丁波 郁舒蘭

摘要：近年來，得益于物聯(lián)傳感等技術的發(fā)展，交通領域迎來了可喜的變化。從基礎設施到出行工具，出現(xiàn)了諸多依托智能化產(chǎn)品實現(xiàn)交通系統(tǒng)智慧化的課題，為當今的突出性交通問題，如能源、運輸及出行等提供了有效的解決方案?？v觀一系列的應用與研究，對于實現(xiàn)城市的可持續(xù)性發(fā)展，智慧交通展現(xiàn)出了異常出色的可塑造性和可適應性。因此，文章圍繞這一系列解決方案，以文獻綜述的形式探討智慧交通在城市可持續(xù)發(fā)展中的表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，圍繞社會、環(huán)境、經(jīng)濟三大作用因素，智慧交通能有效助力整個城市交通的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)綜述內(nèi)容，文章進一步驗證具有可持續(xù)屬性的智慧交通逐漸向用戶中心原則靠攏，這與可持續(xù)設計理念不謀而合。在這一基礎上，智慧交通及其衍生產(chǎn)業(yè)有望在未來城市發(fā)展中輻射至更廣闊的領域，最終形成良性循環(huán)。

關鍵詞：可持續(xù)設計；智慧交通；用戶需求；新能源；服務型商業(yè)

中圖分類號： U495 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）13-0-05

0 引言

交通及其衍生服務與國民經(jīng)濟、社會生活息息相關，現(xiàn)代社會，現(xiàn)代化的交通體系建設得到了國家政策上的高度重視。中共中央、國務院印發(fā)的《交通強國建設綱要》中指出，統(tǒng)籌推進交通強國建設，建設現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的先行領域，是全面建成社會主義現(xiàn)代化強國的重要支撐，是立足國情、著眼全局、面向未來的重大戰(zhàn)略決策。構建現(xiàn)代綜合交通運輸體系，把握引領經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)，推進供給側(cè)結(jié)構性改革，推動國家重大戰(zhàn)略實施，是支撐全面建成小康社會的客觀要求，與“一帶一路”倡議、京津冀協(xié)同發(fā)展、長江經(jīng)濟帶發(fā)展等規(guī)劃相銜接。在一系列方針下，以建設現(xiàn)代化交通強國為目標，圍繞智慧交通理念的系列研究及相關應用逐漸涌現(xiàn)。作為“新基建”的核心范疇之一，智慧交通建設擁有廣闊的前景，同時將會是打造數(shù)字經(jīng)濟優(yōu)勢的新引擎、城市建設的新方向。除了宏觀上的支持，在領域應用方面，尤其是智能化產(chǎn)品的應用，萬物互聯(lián)等新興技術的出現(xiàn)使更高效化、人性化的管理方式成為可能?，F(xiàn)階段，各行各業(yè)都已涌現(xiàn)出不少依托如物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術來提升整體系統(tǒng)可持續(xù)運行能力的成功案例。交通作為連接各行的紐帶，勢必取得喜人的發(fā)展成果。

但現(xiàn)實情況是，交通經(jīng)濟雖然具有一定規(guī)模，但依舊呈粗放式增長的狀態(tài)。交通利用率、能源及碳排放等方面的問題依舊是困擾已久的通病。國際能源署（IEA）于2022年3月9日發(fā)布的《全球能源評估：2021年二氧化碳排放》報告顯示，2021年全球溫室氣體排放量達到了408億噸二氧化碳當量，能源相關的二氧化碳排放量達到了363億噸，雙雙創(chuàng)下歷史新高。隨著全球范圍內(nèi)城市化進程的加快以及城市間流動能力的恢復，缺口也將進一步增大?！吨腥A人民共和國2021年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，2021年末全國民用汽車保有量達到了30 151萬輛，比2020年末增加2064萬輛。居民汽車保有量及其相應交通業(yè)務需求量的持續(xù)增長，也將使城市交通及環(huán)境的承載能力面臨更嚴峻的挑戰(zhàn)。

在這樣的背景下，交通的可持續(xù)性研究是未來城市發(fā)展工作重點和難點。為此，相關政策文件先后出臺，《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》，進一步明確了我國落實“雙碳”目標的行動綱領，以促進經(jīng)濟社會生活的可持續(xù)轉(zhuǎn)型。聯(lián)合國更是將建立“包容、安全、有韌性的可持續(xù)城市”作為世界2030年可持續(xù)發(fā)展的重要議題之一。作為城市發(fā)展的重要一環(huán)，利用新興信息技術能力，提升可持續(xù)發(fā)展能力，將是交通發(fā)展無法回避的課題。

