名的哥本哈根手指规划,其也被誉为指状城市(FingerCity)。

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Central. “Surging Seas Seeing Choices,” n.d.
.

汽车在带动国家经济发展、提高国民生活水平的同时,也引发了如道路拥堵、气候变化、环境恶化、城市扩张等问题。

这也就是为什么在2015年的巴黎气候协定里,中国自己承诺要减排20%,是世界上最大的减排国。自主减排的意思是说我们自己主动去减排,并不是国际社会强压给我们的一个责任。这是因为如果不解决气候问题,我们所有沿海的城市,最发达的经济体都没有未来。

除了合理的城市规划建设外,自动驾驶汽车被认为是解决交通拥堵的良方。

第二件事情是,交通对环境质量有非常大的影响。这儿有一个有趣的研究,是伦敦对空气中氮氧化物浓度为期一个月的观测值。你可以发现它每天都是有规律地波动,但突然有一天它的值非常低,第二天又迅速升高了。

解决拥堵or加剧拥堵?

这一天发生了什么呢?那天是城市公路自行车赛,整个伦敦城区都禁止小汽车驶入,所以这一天氮氧化物浓度就非常低。

人们认为自动驾驶可以解决城市拥堵问题源于一个科学依据,那就是它可以解决幽灵塞车现象,避免因刹车波引起的交通拥堵。

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London air 2016, graphic by @lastnotlost

正常行驶情况下,如果一个人用3分的力度踩了刹车,后面的人就会用5分的力,再后面的就会用10分的力,这种刹车波的传递会导致行驶缓慢甚至堵塞。

另一个问题是城市扩张。这是过去200年上海跟北京的城市面积,刚开始几乎没有什么变化,看上去就像是静止的。但突然在过去20年,“轰”地一下它就爆炸出去了,因为小汽车开始进入家庭。

其次,自动驾驶会比人更守规矩,它不会闯红灯,也不会随意变道,这样会减少因为交通事故导致的大拥堵。

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大数据车险UBI( Usage Based
Insurance)的业务展开就是缘于人们在日常开车中的这些坏习惯。它通过车内安装多个传感器和黑盒子,可以实时检测驾驶行为,比如以踩刹车、踩油门的力度跟同一区域的其他车辆行驶数据做对比,如果存在激烈驾驶,那么或许第二周你将收到昂贵的保险费用。

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最后,大部分私家车会被自动驾驶打车服务所替代,平均出行时间会减少,整体的停车位需求也会减少一半。

城市扩张导致大量的土地被道路基础设施所占据。所以在谈到未来交通的时候,如何来遏制这种疯狂的城市扩张,也是我们面临的一个挑战。

但现在,却有人对于自动驾驶会减少交通拥堵的结论说“不”。

还有一个挑战是城市交通拥堵。我们对交通拥堵的治理一向存在着两种解决方案,一种是调整出行结构,帮助大家调整出行方式,从小汽车转移到其他的交通工具。

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6月25日,由米其林赞助的一场聚焦城市交通可持续发展的主题演讲上,世界资源研究所中国可持续城市项目主任刘岱宗却认为,自动驾驶不仅不会彻底解决交通拥堵,可能还会加剧交通拥堵。

另外一种模式,比如这是洛杉矶的405高速,它提供了大量的土地,满足小汽车出行的需求,哪里堵了我就修桥架路,4条车道堵了,我就修20条车道,也就是不断地提高供给。

为什么?

图片 15franckreporter.
Los Angeles Crossway Junction Aerial View. Gettyimages.com. E+. Accessed
July 9, 2018.

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那这种方式是不是有效呢?我们来看两个例子。墨西哥城也是一个非常拥堵的城市,它为了解决这个问题,花三年修了一条隧道。这段录像是我的同事在它开通3个小时之后拍摄的。有趣的是,一条修了3年的隧道,在运行的第3个小时就出现了拥堵问题。

首先,实现了自动驾驶的汽车如e-Palette没有了方向盘、变速器,甚至连中控台都没有,这么一个纯洁的空间,可能会成为休息室、办公室、甚至是厨房、移动房车,那么自然而然的人们在车上待的时间就会更长,导致车辆行驶时间也会更长,这无疑会加剧拥堵。

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世界经济论坛、波士顿咨询集团和波士顿市联合发布的的一项最新研究也表明,未来十年,随着自动驾驶汽车和各类出行服务的发展,市中心的交通拥堵现象不会因此减少,反而会加剧,人们在市中心的出行时间也随之增加。

而前面我们看到的洛杉矶405高速,在2016年感恩节出现了双向拥堵的景象,上了BBC跟CNN的头条。在国内还好,通常是出城和进城选一个方向堵,而这里是双向都在拥堵——这种情况几乎无解,所以这样的修路方式没有办法从根本上解决拥堵问题。

根据这一研究,虽然在远离市中心的区域,大部分私家车会被自动驾驶打车服务所替代,该区域人们的出行时间将会缩短4%。但在市中心,自动驾驶汽车更多地扮演着短途公共交通替代品的角色。相比之前,人们的出行时间反而延长了5.5%。

图片 19Going Viral.
Thanksgiving Traffic Jam Los Angeles 405 Freeway at Complete Standstill
11/23/2016, 2016.

