智慧城市與未來汽車:歷史、問題和展望

2020-12-06 新華網客戶端

  英國金融時報網7月30日發表署名為黃震撰寫的題為《智慧城市與未來汽車:歷史、問題和展望》的文章。文章說,數位化轉型將重塑汽車和城市的關係,使得汽車和城市重回互相賦能的階段,促進彼此的發展,但是數位化轉型的本身依然面臨諸多的挑戰。以下為文章主要內容:

  每當我們探究未來汽車的發展時,總是繞不開汽車與人的關係、汽車與城市的關係。近代城市發展和崛起後不久,汽車就被發明和應用,與城市的演化相生相伴。城市的演化進程中,汽車總是作為一個重要載體,連結居民與城市,形成不斷變化和繁衍的共同體。

  汽車與城市曾經互相賦能,互相促進,然而在最近的十年,汽車的無序發展也給城市帶來擁堵、環境汙染等問題,兩者間的矛盾日益顯著。而未來,智慧城市和未來汽車將發展構建出怎樣的關係?伴隨大數據、雲存儲、人工智慧等眾多新技術的發展和應用,城市將逐步成長為「智慧城市」,汽車也有望跨越原本的交通屬性,承載更多數據節點的功能,再次和城市和諧共處,相生相伴。

  歷史還在不斷演化過程中,許多片段我們曾經身處其中,許多未來也將由我們共同創造。

  汽車與城市互相賦能,加速發展

  近代城市的發展是工業革命的產物。伴隨生產方式和產業結構的變革,城市的主要職能從以往的政治中心和軍事要地,逐步向經濟樞紐發展,工業生產和商業活動成為城市的主導力量。伴隨著城市與鄉村,以及城市與城市之間的人口和物資流動的迅猛發展,如何通過技術發展,升級出新的交通方式,便成為城市發展的重要課題之一。

  回顧歷史,不難發現,早期的汽車發展來自於技術的簡單遷移。蒸汽機普及之後,很快被應用到交通領域,出現了早期的蒸汽汽車。十九世紀早期的英國首都倫敦,雖然人口已經達到百萬,但是主要交通工具基本和中世紀相差不大,依舊是馬車。早在十九世紀三十年代,倫敦的街頭就已經出現了「行走的鍋爐」。早期的蒸汽汽車如同那個時代的工業極客,雖然噪聲大、噴吐煙塵、運行也非常不穩定,但它標誌著古代交通運輸和近代交通運輸的分野,機械力宣告開始代替人力和畜力。此後,隨著內燃機的發明和應用,1886年內燃機汽車誕生,汽車成為第二次工業革命的重要組成部分,並且逐漸替代馬車,成為城市內部交通的主導方式。

  汽車的普及化和大眾化在拓寬城市半徑的同時,也大大提升了人們的活動半徑以及交流行為。人們的生活空間更加廣闊,活動範圍從點擴大到面,使得生活和工作的效率大大提升,人和人之間交流、通訊、溝通的便捷性也大大提升。

  在上兩次工業革命中,城市的發展為汽車的誕生和擴張提供了需求和空間,而汽車的發展也為城市的空間發展和內部交通便利性提供了基礎。城市和汽車似乎彼此賦能,讓人們充滿了無限的期待。

  汽車與城市之間的矛盾

  但正如經濟學中的邊際效用遞減,當城市和汽互相賦能,彼此加速發展到某個節點,一些先前不那麼顯著的,由汽車數量增長所帶來的問題,也逐漸浮現出來:空氣汙染和交通擁堵被城市居民所詬病。而停車難也引發了城市空間是以人為本還是以車為本的爭論。汽車與城市相互賦能的蜜月期逐步走向盡頭,彼此的矛盾逐步凸顯。

  --引起空氣汙染

  二十世紀早期,美國洛杉磯的城市人口和汽車數量快速增長,空氣汙染的狀況也越來越令人堪憂。1943年7月26日的「洛杉磯霧霾」事件,以及1952年和1955年的「光化學煙霧」,更使得洛杉磯從「天使之城」變為「霧霾之城」。伴隨霧霾成因調查的深入,汽車逐漸成為關注的對象。1952年,加州理工學院的化學家Arie J. Haagen-Smit首次提出,洛杉磯霧霾的形成與汽車尾氣以及光化學反應下的氣粒轉化有著直接關係。

  汽車曾經是洛杉磯市民生活方式的重要組成部分,但現在卻成為汙染源的重要部分,不僅洛杉磯市民很難接受,加州政府對汽車裝備標準的建議也遭到了福特汽車公司等的抵制。直到1970年聯邦《清潔空氣法》的出臺,以及美國環境保護署的成立,洛杉磯的霧霾治理才走上快車道。汽車燃料、尾氣排放、汽車裝置等都受到了嚴格的監控和管理。