1 智慧交通分析理論框架

城市交通及其衍生產(chǎn)業(yè)，如物流、基礎設施等，正在實現(xiàn)智慧化的轉(zhuǎn)變。所謂智慧交通，即在智能交通的基礎上，充分運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、自動控制、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術，通過高新技術匯集交通信息，對交通管理、交通運輸、公眾出行等交通細分領域以及交通建設管理全過程進行全方位的管控，使交通系統(tǒng)在特定區(qū)域甚至更大的時空范圍具備感知、互聯(lián)、分析、預測、控制等能力，從而充分保障交通安全、發(fā)揮交通基礎設施效能、提升交通系統(tǒng)運行效率和管理水平，提供通暢的公眾出行及可持續(xù)的經(jīng)濟發(fā)展服務。而可持續(xù)性，指的是人與物在特定環(huán)境的存續(xù)狀態(tài)，一方面能夠提升人的生活質(zhì)量，另一方面能實現(xiàn)社會環(huán)境、自然環(huán)境的和諧相處。顯而易見，在智慧交通體系中，實現(xiàn)可持續(xù)性并非智能化的疊加。相反，二者是相容的狀態(tài)，即實現(xiàn)交通體系及其衍生服務、產(chǎn)業(yè)向智慧化的跨越，可持續(xù)性是必不可少的衡量因子之一。構建智慧可持續(xù)性城市交通體系，從可持續(xù)性設計原則來看，大致可歸納出三個基本要素：經(jīng)濟可持續(xù)性、社會可持續(xù)性、環(huán)境可持續(xù)性。交通領域相關學者將這三者稱為可持續(xù)發(fā)展的三重底線基礎［1］?？v觀現(xiàn)有應用或研究，大多可以從以上三個分類中找到契合之處。

2 智慧交通分析方法論

文章采取文獻綜述的方法，分析智慧交通在城市可持續(xù)性發(fā)展中的表現(xiàn)。在論文初篩過程中，筆者在WEB OF SCIENCE中進行了外文文獻搜索，以智慧交通和可持續(xù)性作為大檢索主題，排除近三年外已不具時代參考性的搜索結(jié)果，總共搜索到184篇研究論文。在論文細分階段，筆者又以商業(yè)模式或成本；用戶需求或體驗；新能源三組字眼分別作為附加關鍵詞進行進一步搜索，以深入搜尋在社會、經(jīng)濟、環(huán)境方面有更深入分析的文獻，通過排除近三年以外，最后三個維度分別顯示為129篇、40篇、52篇。從研究趨勢來看，近幾年，可持續(xù)智慧交通研究文獻充裕，且結(jié)合時事分析，具備進行文獻綜述的價值。基于此，本文從社會可持續(xù)性表現(xiàn)、環(huán)境可持續(xù)性表現(xiàn)、經(jīng)濟可持續(xù)性表現(xiàn)方面進行下一步的探究。

3 智慧交通綜述內(nèi)容分析

3.1 社會可持續(xù)性表現(xiàn)

3.1.1 組織型用戶

對于組織型用戶而言，確保城市安全、流動，給予一般市民用戶良好的出行體驗是研究關鍵。帕洛瑪-卡塞雷斯提出，用于定義城市環(huán)境的關鍵因素之一是流動性，而不利于城市保持流動性的重要因素為信息不對稱?；诖耍故玖艘环N數(shù)據(jù)集成架構平臺，通過移動應用程序或網(wǎng)絡提供城市交通實時可視化信息結(jié)果［2］。拉蒙-桑切斯-伊波拉等人則嘗試將個人車輛完全集成到城市環(huán)境中，他們展示了物聯(lián)網(wǎng)通信技術提供車輛連接并實現(xiàn)移動城市感知的可能性［3］。在這一背景下，更多人性化的解決方案將成為現(xiàn)實，如帕維爾-庫比切克等人提出，通過提高停車的周轉(zhuǎn)率來增加居民和游客的停車位數(shù)量，能有效防止未經(jīng)授權的車輛長期停車占用公共資源。這使停車區(qū)的經(jīng)濟收益率從原來的30%大幅提高到90%，違反停車規(guī)則的概率降低到10%［4］，進一步提高了城市流動率，為短期出行者爭取了更多公共資源。

