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写在前面：

通过调研国际顶尖咨询机构和科技企业，研判关键技术发展现状及演进趋势，重点梳理新技术对交通发展的多元化影响。聚焦交通行业关键问题，从超前谋划、超前布局的角度，聚焦基础设施、能源结构、装备工具、运营组织、交通治理、出行服务和产业体系七大重点方向，提出中国未来交通发展的合理化策略措施。

孙超

深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 高级工程师 智能研究院副院长 解决方案中心副主任

近代以来，世界经历了蒸汽化、电气化、信息化和数字化四次科技革命，当前正处于第四次科技革命的风口浪尖。以大数据、云计算和人工智能等数字技术为主导的世界新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，新技术加速交通与产业融合发展，自动驾驶、智慧公路、超级高铁等新技术、新业态、新产业、新模式不断涌现，催生交通基础设施、运营组织、治理模式、出行方式和能源结构等层面颠覆性变革。

新兴科技逐渐成为国际竞争普遍关注的焦点，美国、欧洲、日本等发达国家和地区全面布局自动驾驶、新型基础设施和出行服务等发展战略。为迎接新一轮科技革命的发展浪潮，美国、欧洲和日本等发达国家和地区结合自身发展诉求，因地制宜地制定中远期15~30年的交通发展战略和近期3~5年的政策措施。美国以基础设施智能化升级和自动驾驶技术创新研发为抓手，全面推进多模式多场景车联网应用示范[1]。欧洲关注节能减排和出行即服务(Mobility-as-a-Service, MaaS)的应用推广，通过区域网络设施升级和服务整合推进欧洲交通一体化协同发展[2]。日本以高速公路和重要交通枢纽为载体推进新型基础设施更新升级，推动基于ETC2.0的高速公路网精准需求管控和协同出行服务应用[3]。

中国全面统筹区域协同发展、能源安全、运输转型升级等重大战略，将新兴科技作为新时期新旧动能转换的核心驱动力。国家战略层面出台了交通强国、数字中国、新基建等战略规划，推进京津冀、长三角、粤港澳大湾区等城市群协同发展，国家相关部委积极发布新基建、智能汽车、人工智能等政策指引，加速新技术与交通运输的融合发展[4-7]。但中国仍面临区域协同发展不平衡、交通运输转型升级慢、自动驾驶等装备创新突破少、出行服务品质不高等发展瓶颈。本文旨在研判世界新一轮科技革命对未来交通发展的影响，从基础设施、能源结构、装备工具和交通治理等层面提出行之有效的应对策略，助力实现中国未来10~20年从追赶者到引领者的历史性跨越。

形势分析

随着中美贸易紧张局势升级，全球经济下行风险增加，中国经济进入了新常态，由过去高速增长变为中速增长，GDP增速由过去30年的平均10%下降到如今的6%左右。在经济新常态背景下，新一轮科技革命成为社会经济发展的新动力，为交通高质量发展提供了全新动能。

区域一体化进程加速，交通成为区域协同发展和国家竞争力重要载体

中国城镇化进程已步入都市圈发展新阶段，2019年城镇化率达60.6%[8]，欧美等发达国家城镇化率普遍在80%左右，有的甚至超过90%(见图1)。按照世界主要国家城镇化进程发展规律，未来15~20年中国仍将保持年均0.8%~1.0%的增速，人口和产业效应将加速集聚。未来中国将形成长三角、京津冀、粤港澳大湾区、长江中游以及成渝五大超级城市群，区域一体化态势明显。在区域一体化发展战略下，交通成为人流、物流、资金流、信息流集聚的重要媒介，将助推区域设施布局优化、空间网络互联互通、运营服务能力协同等功能升级，全面支撑区域协同发展和国家综合竞争力的提升。

图1 世界主要国家的城镇化进程

基建投资规模持续增长，新基建成为拉动新一轮经济增长新动能

随着基础设施投资规模持续增加，传统交通基建格局逐渐趋于完善，以传统基建拉动经济增长的旧模式难以为继。未来10年，中国基建将由传统基建(铁路、公路、机场等)向新基建(信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施)过渡，交通功能性建设、基础设施智慧化提升日趋重要。2019年中国数字经济总规模占全国GDP的36.2%[9-10](见图2)，以新基建主导的数字经济成为新一轮经济增长的新动能和产业升级的新机遇。

图2 2008—2019年中国数字经济总体规模及占GDP比重

人民生活水平普遍提升，高品质出行服务成为体验经济时代新焦点

十九大报告指出“我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”。近年来，北京、上海、广州、深圳等一线城市的出行特征呈现结构性变化，非通勤出行比例普遍从2005年30%提升至50%以上(见图3)，相比2005年，全国主要城市平均出行时间增加17.5%、出行可靠性降低20%[11]。短缺供应时代形成的以效率和通达为主导的出行需求，正逐渐向体验经济时代高品质的门到门、一站式出行服务需求转变。人民群众美好出行需求由量变到质变，从“走得了”向“走得好”转变，打造人民满意的高品质出行服务体验迫在眉睫。

