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中国智能交通协会

数字转型下的城市交通治理

2022-01-11   来源:中国智能交通协会


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汪光焘 教授

原国家建设部部长、第十一届全国人大环资委主任


  一、前言

  第一,数字经济、数字社会、数字政府建设,推动各领域数字化优化升级,并将加速进程。数字转型实际上是讲数字经济、数字社会、数字政府一系列问题,但数字转型不仅仅是一个技术手段,更主要它从数字经济的发展带来的人的理念的转变,带来信息化对思维方式、生产方式和社会组成方式的转变。这种转变同时也提到了资源环境的利用问题,由此我们特别要注意到讲数字的时候,信息已经成为市场要素,也就是说数字已经对我们原来的市场基本要素进行了重塑,进行了新的一种探索。

  第二,城市科学是以完整网络体系来认识,从空间维度和时间维度融合来思考城市问题。40年前钱学森提出城市科学问题,提出城市科学要从多学科网络上来认识它,这就提出了研究城市问题不仅要有空间维度,更加要注意时间维度的问题。

  第三,随科技全面进步,新型交通工具兴起,物理空间相互作用,可达性带动城市发展的范式,是工业化时代城市问题研究的基本思考。随着科技全面进步,新型交通工具的兴起,物理空间相互作用的可达性带动城市发展的范式,是工业化时代城市问题研究的基本思考。

  第四,走向数字时代,将改变我们传统认识上的空间和距离,城市的开放性,决定城市交通学是交叉性、开放性、包容性学科。数字时代将改变我们传统认识上的空间和距离,城市是开放性的,城市交通和城市交通研究的学科应当是交叉性、开放性、包容性的。

  我们讲信息化之后,交通问题的解决远远超过以基础设施建设为手段的,而且信息化发展与城市发展目标是紧紧相连的,这相连的不是孤零零的一个系统,而是各个系统互动交融的一个混合网络,而且任何时候的思考必须是城市交通信息化融合在一起思考的一个混合网络问题。特别是数据驱动下,城市交通体系正在加速重构,而且研究的对象已经从交通工具向人民生活美好向往,更侧重人的需求上的转移。回顾这些,是为了阐明今天我要讲的一些内容。

  二、城市交通内涵的现实要求

  (一)城市交通学研究目标和内涵


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图1 城市交通学研究目标和内涵


  城市交通学科系统论方法的研究,可服务于人的需求、组织城市运行,是研究人的行为,是研究经济社会发展为基础的。同时,我们在当前发展阶段,培育都市圈,培育城市群,助力城市交通具有重要的作用,而且包容性的建设新业态是我们城市交通的一个特点,有利于社会公平和服务高效。

  其实这个研究是与当前发展阶段直接关联的,也就是说现在的研究方式已经要从增量为主向存量有序深度开发转移,从有交通工具的研究向对人的出行转移,从交通流、交通设施转向交通服务和交通网络,从被动的需求转向需要主动引导服务的问题。特别是不仅要研究中长期问题,更要针对现实实施的问题进行研究。这些问题就确定了城市交通信息化既有人的需求,又是网络为基点的一系列信息系统的信息链和信息的反馈和评估。需要特别强调,城市交通的信息化和个性化问题,也就是说信息技术是全方位覆盖的,但是覆盖在城市交通上的信息化的需求和方法,这和综合交通运输体系需要的信息是有差异的,但是相互又是关联的。

  (二)瞬息万变的外部

  基于这些基本认识,我们又看到当前中国经济社会发展的大格局问题,经济社会发展的大格局里面就是城镇化新一阶段发展看出现了什么。数字给我们研究城市的人口流动、城市怎么发展创造了好的条件。

  1.人口流动状态分析

  我们特别要回顾一下第七次人口普查比第六次人口普查以后几个重要的变化,我认为最重要的人口流动的变化,以前我们讲是农民工进城流动为主体,据统计,农民工进城流动是主体,但是城市间流动人口的增速已经超过了农民工流动的增速,这就意味着中国的城镇化开始走向更加成熟的阶段,而且就是农民工流动到城市,融入城市的生活越来越显现。


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图2 人口流动状态分析


  2.城市化地区的形态特征

  上面分析了人口流动的走势,对我们来说这种走势农民工的流动,跨省的流动逐步过渡到在自己的省域、市域流动。但是,出现了一个东北地区人口流失、中部地区人口流失的问题。从研究城市交通问题的路径来说,我们很多时候集中在研究城市建成区中间的交通问题,现在这个问题仍然是一个突出的问题,但是有一个新的走向,这个走向就是走向区域协调的以城市群为主体形态的城镇体系布局上人口流动的问题。这是成渝地区,具有代表性,在2002、2010、2018年所产生的流动情况。