通過將車輛等交通單元信息集成入網(wǎng)，預測模型在交通組織中被認為具有極大發(fā)展空間。研究表明，在城市交通網(wǎng)絡中使用模型預測控制器可以減少交通流運行中的誤差。根據(jù)車輛隊列的長度和進出車輛的數(shù)量來控制交通信號，能減少交叉口各段的交通量，優(yōu)化道路網(wǎng)的流量［5］。而城市與城市之間的交通網(wǎng)絡，通過一種記憶模型（Sp-LSTM），基于空間時態(tài)客運量、車站始發(fā)地—目的地（OD）矩陣和軌道交通網(wǎng)絡運行數(shù)據(jù)等歷史數(shù)據(jù)，能有效預測城市火車站的短期出站客運量［6］。也有學者指出預測模型在交通規(guī)劃和運營中雖具有重要意義，但特殊活動幾乎沒有周期性的趨勢，難以相同的邏輯進行數(shù)據(jù)處理。對此，其將社交媒體數(shù)據(jù)納入客流預測中，最終被證實表現(xiàn)良好［7］。

3.1.2 一般用戶

雖然政府等組織者不斷呼吁低碳化用戶行為，并付諸努力，但現(xiàn)實情況表明，由于消費的遏制，一般用戶在低碳轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新中可能發(fā)揮著潛在的消極作用，普羅大眾并不總是積極參與，甚至持排斥態(tài)度［8］。為緩解這一矛盾，借助智慧交通，不少研究正朝著共贏的方向努力。在一則交通需求用戶評估中，激勵性反饋被證實是用戶選擇低碳出行的一大誘因［9］。有學者提議借助應用程序量化個人碳排放與經(jīng)濟成本的數(shù)據(jù)，同時提供更經(jīng)濟高效的規(guī)劃服務，以促成低碳化的用戶行為［10］。賈瓦迪納斯爾等人還指出通過構筑用戶的感知有用性和感知可靠性能有效提高新型低碳交通方式的大眾接受程度［11］。

需求響應式交通被認為是近年來有較大吸引力的研究領域之一，具有大規(guī)模潛在應用的可能。如基于乘客習慣、機器學習技術和區(qū)塊鏈框架集成能有效預測出租車接送需求信息。根據(jù)每輛出租車的位置和每個區(qū)域的可能需求，提取出最佳的出租車與區(qū)域匹配，有效優(yōu)化接客數(shù)量、客戶等待時間和出租車服務的空置行駛距離三大指標［12］。當然，在提及乘客、司機需求時，研究往往將關注點放在上車需求上，忽略了用戶的下車行為，這一塊的數(shù)據(jù)也是值得參考的部分［13］。同樣的預測還被運用于運輸服務上，如包裹遞送。有學者設計了一種定位標簽，用于跟蹤和監(jiān)控包裹，除了允許在每個環(huán)節(jié)持續(xù)收集包裹的狀態(tài)，還能有效管理產(chǎn)品流程，以及預測產(chǎn)品故障或服務中斷［14］。據(jù)統(tǒng)計，全球范圍內(nèi)約65%的傳感器用于監(jiān)測水果和蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品供應，在確保食品安全、供應鏈透明的同時，減少了近7%的碳排放總量［15］。除了傳統(tǒng)的運輸方式，布奇亞羅尼等人提出利用自動化交通工具來解決運輸最后一公里的問題。狹窄的街道不容易被傳統(tǒng)交通服務所觸及，而這一舉措無疑能在用戶體驗和可持續(xù)性的社會影響方面發(fā)揮積極作用［16］。博爾蓋蒂提出借助無人機來實現(xiàn)這一目標。其研究表明，無人機可以成功用于交付小型和輕型包裹，減少對環(huán)境和社會的影響，并保障運輸供應商的利潤［17］。

3.2 環(huán)境可持續(xù)性表現(xiàn)

交通電氣化作為近年來普遍的可持續(xù)能源替代方式，與基于可再生資源的基礎設施相結(jié)合，構成了一套可持續(xù)生態(tài)能源體系。德奧卡等人提出一種基于分散協(xié)議的智能充電服務，用于充電設施的時間表安排或預約［18］。埃賈茲等人提出一種基于車聯(lián)網(wǎng)的電動汽車充電調(diào)度方案，在最大限度減少用戶行駛距離的同時，為最佳的充電樁網(wǎng)絡配置提供了參考［19］。趙祖燁提出一種能同時提供充電和電網(wǎng)服務的智能控制器，以控制最佳的充電時間［20］，或者通過智能充電策略將充電需求轉(zhuǎn)移到非高峰時間［21］。沙赫里亞爾等人則認為研究人員應專注于使用歷史充電數(shù)據(jù)來預測行為，例如離開時間和能源需求。但是，天氣、交通和附近事件等變量在很大程度上被忽視了。由此，他們提出應將需求預測與變量預測數(shù)據(jù)相結(jié)合，確保某些不利變量在充電行為中同樣受到關注［22］。彭迪爾等人設計了一種基于云平臺的充電設施，用于遠程移動監(jiān)控和故障診斷［23］。從調(diào)配至運維，系列研究構筑了完整的智慧化交通基礎設施運作體系。研究顯示，基于智能化的充電服務與車網(wǎng)互聯(lián)技術降低了約42%的能源環(huán)境成本［24］。