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当然最后一个问题还是老问题:人口的继续城镇化,城市居民人口将来会由原来的7.7亿变成10亿多。

其次,由于汽车导致的城市扩张,自动驾驶又解放了驾驶员,“有可能你在CBD上班,却住在平谷,反正不需要你来开车,在上下班途中,你可以在车上工作,甚至睡个回笼觉”,这样需要行驶的距离就更远,也会增加交通拥堵。

结合这些挑战,我们再来讲未来交通会是什么样的。我在后面会讲非常非常多时髦的技术,但在讲技术之前,我先给大家看一下这张照片。

早在2014年,丰田汽车集团也表达过同样的顾虑,认为自动驾驶汽车可能会导致城市的扩张和各种污染。

这张是非常著名的关于技术陷阱的照片。大家去二楼是做什么?想去健身、跑步,但今天为了响应节能减排,就希望电梯是新能源的、太阳能的。但这真的是你需要的技术吗?其实上二楼健身,最简单的方式就是把电梯取消,走上去就好了。提供电梯只是为了技术而技术,但实际上并没有解决任何问题。

那么,在自动驾驶下,如何才能彻底解决拥堵问题呢?

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自动驾驶+共享出行+路缘管理

做好这个准备,我们就可以进入下一个环节了。下面我提到的这些都是正在进行实验,或者是已经开始应用的一些交通领域的新技术。

目前比较理想的是自动驾驶+共享出行模式,也还有一些其他的技术支持。

第一个很简单,是城市级的按需出行服务,比如今天的滴滴、Uber都是这种模式的服务,你不需要自己再开车了。

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经济合作与发展组织下属的一个交通机构研究称,如果无人驾驶和共享出行结合,80%-90%的人不再拥有小汽车,这样也可以更好的迎接城市交通及功能化建设的转型。

第二个是车辆互换的服务,这也蛮有趣的。比如以前一家三口一辆小汽车就够了,但现在都可以生二胎了,再加一个保姆或更多人,可能很多人就开始换七座的车。不过说实话你并没有多长时间需要七座的车,这样就可以使用车辆互换服务。也就是说,我平时都开五座的车,当我需要七座的车的时候,我就在平台里找,然后跟他换一下车。

车辆互换服务是一种比较可行的办法,通过加入互换联盟,可以交换自己所需车辆,比如当你需要7座车或者当你需要搬家需要一个轻型卡车时,都可以通过互换来完成,这就减少了个人拥有的汽车数量。

图片 26Ford. “Ford
Smart Mobility.” Ford, January 7, 2015.

有一种理想的技术,汽车在行驶时车上的传感器就会做一个“扫街”的动作,看到有空闲的停车位,就会报告给平台,其他车辆也可以在平台上看到这个消息并自愿前往,这种模式更像是一个“交通观察员”,能避免了车辆随意停放导致的交通拥堵。

再下面这个叫特定社群的共享汽车。今天共享汽车大家都扔在街上,谁都可以开,但他们在尝试一种想法,比如我跟同事之间来进行车辆共享,或者一个小区内进行车辆共享,成为一个社群,这样大家的目的地或起点都是一样的。这些人有共同的社会或者地理属性,更容易找到车,效率更高,而且也不需要大量去布车。因为并非完全的陌生人,互相之间容易建立信任感。

还有一种路缘管理技术。

图片 27Ford. “Ford
Smart Mobility.” Ford, January 7, 2015.

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第三个叫作再定位技术。大家肯定经常有这样的感受:每次需要停车的时候,你家楼底下的停车位老被人占满,或者你去商场的时候,靠近电梯的停车位老被人占着。但其实远一点的地方有很多空车位,只是你不愿意走。

2016年,美国西雅图开始执行这种路缘管理政策,根据道路的功能定位,优先把道路空间分配给公交车站、公交车道、自行车道等设施。

远程再定位技术就可以帮助你。你到商场电梯门口下车以后,用遥控器把车开到五六百米外,再找个车位停就可以了。

余下的路缘空间会优先满足对公交运行和临街商业具有兼容、促进性的需求,如公共自行车站、临时卸货区等。

弗吉尼亚理工大学现在在高尔夫球场做测试。平时高尔夫球场有球童给你开车,你打着球走远了,他开车过来接你。但现在只要操作一下,高尔夫球车会自动过来接你。这个测试目前已经很成功,将来可能会运用到提高远端停车位的效率上。

剩下的路缘空间则可以用来营造更好的城市环境,比如迷你公园及供小汽车和网约车临时上落客的车位,或根据需求配置普通停车位,包括短时停车位、一小时停车位、多小时停车位、以及更长期的“车辆储存”车位等。

图片 30Ford. “Ford
Smart Mobility.” Ford, January 7, 2015.