  汽車帶給城市的環保的壓力一直持續到了現在。2018年,世界衛生組織在其最新的報告中指出,汽車及其他機動車輛產生的有害氣體,同工業廢氣一樣,對於人類的死亡負重大責任。

  --形成交通擁堵

  二十世紀八十年代,倫敦的機動車保有量就已經超過了240萬輛。2002年,倫敦中心區的平均行駛速度僅為14公裡/小時,高峰時期行駛在中心區內的駕車者至少需要花費一半的時間用於等待。大量的車流和頻繁的擁堵也導致了機動車尾氣汙染的增加,中心區的生活和工作效率也受到了極大的影響。倫敦於2003年2月開始在中心地區對行駛車輛實施擁堵收費,以緩解交通擁堵。此外,新加坡、斯德哥爾摩等城市也因為交通擁堵狀況,出臺了擁堵收費政策。

  交通的擁堵問題不僅僅出現在發達國家,許多發展中國家的擁堵情況更加不容樂觀。根據交通數據公司INRIX發布的報告,哥倫比亞首都波哥大是擁堵時間佔比最高的城市,一年30%的駕車時間內時速僅為15公裡。

  --擠壓空間資源

  汽車在城市內行駛時,會導致環保和交通擁堵的問題,而當汽車不行駛時,又會滋生出停車難的問題。根據美國交通信息數據公司Intrix的研究發現,美國司機平均每年要花費17個小時尋找停車位,因此造成的浪費高達730億美元,包括浪費的時間、燃料,以及額外的排放等。在美國所有的城市中,停車最難的是紐約市,紐約的司機平均每年要花費107個小時尋找停車位。

  停車難背後的本質矛盾在於汽車資源對於城市生活資源的擠壓。新加坡陸路交通管理局在2013年發布的報告中坦誠,「新加坡是個彈丸小國,12%的土地已經用來建設道路,而14%則用來作為住房發展用途。可想而知,我們不能毫無限制地建造道路。」此外,由於汽車的保有量提升,城市還需要修建更多的行車道和停車場來解決問題,這更進一步擠佔了人行道和城市的公共生活空間,久而久之形成了惡性循環。

  綜上所述,有別於此前兩次工業革命,在我們向第三次工業革命變遷期間,汽車成為了城市問題的一部分,原本互相賦能的汽車和城市,成為彼此矛盾的共同體,引發的諸多難題,也讓研究者和城市居住者深感困惑。

  從限制到效率——新技術發展重塑汽車和城市關係

  汽車的發展導致了諸多城市的問題,因此,通過城市管理的行政指令或是經濟調節,在數量上限制汽車的發展,就成為許多城市管理者的首要選擇。

  2017年,倫敦市市長薩迪克·汗發布了《2017倫敦交通戰略(草案)》,草案中將減少對汽車使用的需求作為首要目標。為了達成目標,倫敦政府計劃採取一系列的管理措施,包括推廣可替代交通、減少停車空間,以及實施辦公場所停車收費方案等。同樣在2017年,新加坡宣布將凍結乘用車總量的增長。此外,從2009年開始,新加坡就通過一系列經濟方式,限制汽車的發展,其中包括高昂的消費稅、註冊費用、停車費等。同樣的限制性措施,也發生在紐約、東京、香港等著名全球性都市。

  在外界限制汽車發展的同時,從汽車行業內部,伴隨移動網際網路、大數據、物聯網、雲計算等眾多新技術的發展和應用,許多汽車和網際網路相關企業也正在實踐新的方式,從集合性、指令性和經濟性的方式,轉為分布式的效率提升,即提升現有汽車的使用效率,通過效率的提升,降低汽車使用的總量,使得單位時間汽車的使用量得到下降。

  2017年5月,美國智囊機構RethinkX創始人、史丹福大學的Tony Seba與科技投資人James Arbib聯合發布分析報告,報告預測到2030年,美國私家車保有量將下降80%,絕大多數人都會使用可共享的無人駕駛汽車。國內某著名出行企業創始人也在公開演講中表示,「大量的私家車只有5%的時間在使用,而城市卻要為它們在95%時間的閒置建造大量的停車場。」他認為,今後大量的城市內出行交通,都可以通過現有車輛「共享」的方式來解決。不僅僅是汽車「共享」的方式解決出行問題,停車難的問題也可以通過「共享」的方式進行優化和解決。共享車位、停車位在線交易等嘗試已經在美國、中國等多個城市進行試點和運行。