3.3 經(jīng)濟可持續(xù)性表現(xiàn)

3.3.1 可持續(xù)性商業(yè)模式

希臘的一份研究報告顯示，供應商是新能源及其基礎設施投資的主力［25］，由供應商構成的集成商業(yè)聯(lián)盟可以被廣泛運用在智慧交通經(jīng)濟體系中，并通過提供部件、解決方案、服務等獲取利益。當然，金正勛等也在研究中指出，比起銷售產(chǎn)品，建立行業(yè)標準可能可以主導更大的盈利空間［26］，如同特斯拉提出的采取電能盈利模式，而非汽車盈利，使產(chǎn)品價值實現(xiàn)由可選性向必要性的飛躍。

3.3.2 可持續(xù)性經(jīng)濟成本

可持續(xù)性經(jīng)濟成本問題一直為政府、企業(yè)甚至是民眾所擔憂，研究證明，相當一部分的政治與經(jīng)濟措施干預收效甚微［27］。有學者提議將公共交通與共享經(jīng)濟捆綁在一起，能夠達成更高的支付意愿（WTP）值［28］，或者在公共交通環(huán)境中使用開放式創(chuàng)新平臺，吸引民眾共享資產(chǎn)和協(xié)作創(chuàng)造更多價值［29］。一方面，在經(jīng)過更多相關產(chǎn)品服務系統(tǒng)補足的情況下，可以有效解決新能源因成本過高而導致的民眾付費、政府投資意愿不足的問題；另一方面，使共享平臺成為私人交通的有吸引力的替代方案，對改良交通結(jié)構、促進新能源的滲透具有更好的成本回報作用。

4 結(jié)論

4.1 社會可持續(xù)性

智慧交通是在保證用戶需求的基礎上，尋求一種兩全其美的解決方案。在交通建設時，關注的重點不僅在于道路本身，還逐漸轉(zhuǎn)移到用戶身上。圍繞用戶的各種需求，搭建更高效的社會交通組織結(jié)構，以達到可持續(xù)發(fā)展的最終目的。這一系列解決方案的用戶涉及范圍非常廣，既包括司機、乘客等擁有一般出行需求的具象用戶，又包括政府部門、物流公司等一系列與交通經(jīng)濟掛鉤的利益相關者。智慧交通既將參與社會交通的個體視為用戶，又將管理、利用交通進行社會活動的組織視為大型的用戶集群，在滿足社會運作需求的同時，也滿足更具象的社會用戶需求，以促進大眾提高對可持續(xù)行為的參與度與支持度。具體體現(xiàn)為對用戶而言更便捷的出行組織方式、更精細的基礎設施管理，以及可視化的交互界面等。用戶借由智慧系統(tǒng)獲得持續(xù)性輸出體驗的同時，在一定程度上緩解了交通環(huán)境的壓力。從智慧交通的視角來看，可持續(xù)問題與用戶痛點存在諸多共性，智慧交通也證明能解決好此系列問題，推動城市實現(xiàn)長遠發(fā)展。

4.2 環(huán)境可持續(xù)性

在全球性能源危機與溫室氣體的困擾下，出現(xiàn)了越來越多的替代性清潔能源。以減少碳排放為標準，可替代能源作為可持續(xù)性發(fā)展中最直接的改良方案，其影響深遠，也是目前普遍采取的解決方案。但從現(xiàn)實情況來看，傳統(tǒng)能源仍將長期處于絕對的支配地位。近幾年的能源消費結(jié)構變化顯示，清潔能源所占比重雖然逐步上升，但增速緩慢且代價昂貴。加快清潔能源的推廣使用，性價比更高的技術研發(fā)及相關基礎設施建設勢在必行。值得一提的是，有些方案雖未能直接探討能源的替代性技術，但或多或少能為提升用戶體驗、引導用戶積極使用新能源作出貢獻，因此也能被羅列進這個范圍內(nèi)。如前所述，經(jīng)濟、社會、環(huán)境三者并不是孤立存在的，智慧交通的可持續(xù)發(fā)展屬性涉及城市發(fā)展的各個方面。