图3 国际城市居民非通勤出行比例

中国能源结构较脆弱，以新能源为核心的能源结构转型之路势在必行

中国能源产业结构高度依赖煤炭(2016年约62%)，较全球平均水平高出34个百分点(见图4)。交通能耗作为中国第三大能源消耗(占总能耗20%)，2050年在电力能耗中的占比将增加3.5倍。受国家鼓励政策影响，新能源汽车保有量增长迅速，预计2050年新能源汽车保有量将超过汽车总量的40%。因此，能源发展战略需提前布局，推动以电能、氢能等新能源为核心的交通能源结构转型。

图4 2016 年全球与中国一次能源消费结构

物流运输需求稳定增长，货运智能化是综合运输降本增效重要突破口

中国物流运输需求量稳步增长，2018年货运量达514.6亿t，运输规模巨大。当前中国物流运输仍以高成本、低效率的公路运输为主，2018年公路货运量占比高达76.9%(见图5)，物流运输正进入以降成本与提效率为核心的管理运营新阶段。同时，运输全球化趋势进一步加强，为满足现代化经济体系建设和人民群众货运需求，未来将依托新技术全面推进综合运输向联程联运、互联互通方向发展，加快传统货运向智能化货运转变，这是提升综合运输发展整体水平的重要方向。

图5 全国各种运输方式货运量结构变化

科技推动交通与产业深度融合，催生新的运营组织和出行服务模式

随着大数据、人工智能、5G和自动驾驶等新兴科技的集群式创新突破，交通与制造、能源、服务等产业交叉融合态势愈加明显，新的基础设施、新的运营组织、新的管理服务模式不断变革。美国智库研判基于自动驾驶的电动化共享出行将成为未来主要的出行方式，2030年自动驾驶电动共享车辆将占美国小汽车保有量的60%并承担95%的客运车公里，40%的个人内燃机汽车仅承担5%的车公里。高德纳咨询公司(Gartner)2020年技术成熟曲线(见图6)表明，5G、人工智能等技术将在2~5年内成熟并开始规模化应用，城市复杂交通网络的感知—传输—计算—研判能力将快速迭代，个体出行活动链感知、海量数据实时传输、超大网络节点秒级计算和大规模路网实时仿真成为可能(见表1)，为交通颠覆性变革提供新契机。

图6 2020年高德纳咨询公司技术成熟曲线

表1 感知—传输—计算—研判多层次管控能力现状与未来需求

影响研判

聚焦国际、国内顶尖机构和科技企业的技术发展变革研判，全面调研麦肯锡、MIT、德勤、高德纳等国际顶尖咨询机构以及华为、腾讯、阿里、百度等顶尖科技企业战略布局，研判物联网、5G、人工智能等关键技术演进趋势，从不同维度梳理分析新一轮科技革命对交通发展的影响。

新技术革命以数字化为主导，将引发交通基础设施的大调整、大变革

一是交通基建方面，如何以智慧道路、智慧枢纽等融合基础设施为载体，构建数字泛在的交通感知网络，支撑城市运行的长期跟踪监测和实时动态响应，实现传统交通基础设施运营管理能力的整体提升。二是赋能基建方面，如何搭建一整套面向不同规模城市、不同场景、不同运算要求的交通大数据平台，实现亿级交通实体和海陆空铁复杂交通网络运行的快速推演研判，为城市交通规划建设决策和运营管理服务提供底座支撑。

新技术的突破应用为未来交通能源结构的变革提供全新的提升窗口期

一是能源路径方面，美国、欧洲和日本针对本地发展实际制定了多项新能源发展战略。面向未来能源技术发展的不确定性，中国应从能源安全和能源结构优化方面考虑，结合能源生产、运输、存储等技术成熟度制定适宜国情的新能源发展路线。二是发展政策方面，在新能源补贴退坡、里程焦虑等因素下，如何通过政策激励、制度引导等措施提升新能源车辆的竞争力，实现国家节能减排的目标。

科技革命为中国发挥后发优势、推动装备技术换道超车提供重要机遇

一是装备技术创新突破方面，如何进一步突破汽车、飞机、船舶、低真空管道等技术瓶颈，并保持中国在磁悬浮高铁、桥梁隧道等装备工具核心技术的领先地位，实现交通载运工具技术体系换道超车。二是自动驾驶发展路线方面，当前中国自动驾驶发展路线不明晰，处于后发跟随状态，如何结合城市发展阶段、人口密度分布、主要产业特征、交通结构等因素，差异化选择车路协同或单车智能的自动驾驶发展路径，实现自动驾驶技术创新突破。