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图3.城市化地区的形态特征


  (三)城市交通本源问题再认识

  1.链条:人的需求和经济生产的需求-土地与开发决策行为-交通网络与服务提供-多主体之间的行为再反馈


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图4.多主体之间的行为再反馈


  城市问题本质问题基本认识的趋向,是人的需要、经济生产需要、土地开发利用、交通网络和服务以及多主体的关系和多主体关系的返回基本上没有变。

  2.价值导向:经济、高效、安全的生产和生活追求

  我们的价值取向,经济、高效、安全的生产生活追求在变。最典型的中科院做了一个报告,我们有日常通勤超过60分钟以上的不少城市占20%多,而美好生活的向往一般讲一小时以内,更多的希望通行时间45分钟。这些问题的研究,还包括现在讲的低碳、社会公平的问题,这些都是我们面对着新阶段要研究的城市交通的本源问题。


表1.2035年城市交通发展愿景要素指标

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  3.作用机理:物理系统与行为系统的双反馈系统;叠加信息作用的干预,形成物理-信息-社会的三元系统作用机制

  特别是随着信息化的发展,随着数字经济的发展,将形成一个物理系统与行为的双反馈系统以外,叠加了信息系统,成了一个三元治理空间的思维方式。这就是我们城市交通整个本原研究上有继承的一面,有发展的一面,更有面对的一面。


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图5.物理系统与行为系统的双反馈系统


  (四)信息技术正在重塑未来的城市交通

  1.不断迭代的信息技术及其衍生的新业态正在重塑未来的城市交通。

  城市交通在新的时期,信息化怎么重塑?有城市交通的需求,交通系统的服务模式变化、基础设施利用方式的变化和交通治理体系。随着我们信息化技术的本身和它的延伸,新业态重塑城市交通要研究的几个方面。


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图6.未来的城市交通


  2.改变城市交通供需适配模式和精准度

  这里面其实是已经改变了交通需求的适配模式和精度,不仅是国内,国际社会同样有这个趋势,包括基本出行服务对自己生活需求改善的内容上面。

  3.推动城市交通出行服务模式创新

  我们提供的服务模式来说,共享出行,出行服务都是对重塑城市交通有影响。它的影响不仅是对交通的本身,对原有的基础设施乃至于城市布局要带来影响,就是说改变了设施空间的利用,也促进了设施的高效利用。


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图7.出行服务整合


  最终的目的还是要实现解决交通的综合能力,来推动公众与参与共治的发展,提高治理能力,而不是管理能力。

  三、城市交通发展进入了新阶段

  (一)人的出行需求大趋势

  城市交通在信息化特别是数字化进程之后的这些内涵变化的现实要求,体现了现阶段的一些主要问题。

  1.回归为人服务的本源

  网络化、信息化的普及重构了交通的移动,未来出行服务将采用多模式、网络化、协同化、组织化的技术,对出行链一体化的整合与优化提供差异性、多样化全过程的服务,才能实现高品质高效率满足市民出行的需要。

  2.满足人的可持续移动性

  是多方共同参与制定城市交通可移动规划,来构建以人的个体需求为导向的服务理念和技术支撑体系。

  3.保障人人享有基本交通服务

  社会公平、解决弱势群体的出行问题仍是我们的重要内容,我们要通法律、技术创新、社会保障各种途径来改善弱势群体的交通服务,从而推动经济社会的发展。

  4.提供个性化出行服务

  未来城市交通服务应具有包容性和平衡性。满足日常基本出行需求外还应满足其他更具其他特征的出行需求。以服务人的活动需求为导向,以保障交通公平性和社会包容性为前提,引导和规范交通服务业态投放和相关技术开发应用,提升城市可移动性。

  (二)城市交通发展矛盾的变化

  1.阶段特征

  从阶段性看,从增加供应为主到供需调控为主,工程建设为辅。这张图(如图)显示了基础设施建设高潮已经开始逐步变缓了,这个变缓也不是中国的特色,是世界惯例的一个过程。


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图8.城市交通发展对比


  2.矛盾变化

  供需的不充分、资源配置的不平衡,以及土地和交通、多交通方式之间、跨行政区域交通间的不协调、不协同是我们当前的矛盾焦点。这个图(如图)从时空分配、路上的交通状况以及统计里面都能反映出这个问题。