2017年10月,Google的姊妹公司Sidewalk Labs
和多伦多湖滨开发公司(Waterfront
Toronto)正式宣布合作开发Quayside地区,并将这个项目命名为“Sidewalk
Toronto”。

接下来是非常有趣的路缘管理技术。可能在国内停车很简单,停在路边就好了,但是国外的路缘管理非常复杂。有些地方只能本地居民停车,有些地方是只能用来上下货,有些地方停留10分钟后必须要走,有些地方可能停4个小时都可以。所以这个APP导航的时候就会给你各种各样不同的停车方案。

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这座“谷歌未来之城”目的便是解决全球最具挑战性的都市病并打造宜居社区。在这个社区出行量分配里,公交占40%,步行占35%,共享出行占10%,小汽车占15%。

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“Appyparking,” 2018.

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这个停车观察员的技术也是脑洞大开,它会在小汽车两边装很多传感器,当你开车的时候,传感器会扫描大街两侧的停车位,一旦发现空档就会上报。如果每一辆车上都装着传感器,大家就可以随时掌握所有空车位的信息。

当然,公共交通也要从一维的线路级,即车辆固定在一个线路上,乘客在站点等车,到另一个站点下车的模式,升级为网络级。

图片 37Ford. “Ford
Smart Mobility.” Ford, January 7, 2015.

网络级的公共交通方案是二维化的运营,可服务的地区更广,乘客可以随意在这个网络上任何一个离自己最近的地点上车,离自己最近的地方下车。

下面这个叫作大数据驱动车险。当你承诺装这个黑盒子时,只需要支付非常便宜的车险费用,但同时你的驾驶行为也会被保险公司监测。

目前已经有公司提供了网络级的公共交通方案,并且已经在伦敦测试。

图片 38Ford. “Ford
Smart Mobility.” Ford, January 7, 2015.

这个黑盒子是做什么的呢?它会统计你所有的驾驶行为。比方说刹车板一个狠踩踩到底是十级的话,你踩半满就是五级。如果在大数据中,你一周踩满十级有10次,别人都踩5次,那对不住,第二周你的保险费就会上涨。

只要老老实实地开车,你就一直会有非常便宜的车险,但一旦你疯狂驾驶,第二周你的保险费用就会非常高。还有更狠的:连方向盘转一度它都能记录到,所以你总急转弯,打满180度,一周打10次,第二周的账单就又要涨价。

当然还有最重要的自动驾驶技术。为什么行业里都在推崇自动驾驶呢?因为大家都觉得自动驾驶会有很多正面的效益。

大家知道为什么有时候会出现拥堵吗?在路上,如果任何一个人踩了一脚刹车,后面的人因为无法判断他是踩十级还是踩五级,所以都会放大这个刹车,前面踩个三级,我后面一定踩六级,再后面就踩九级,到最后面就会拥堵。

图片 39Spinkle,
Jonathan. Self-Driving Cars Experiment Demonstrates Dramatic
Improvements in Traffic Flow, 2017.

使用无人驾驶的话就很简单,因为雷达可以探测和及时读取前车的速度,它可以轻松判断前面到底是踩三级还是踩四级,然后后续也使用同样的三级四级来应对,它会阻止刹车波的放大。

另外一方面,很多人说无人驾驶车跟车之间通讯可以做得很好,所以不需要信号灯。这是MIT在做的测试,车辆可以无缝地接连通过。

图片 40上方白色是无人驾驶模式,下方红色是传统信号灯模式视频来源:MIT
Senseable City Lab. Drivewave, n.d.

但这里面有一个非常大的问题就是,里面所有的交叉口只有车通行,它没有人通行,而人不是规律的动物。未来无人驾驶如何在这种路口进行判断,怎么跟人交流,这是很麻烦的,因为可能印度人、中国人、德国人的过街习惯都不一样,不同年龄的人习惯也不一样,这就面临很大的挑战。

无人驾驶还有一个非常大的问题:它会延长大家在车内的时间。最左边是丰田公司今年1月份刚发布的e-Palette。未来无人驾驶了,没有方向盘,没有刹车板的时候,它可以变成厨房、卧室、办公室……它会成为人的空间的延伸,而不再是个驾驶工具了。