科技创新将为未来交通运营组织模式的跨越式发展提供全新机会窗口

一是公共交通变革方面，面对中国大城市公共交通补贴持续增加但公共汽车客流量下降、公共汽车与地铁等多方式竞争加剧困境，如何精准识别客流OD需求实现大公共交通体系精准需求匹配，构建高效运行的公交都市2.0和智慧地铁体系。二是物流运输方面，聚焦优结构和降成本目标，如何通过提升行业信息共享度和透明度，夯实基础设施、打通标准壁垒、优化运输与消费衔接，是打造高效率物流运输的着力点。

世界数字化发展为中国深度参与甚至领导全球数字治理提供重要舞台

一是区域协同治理方面，如何打通跨区域、跨行业数据壁垒，合理配置枢纽、重大通道等资源，提升跨区域交通设施运营服务能力。二是城市精准治理方面，面向道路资源紧约束、交通供需失衡问题，如何通过大数据技术主动精准识别全量交通个体出行活动链规律，构建海陆空铁全方式的一体化管控能力。三是片区精细治理方面，面向技术不确定性，如何以新型工具、新型设施、新型服务为载体，打造精细治理集成示范区。

未来科技将颠覆传统出行模式，催生全程全时、高附加值的出行服务

一是顶层政策方面，如何厘清政府、运输服务商、技术供应商和公众等利益相关者权责，制定MaaS顶层设计政策推动出行服务模式变革。以欧盟为例，2018年欧盟投资10.8亿欧元推进地平线MaaS发展计划，预期提升10%出行效率、降低20%出行成本。二是应用示范方面，如何聚焦公众差异化出行需求，激发企业市场活力，选取合适的应用场景推动示范应用，逐步构建成熟的MaaS生态体系，为出行者提供随需而行的一站式出行服务。

智能化、绿色化的科技发展态势将倒逼传统产业重新洗牌、转型升级

一是产业结构方面，新兴科技将推动交通、制造、服务等产业融合变革，如何突破传统产业转型升级困境，制定差异化产业发展路线促进不同产业间产业结构平衡。二是政策保障方面，如何通过完善人才发展、企业创新制度和投融资等产业政策创新，形成多方式、多渠道、多模式的产业政策体系，引导产业良性发展。

策略措施

立足城市交通高质量发展诉求，从超前规划、超前布局的角度，把握新兴科技对交通发展模式、出行服务模式、交通结构和空间组织等影响变革，锚定未来交通发展目标，本文提出基础设施、能源结构、装备工具、运营组织、交通治理、出行服务和产业体系七大应对策略。

坚持以硬基建带动软基建，打造融合衔接、智慧可靠的基础设施体系

新基建发展背景下，以顶层规划为引领，统筹协调传统基建与新基建的关系，构建融合基建与信息基建相辅相成的交通新基建体系。一是推动交通新基建顶层设计研究，明确交通领域新基建的内涵体系和组成要素，梳理新时期新基建发展的现实需求和政策需求，积极探索交通新基建的建设模式、运营模式、投资模式和保障措施。二是以融合基建和信息基建为载体超前部署交通新型基础设施(见图7)。科学布局融合基础设施的主攻方向，制定完善融合基建标准规范体系，推进以5G、人工智能、区块链、大数据等泛智能技术与城市道路、高速公路、枢纽等传统基础设施融合的新型物理基础设施示范建设，拓展智慧停车、智慧信控、智慧公交等数字业务基础设施建设，全面升级交通运输领域融合基础设施。推动信息基建能力提升，结合城市规模、人口密度、经济财力等因素搭建一整套面向不同规模城市、不同场景、不同运算要求的交通大数据平台及智能网联示范平台，构建城市交通发展的数字底座。

图7 智能交通新型基础设施内涵体系

弹性制定协同化发展路径，打造资源节约、绿色环保的能源结构体系

一是提出交通新能源弹性发展路径。结合能源生产、运输、存储等技术成熟度多视角研判新能源技术发展前景，制定不同周期的弹性能源发展战略，构建氢能、电能、石油长期协同发展路径。若氢能技术提前突破，2050年新能源汽车保有量将从1 000万辆提升至8 600万辆。二是提出全周期全要素的能源发展政策。当前电力(62%)和氢能(62%)主要来源仍是煤炭等化石原料，全周期能源清洁化程度不足。在新能源补贴退坡、里程焦虑等因素下，新能源汽车相对竞争力下降，需要从燃料电池、充电技术、基础设施等方面提出后补贴时期的全周期、全要素交通能源发展政策。