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图9.交通供需矛盾变化


  3.根本任务

  要更加准确地解决不平衡、不充分、不协同问题,更加高效地提供多元化、个性化、高品质出行服务,来满足人们对美好生活的向往。也就是要建立资源配置更加高效、更加公平,政府、企业、社会组织、公众等合作,综合采用工程与治理措施,共建共享交通服务。由此可以说,城市交通科学是一个社会技术复杂系统的认识论、工学、服务科学、管理学、法学、社会学的一个交叉性学科来研究交通问题。

  4.变革方向

  就是要建立“价值—信任—合作”的新的交通治理体系,而这个体系将提高城市高质量发展的重要保障。


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图10.新的交通治理体系


  (三)城市交通治理的现实难点

  1.政府:交通需求调控针对性不强,社会共识度不高

  我们给出的政策是全方位的,比如限行、限购,但是交通问题是局域性的,而不是全方位的。提出政策的全方位所承担的任务和出现的反应是有差异的。

  2.企业:运力供给短缺与供给过剩并存,运营成本居高不下

  企业之间存在着能耗不降、效率不高以及我们正面临着财政贴补,财政资金的严重短缺和困难,这意味着给了钱,企业服务水平没提高,大家意见多,但是不给钱不干还不行,企业也存在着对它自己运行的矛盾问题。


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图11.上海公共交通供需对比


  3.公众:面对多种孤立运营的交通服务,体验感差

  认识的局限性。他对他自己熟悉的交通方式是基础的,提高他交通运行的效率的方法,他自身的决策能力是有限的。


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图12.上海2040公众出行调查


  4.现实痛点背后反映了城市交通治理的难点:需求未知,状态难知,规律少知

  需要建立一个思维方式,那就是应该多方面合作或者叫六位协作模型框架下的治理体系,才是我们解决问题的关键。


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图13.六维协作模型框架(引自:叶倩,面向交通服务创新的多元主体协作关系研究)


  四、数字化转型给城市交通治理带来的机遇和任务

  (一)机遇

  1.数字化赋能交通治理

  打通、链接分散在不同部门、不同领域的数据信息。我认为最大的机遇就是数字信息的打通,而数字信息的打通是最主要的(如下图),圈内的是交通信息,圈以外的是交通运输。将其比喻成一只手,手掌是城市交通,手指是交通方式,关键是手,而真要把它形成一个有序的阵列,那么对信息的利用需要更加充分的研究。


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图14.交通数字信息


  2.数字化赋能交通治理

  “人-车-路-流-行”的全息感知、实时研判和全局决策能力,进而全面地、细粒度地掌握城市出行需求、供给及运行规律。

  特别是我们信息技术、数字化技术对我们的认知的碎片化到全面、片断到连续、群体到个体、局部到全局的认识进行了评估和演算,现在随着信息化发展,数字化提高变得越来越可行,当然也有一些发展需要深入研究的难题。这就催生了交通组织模式变革、交通可持续发展战略的实施将来有越来越多的选择被可能了,这是讲的机遇。


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图15.数字赋能交通治理


  (二)新探索

  1.北京预约出行——回龙观预约实践

  北京交通院对回龙观居住地区单线早高峰预约出行的实验极其成功,这个实验尽管是少数,是一个实验,但是它解决了你把时间留在家里晚一点走,我提供你的信息和服务,最后你可以省下路上自己的时间17-39分钟,对社会来说,能够减少拥堵时间76-90分钟,这实际上已经体现个性交通,讲的是车,体现的是人出行的要求。我们知道,疫情期间,地铁是限制人数的。此时北京交研院又做了一个实验关于预约上车的实验。通过出行需求,通过数据信息可以将原本在路上堵车的时间转化为在家候车。这也体现了两条:第一条是对人的需求的满足;第二条是对交通工具的运行高效和安全提供了方便。


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图16.回龙观预约实践项目分析


  2.“出行即服务”实践

  例如瑞典、芬兰、美国以及台湾的例子基本是一个概念,就是你把你的出行方案提交到一个企业平台,由企业平台提供你运行的方式,而运行的方式不是单一的,是一个复合的组合,包括共享车,包括网约车,包括公共汽车,包括其他服务方式的一个连续的方案。而这种连续方案带来对私家车的出行比例的下降,对你自己出行服务效率的提高。这些案例给我们启示,也是两条:第一条摆脱了交通工具的单一服务为主体,把系统服务为主体来研究,而系统服务主体又是跨企业的系统主体。由此给个人除了以时间的效益以外,还带来了它一定的应用。这些也改变了我们原来研究交通的单一系统方式。