  而此次,城市的發展又一次有望與汽車的發展相伴相生。眼下,隨著新技術的應用,城市也逐步向「智慧城市」進行演化。共享模式也將與其他解決方案一起,構建成為智能城市方案的重要組成部分。

  新加坡就從城市管理體系、信息化服務平臺、公共運輸體系和新產品與共享模式四個角度出發,構建了360度解決方案,成為智慧城市建設的典範。美國總統科技顧問委員會提交美國前總統歐巴馬的報告中也提到,利用信息通信技術的綜合集成模型、按需的數位化交通等將成為未來重點發展和使用的新技術,並且提出利用傳感器和實時數據來解決交通多領域的問題,提議通過更有效的數據集成和共享解決城市間發展的不平衡。

  隨著智能網聯等技術的發展,傳感器在汽車上的應用使得汽車得以脫離原本交通工具的屬性,成為數據的貢獻者和接收者,並發展成為智慧城市的數據節點。隨著數據通信技術,特別是5G技術的未來應用,許多汽車和網際網路從業者都在展望自動駕駛在今後的城市發展中所扮演的角色。當數據處理和接收達到較為成熟的階段,伴隨智能設備在城市基礎設施建設中的大規模應用,無人駕駛技術將突破目前的通過設備識別-運算-決策模式,而將依靠城市內眾多智能設備和汽車的通訊,完成識別工作,並在運算的基礎上做出決策。這將大大提升無人駕駛的運行效率,並通過算法的演化使得城市道路、停車場等設施的使用狀況不斷優化。

  當然,以上的展望和暢想,都依賴於數位技術的深化發展和城市管理、汽車行業的數位化轉型。法國裡昂負責可持續交通的市政官員韋斯科曾經描述說,「數字信息將成為推動城市機動性的新燃料」。誠然,數位化轉型將重塑汽車和城市的關係,使得汽車和城市重回互相賦能的階段,促進彼此的發展,但是數位化轉型的本身依然面臨諸多的挑戰。

  首先,開放性的生態亟待構建,使得各組成部分的信息可以彼此相同,數據的價值可以得到喚醒和彰顯。在目前的環境中,有關城市和汽車的數據分別屬於公共管理部門、汽車相關企業以及網際網路相關企業,在各自組成部分內部甚至還屬於個別重要部門,從而出現嚴重的「信息孤島」現象。單獨的數據由於無法和其他相關數據連接,使得其價值也無法得到充分體現。解決這個重點難題,公共部門的頂層設計規劃必不可少,主要的汽車和網際網路企業也需要在數據開放的過程中做出表率和積極嘗試。

  其次,法律法規的發展需要給予創新模式生存改善的空間。新生事物的出現以及創新模式的探索,很多時候對於現有的利益相關者形成衝擊,並對傳統的管控模式造成挑戰。如果法律法規過於細節和僵化,有可能使得任何改進和探索都要冒著違法的代價,這樣的結果就是對於創新的打擊和限制。如上文所述,十九世紀三十年代在倫敦的街頭已經出現早期的蒸汽汽車,但是1865年在英國議會卻通過了第一步機動車道路安全法規,對於時速、駕駛人員數量等細節問題做了多項規定,其中甚至規定必須有1人在車輛50米之外,一邊步行,一邊搖動紅旗,為機動車開道,提醒汽車即將通行。這個著名的「紅旗法案」使得英國半隻腳踏入了汽車行業,卻又退縮回來了,最終把大好機會讓給了德國,在第二次工業革命中步伐落後。

  再次,數據的安全將成為數位化轉型的決定因素。儘管開放性的生態、數據的充分打通和應用會使得汽車和城市的未來發展更加美好,但是多終端和智能應用接入網絡,在數據的收集、上傳、分享、存儲過程中涉及的應用程式、設備、網絡以及使用者都是數據的承載者。而應用程式的編碼漏洞、設備的管理漏洞、網絡的傳輸協議漏洞,亦或是人為惡意操作等都將對數據安全帶來安全隱患,而這些安全又和城市的居民及城市本身緊密相關。因此數據安全作為最後防線,直接關係著汽車和城市的數據化轉型能否跨越挑戰。

  汽車曾經作為城市發展的重要組成部分,增強了城市內交通運行、物資流動、人員溝通交流的快捷性,並進一步提升了城市運行的效率。然而,當原有的數量線性發展遇到瓶頸時,汽車反而成為城市的麻煩製造者。但可喜的是,如今,技術的創新發展也許有望解構現有矛盾,使得汽車和網絡可以在新的轉型變革中再次彼此共享成果,彼此促進,共同發展。

  未來將如何演化?相信我們都各有答案,帶著不安和期待。

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