4.3 經(jīng)濟可持續(xù)性

經(jīng)濟的可持續(xù)性主要表現(xiàn)在智慧交通商業(yè)成本的控制及模式的創(chuàng)新方面，即通過鼓勵構建一種新型的利益網(wǎng)絡，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提升，創(chuàng)造可持續(xù)性價值。這一體系正在向服務型轉(zhuǎn)變，同時集成商企業(yè)—政府—市民模型似乎是最適合消費者和社會的商業(yè)模式。

在政府看來，嚴格篩選具備相應技術水平的集成商，能在進一步保證效益的同時，確保各項可持續(xù)指標的實現(xiàn)。

對于集中商企業(yè)而言，其企業(yè)定位往往集中在服務上。集成商作為同時掌握行業(yè)先進知識和供應商平臺的解決方案提供者，整合工程服務、解決方案服務為一體，在整個價值提升的過程中起到至關重要的橋梁作用。在這一運作模式下，集成商品牌往往需要為產(chǎn)品提供全生命周期的服務并持續(xù)跟蹤改進其性能，憑借性價比優(yōu)勢以確保其品牌始終具備競爭力，這在一定意義上確保其整個系統(tǒng)具備可持續(xù)能力。另外，對于集成商來說，其價值的增量體現(xiàn)一般在于增值服務、創(chuàng)收價值、品牌影響等方面，而這一系列的價值增量也都迫使其產(chǎn)品需要具備更強的可持續(xù)發(fā)展能力，最終表現(xiàn)為社會、環(huán)境層的進步。

總而言之，政府在完善社會福利、提高行政管理能力的驅(qū)動下，集成商在競爭環(huán)境的導向下，各自都能創(chuàng)造更高的單位時間價值，進而使環(huán)境、用戶受益。

5 結(jié)語

城市的長足發(fā)展需要具備可持續(xù)性能力。文獻綜述表明，具有可持續(xù)屬性的智慧交通在城市發(fā)展中表現(xiàn)突出。

從社會層來看，可持續(xù)問題與用戶痛點之間存在共性。更人性化的智慧交通解決方案的出現(xiàn)，無疑能進一步加強用戶對可持續(xù)行動的支持，并促成自發(fā)性用戶行為。當然，在這一過程中，也暴露出了一些問題。一些研究顯示，晦澀難懂的技術說明或操作方式與用戶喜聞樂見的形式仍有些距離。另外，所研究的目標用戶多基于一般屬性，事實證明需求的采集也多源于這一類。而對于特殊需求的人群現(xiàn)有研究則關注較少，學習技能或生理機能有所欠缺的人群往往被排除在外。為了解決這個問題，增強包容性設計可能是未來研究的方向。

在環(huán)境層，新能源是熱門討論話題。然而，減少傳統(tǒng)能源的污染也不應當被忽視。盡管新能源發(fā)展迅速，但不可否認的是，傳統(tǒng)能源仍為主要使用能源。這一主題的研究依然值得投入。當然，這并不意味著不鼓勵新能源的發(fā)展。全球能源危機和溫室氣體排放等問題仍然嚴峻，替代性清潔能源依舊是未來的努力方向。同樣，新能源相關基礎設施的研究開發(fā)也應被考慮在內(nèi)，例如新能源的儲存和供應方式。同時，不可否認的是，即便是清潔能源仍然會造成污染，有時影響可能更嚴重，目前還沒有有效的方法來處理新能源及其設施所造成的污染。除此以外，新能源的利用可能會帶來新的潛在風險。

從經(jīng)濟層來看，具有可持續(xù)屬性的智慧交通是未來城市經(jīng)濟發(fā)展中的佼佼者，智慧交通擁有涵蓋城市發(fā)展多個關鍵領域的潛力，未來的研究可以考慮將范圍擴大到如電商、旅游、文化等更多的利益相關行業(yè)，形成多業(yè)態(tài)的經(jīng)濟模式，通過與其他行業(yè)的科學融合，減少行業(yè)與行業(yè)間周轉(zhuǎn)時不必要的成本。在這一發(fā)展形勢下，建立供應商統(tǒng)一的商業(yè)化平臺，以及協(xié)調(diào)利益相關者，多方共同促進城市可持續(xù)發(fā)展，是未來的研究方向。

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作者簡介：丁波（1998—），男，江蘇無錫人，碩士，助理工程師，系本文通訊作者，研究方向：產(chǎn)品設計與信息交互、智慧交通。

郁舒蘭（1969—），女，江蘇南京人，博士，教授，研究方向：智能家居產(chǎn)品與服務設計、數(shù)字技術與數(shù)字展示藝術、產(chǎn)品形態(tài)語意、用戶體驗。