推动智能装备创新性升级，构建先进智能、特色自主的交通装备体系

以自主创新和国际领先为目标，制定关键装备工具创新发展的技术创新和实施路径，推动大型载运工具智能化和自动驾驶自主化集成应用。一是构建先进适用、完备可控的交通设备装备体系，结合智能交通市场需求与应用场景，制定超级高铁、无人驾驶车辆、无人船舶、无人装卸工具等设备装备智能化转型策略。二是因地制宜推动车路协同和单车智能并行发展。结合城市发展阶段、人口、产业和交通结构等因素，坚持城市高密度地区推行车路协同和低密度地区推行单车智能的并行发展路径，推动自动驾驶技术关键性突破。积极探索自动驾驶技术多模式多场景应用示范，优先在园区、港口、机场等区域开展公共汽车、出租汽车，货运、物流车辆的自动驾驶多模式测试和运营示范，由简单到复杂场景实现自动驾驶规模化应用(见图8)。

图8 自动驾驶技术发展路径

优化客货运运输服务结构，构建高效协同、多元共享的运营组织模式

面向未来技术的不确定性和多可能性，坚持包容审慎的管理思维，充分预留新技术和新业态的发展容错空间，推动客货运输智能化提升。一是构建自组织、自生长的面向公共汽车、地铁等多业态的城市交通柔性运营能力。建设智慧公交体系，以智慧公交站台、智慧公交场站为载体，构建平战结合的跨方式快速调度能力，推动“智慧公交站台+线网优化调度+公交车路协同”精准公交2.0建设。建设智慧地铁体系，精准感知轨道交通线网、车站和大客流断面的态势演化，提升突发事件动态量化评估、全周期智能维保和差异化安检等精准运营和跨方式协同管控能力。二是打造高效率、低成本的智能运输体系。推动区块链、人工智能等技术与物流运输的融合衔接，提升行业信息共享度和透明度，夯实基础设施、打通标准壁垒、优化运输与消费衔接，建立全国统一货运信息服务平台，以智慧港口建设和多式联运示范推动货运智能化发展。

创新多层次数字治理路径，打造面向全球、开创共赢的交通治理模式

习近平总书记在浙江考察时提出“让城市更聪明一些、更智慧一些，是推动城市治理体系和治理能力现代化的必由之路”，交通作为城市治理的重要抓手，未来交通将向区域、城市和片区多层次协同发展。一是区域协同治理。打通跨区域、跨行业数据壁垒，合理配置枢纽、重大通道等资源，推动区域交通一体化赋能平台示范建设，提升城市间的交通设施运营服务能力。二是城市精准治理。面向道路资源紧约束、交通供需失衡问题，以城市交通大数据平台建设为契机，全面提升全量交通个体出行活动链规律感知、海量出行信息实时传输、超大城市交通网络节点秒级计算和复杂交通路网动态推演能力，构建海陆空铁全方式的一体化管控体系，实现数据驱动的城市交通治理。三是片区精细治理。面向技术不确定性，选择城市中心区、重点枢纽周边和热点景区，以新型工具、新型设施、新型服务为载体，打造精细治理的集成示范区，推动新业态、新模式先行示范。

重塑体验式完整出行模式，构建优质便捷、个性综合的出行服务体系

坚持自上而下和自下而上的发展路径，政企协同合作，推动构建平等多样、全局最优、自主预约的完整出行体系(见图9)。一是打造以政府引导、企业主导的自上而下发展模式，突破现有行政、数据壁垒，提出分区域、分阶段的差异化MaaS发展路径，推动MaaS体系顶层设计研究和核心关键技术研发应用。二是自下而上由点及面推进MaaS试点示范，聚焦高品质出行需求和出行方式变革，整合全方式出行信息资源，推进MaaS+交通枢纽、MaaS+通勤出行、MaaS+休闲娱乐等一站式出行服务试点，优先在公共交通不发达、出行需求高的地区示范应用。

图9 MaaS发展模式示意

构建开放聚合交通生态圈，建立机制完善、创新驱动的产业发展体系

转变以政府为主导的智能交通建设模式，建立健全智能交通产业良性发展环境，强化市场的资源配置能力，推动交通产业生态圈跨界融合，构建开放聚合的智能交通产业生态圈(见图10)。一是构建政府引导、市场主导的开放包容产业发展格局，政府优化政策扶持和保障措施，企业充分发挥技术、服务、运营等方面优势，提供先进技术、平台产品、技术标准和运营服务。二是突破产业融合、人才保障、企业创新等方面的机制体制障碍，推进区域科研载体、技术产业联盟建设形成全社会合力，助力交通产业转型升级。

图10 智能交通产业生态圈

写在最后

中国交通进入到交通强国建设新时代，需契合国家战略导向，研判世界新一轮科技革命发展趋势的影响，探索未来发展新路径。推进新时代交通可持续、高质量发展，需要着力推动设施设备更加智能、治理决策更加科学可靠、交通组织更加高效协同、交通治理更加精明精细、出行服务更加舒适便捷的交通发展新模式，建成安全、高效、便捷、经济、可持续的智能型综合交通运输体系。