自动驾驶技术,能否缓解城市交通拥堵问题? 鱼非鱼,搞学术的厨子 个人认为自动驾驶在中国对改善交通是有显著的积极意义的。 自动驾驶究竟能多大程度上改善交通秩序,提高交通效率,其实并不知道。理论上是可以比任何非自动驾驶的系统效率都更高的,但现在并没有实用的全自动驾驶的社区。所以我这里也只能从中国非自动驾驶的无秩序化带来多少提高交通效率的空间来说一说。 决定交通是否拥堵的因素,除了道路基础设施的规模和车辆的规模以外,道路交通秩序也是很重要的因素。中国近几年车辆保有量迅速增加,加上城市市区比较紧凑,密度也较大,确实造成了很多拥堵。但其实中国目前的交通乱象,也有很大程度上是由于交通秩序混乱造成的。这里面既有中国大部分城市政府管理缺乏经验,对交通规律没有认真的研究和学习,驾驶执照考试和培训制度不合理,管理水平低下的因素;也有中国的驾驶员缺乏驾驶技术和的积累,驾驶素质和文明程度不够的因素。 举例来说,根据瑞银集团的报告,北京和纽约 13 年的全路网汽车平均行驶速度分别是 12.1 公里 / 时和 24.9 公里 / 时,纽约大概是北京的两倍多。要知道,纽约并不像很多美国城市一样有大量的市内高速公路,也以普通地面城市道路为主,所以行驶速度的主要差距应该就说明了拥堵状况的差别。虽然纽约在美国也算得上很拥堵的城市,但比起北京还是好了很多。 但城区无论是车辆密度还是人口密度纽约都是高于北京的。下图为根据两地 13 年的人口普查和车辆管理部门统计数据总结的各项数据对比: (关于城区的统计口径,北京我采用的是东西城加朝阳,海淀,丰台,石景山,纽约采用的是 New York City 的范围)也许有人会说,城区汽车密度不等于车流的密度,因为有可能北京开车的更多,但实际上各种出行方式占比也是类似的(注意不是车辆数量占比,而是乘客占比): 北京因为出租车、公共汽车和两轮车辆较多,对交通有一定负面影响,但除去出租车外,公交车和两轮车辆同样的载客量相比私家车占用的道路容量是很小的。 当然,最严谨的办法当然是比较单位公路面积上的车流密度,即用主城区的总车辆行驶里程除以主城区的总路网面积,但是因为这两样数据北京都不容易找到,更是缺少分区的统计,所以这里也只好用单位面积的汽车保有量密度代替。即使北京因为封闭式小区较多,总的对外开放的路网密度低于纽约,但因为本身城区密度较低,总的车流密度与纽约也不应该有太大差别。所以当能看出两地的交通状况的差别当有很大一部分源于交通秩序差,道路管理水平低。 要知道北京虽然交通秩序不如上海,但相比中国大量的小城市已经好了很多。以中国大部分小城市的车流密度,本远不至于导致如此严重的拥堵。 有些人会觉得中国小城市的车流密度并不低,因为好像中国小城市的车流是这样(下图为四川眉山仁寿县城): 看起来似乎比下图中洛杉矶的典型的道路拥挤多了: 但是这是一个误区,判断车流密度不能通过判断相同道路面积上有多少车辆,而要通过单位时间内道路截面通过的汽车数量。实际上,下图中因为车速很快,车流量要远高于上图。上图中大部分车辆完全堵死无法移动,根本没有多少车流。 下面这张图可能能更好的说明交通拥堵的非线性特点。图中为洛杉矶 I-405 市内高速公路的车流量统计,纵轴为行驶速度(单位为英里 / 时),横轴为车流量。可以看出,随着车流量超过道路极限容量,道路开始拥堵,车速下降,而随着车速下降,实际上车流量也在下降(车距减小带来的单位路面车辆密度增加的速度不及车速下降的速度快),车流量和车速的关系实际上呈现出横撇的形状,拥堵的时候的车流量实际并不如不拥堵的情况下达到的最大容量大。 (数据来源:美国 FHA, Roadway Network Productivity Assessment: System-Wide Analysis Under Variant Travel DemandFinal Report) 也许你会问,拥堵明明是车辆增加造成的啊,如果车流量反而减少,那那些车去哪了呢?这是因为交通拥堵以后,出行的时间成本增加,使得另一部分人减少出行。或者是一部分车流因为拥堵出行被延误,本该这一时间通过此地的车流量延后到之后的时间段通过。 所以,即使自动驾驶只能有限地提升交通效率,对于中国的很多小城市,就很可能使得车流的情况从横撇的那一撇直接移到横撇的那一横上。 以我在国内开车对比美国的情况,国内造成拥堵的有几个主要问题:速度有快有慢,而不像美国都在限速以下 10mph 到限速的区间内;骑线行驶;乱抢道;辅路和需让行方向不为主要车流向让行。这些通过自动驾驶都是比较容易解决的。再进一步,如果自动驾驶技术跟得上,可以进一步增加车速,加大道路容量。 诚如 @一苒所说,这种交通效率的改善长期来看在大城市可能并不能解决交通拥堵。没错,当交通设施的容量增大以后,因为中国大城市的人已经习惯了低速拥堵的交通,如果拥堵改善,可能没车的人会有更多人买车(当然已经限购的另当别论),有车的人会增加出行,大城市也会吸引更多的移民,长期来看,像北京、上海这样的高密度大城市,只要出行不收费,就一定会导致拥堵。 但是这并不等于改善交通效率就没有意义了。在拥堵情况不变的情况下,增加的这些车流,也实实在在地更多得满足了民众的出行需求,扩大了经济的活动,于国于民都是好事。 当然,自动驾驶要真的实用化,还有很长的路要走,为了保证道路安全和效率,还有相当多的技术研发工作要做。不过相比中国的驾驶员和政府的水平,我还是更相信中国软件工程师的水平,而且再不济拿国外的技术过来,总比改变中国政府和人民要容易的多。自动驾驶对于中国糟糕的交通,确实是一条不错的出路。 ———————————————— 更多讨论,查看 知乎圆桌 · 城市交通指南 查看知乎原文