表2.瑞典Ubigo项目效益实证分析

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图17.芬兰Whim项目效益实证分析


表3美国Incentrip项目效益实证分析

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  3.安徽宣城交通智慧治理

  新加坡李德纮先生研究在安徽宣城20几平方公里的区域内车辆问题,得出一条重要的结论,就是20%车辆的行驶占用了90%的里程,管理好20%的车辆,就是管好了主要交通网络状况,由此来改善整个宣称交通问题。


表4.安徽宣城车辆出行分析

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  这个研究给我们一个很大的启示,要研究必须是一个整体性的综合性的思维来研究相互之间的关系。我特别赞赏他对城市大脑的提出的几条建议:

  1)“用数据说话”,彰交管智慧。交通大脑自动出具周期性报告;日报、周报、月报支撑日常研判分析。

  2)要有数据要求与标准,不能只讲数据汇聚融合。需具备身份检测的数据采集环境;需要完备的数据采集:全样本个体、时间、地点。

  3)要有交通系统模型,不能只讲智能算法。必须在容量、需求、状态等三大问题上解构交通系统。

  4)要有由个体到总体的系统认知,不能只讲单项应用、不能仅类比人脑结构。从个体出行、道路供需状态、到智能业务应用。

  第四个城市的交通治理不能停留在交通的自身,一定要与城市发展格局相结合。张晓晨同志来了,他会详细讲。我只是概要地把我对这个问题的认识做一点介绍。

  4.深圳福田中心区交通设施及空间环境综合提升

  深圳福田中心区5平方公里,它要利用多源数据还原人车行驶轨迹、街道活动特征,提取不同出行目的的市民在不同时段、空间的活动规律。交通、城规、景观、智慧多专业交叉协同,围绕人的不同层次活动需求,重新塑造街道空间。构建面向智慧交通数字孪生平台,打造片区的“城市体验工具箱”和“交通私人医生”。理念上把交通问题和城市空间的实际理论和马克思需求理论重新来认识构建,同时不仅研究高峰期的交通通行问题,更关注到全人群、全目的的转变。与此,全时空、全方位,新科技的感知街道活动特点,来研究整个社会学、心理学多学科,通过空间优化,对场所营造,服务提升的综合手段,吸引市民在街道中有更丰富多样的活动需要,打造健康生态、安全、放心、方便交流、全龄友好、激发创造的街道场所。深圳的经验给我最大的启示,交通问题要放在人的生活的改善,要提高到区域范围的改造,乃至于最终对城市总体生活的提高问题。


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图18.深圳福田中心区交通综合提升架构


  (三)新任务

  1.加快构建城市智能出行平台

  新任务关键要建立一个智能化的平台出行方案,而这个平台并非是个数据,而是包括运营商、供应商、客户、城市管理部门组成的核心状态,这个核心要带动更多部门和企业参与,形成一个大的出行平台才能保证,深圳的经验就体现在这个方面。


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图19.智慧出行平台总体架构


  2.加快典型应用场景的技术攻关与示范应用

  解决问题需要分析问题的本质,要有对策和技术两方面,最终落实到技术方案来实现对策处理好。同时,要做好点、线、面、区的场景实验,有场景积累经验以后,去实现需要解决问题的综合问题。特别要注意两件事,一个是反馈评估的工作,反馈评估的工作往往是提高效率的根本。更主要的要建立法律保障体系,保障你这个平台的运行,包括现在智能网联要有一个法律体系来保证,来实现你要解决数字化治理最终达到真正改善人的生活和体验,法律是最关键的。


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图20.典型场景技术攻关示范


  五、总结

  数字化转型是城市交通和信息化应有之义,也是城市交通治理体系和治理能力现代化的必然要求;城市交通已经进入了出行服务体系构建阶段,形成以“价值—信任—合作”为基本范式的新型交通治理体系。叠加信息作用的干预,形成了“物理—信息—社会”的三元系统作用机制,是新时期城市交通高质量发展的重要保障。依托数字化赋能政府精准化交通管控、企业智慧化交通运行、公众高效化出行,当前应加快城市智能出行平台建设、关键技术的研发和典型场景应用。

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