李万，上海科学院；赵越，上海市科学学研究所

　　交通科技和交通工具的发展，是衡量经济活动乃至文明水平的重要标志。从农业时代的帆船、马车等发展到工业时代的轮船、火车、汽车、飞机等，人们活动的空间范围、频次都空前扩大了，特别是以喷气式飞机、大型货轮为代表的现代交通技术与以互联网为代表的现代信息技术一起，推动着全球化和"地球村"的形成与发展。

　　事实上，交通技术与信息技术一起，已经成为全球化的重要基础。历史已经表明，交通技术、信息技术蓬勃发展，就会带来更广更深的全球化，而两者一旦遇到瓶颈，全球化就可能出现放缓甚至会出现逆全球化态势。有关研究表明，交通发展遇到瓶颈，尤其是飞机和汽车的速度几十年没有明显提升--30年前，从中国到美国，喷气式飞机需要15个小时，今天依旧如前；30年前，高速公路最高时速120km，今天依然如故--经济的更高效率更高质量发展，亟待新型交通工具予以支撑。时代呼唤着更快捷、更高效、更安全的交通工具和交通科技的出现、发展和广泛应用。

　　1交通对城市发展的意义

　　1.1促进人们的交流交往

　　交通使得不同生活方式、思维模式、职业背景的人们得以相遇相识，思想和知识的交换、冲撞和融合进一步促进了思想和知识的创生、增殖和传播。同时，人们的横向流动是实现社会向上的纵向流动的重要基础。这样，经济社会发展为交通科技和交通工具的创新带来了巨大需求，交通科技和交通工具也为经济社会持续繁荣奠定了关键基础。

　　1.2促进区域间互通有无

　　贸易是国家和地区实现富裕的重要手段，其实质就在于更广阔地理空间、更庞大人群规模上的专业化分工、大规模协作和高频次交换所带来的规模效应和范围效应。其间，需要完成大规模高频次的客流和物流，都必然需要交通科技和交通工具的不断创新突破。例如高铁的快速发展，使得区域经济高质量一体化成为必然，出现了一批诸如京津冀、长三角、珠三角等"轨道上的城市群"。

　　1.3促进多领域科技进步

　　制造与服务体系由内到外可解构为能源形式、动力机构、交通装备、基础设施、关键材料等。在上述体系中，交通装备居于中枢地位。交通科技和交通工具的创新，是当代制造业发展的一项关键因素，既是众多领域科技创新的结果，也是牵引众多领域突破发展的诱因。

　　1.4促进社会文化新样式

　　每一次科技革命与产业变革，交通系统都会发生相应的变化。进入到千家万户的汽车，更引发一场"生活革命"，如"自驾游"、汽车文化等，与移动互联网相结合形成的"网约车"为社会治理也提出了新命题。未来，自动驾驶、无人机、"幽灵船"等，更会带来新的生活方式和文化样式。

　　2交通与城市的关系

　　有关研究和实践表明，针对超大城市管理必须引入智能化手段，借助现代科技，做强"头部"和"神经末梢"。对于人体而言，全身的均衡发展和正常运行是完成各项工作和日常生活的前提。人拥有大量的感官系统和神经末梢，能够对人体的各项状态进行感知。通过遍布全身的神经系统可以将信息在器官之间、器官和大脑之间进行相互传递，人的大脑能够对这些信息进行高效的处理，及时做出各种反应，并能够总结经验，从而今后更好地做出反应，而这些和城市精细化治理的建设目标不谋而合。

　　因此，根据有关资料将城市与人体类比，视作一个有机的生命体来研究其功能。交通系统则可以认为是其中的"循环系统"，对于城市的内部运行和对外关联，具有着十分重要的地位。

　　2.1交通工具和交通科技"给定"了城市的"效率"

　　城市的兴起与发展，源自需要交换能源、资源和信息的人类的互动和交流。一座城市是一个自然形成的复杂适应系统，是两种"流"结合的产物，一种是维持并促进自身基础设施和居民发展的能源和资源流，另一种则是连接所有公众的社会网络中的信息流。前者在现实中主要就指向交通系统。

　　邮政时代，邮政信函或物流一般都要隔天到达；网络时代快递可以当天达，还形成了江浙沪包邮区；外卖时代，生鲜熟食半小时送达。与之关联，无论是公共服务的效率，还是商业运营的效率，都不断突破"天花板"，实现一次又一次飞跃。

　　2.2交通工具和交通科技"规定"了城市的"边界"

　　出于人的生物本能，人们普遍通勤时间在60分钟左右，称为"马切蒂常数"，由意大利物理学家塞萨尔马切蒂（CesareMarchetti）提出，并且在各个时代、各种移动方式上都得到了印证。这个常数指明了城市尺度取决于交通技术和工具的发展水平。

　　2018年，滴滴出行基于汽车出行的数据，发布了全国主要城市"城市半径"排行榜，其中北京31.7km、上海30.8km、深圳30.5km、佛山30.3km、广州29.8km。随着轨道交通的发展，城市半径正在逐步迈向50km，如通州距离北京市中心40km，临港距离上海市中心近70km，南沙距离广州市中心近70km。城市的面积在很大程度上取决于交通工具和交通科技的发展应用水平。

　　2.3交通工具和交通科技"奠定"了城市的"位阶"

　　中心城市往往是交通枢纽，这基本上是由经济地理特征所确定，并为交通工具和交通科技的创新和应用提出重大需求。中心城市通常会成为前沿交通科技创新策源地、新型交通工具领先应用地、新型交通服务模式首善地。中心城市的交通装备制造业、交通设施建造业、交通服务业往往具有先发优势。

　　此外，通过对大量城市数据分析发现，城市的增长与生物还有类似的地方，并体现出规模经济优越性。通过对大量城市数据的分析发现，城市人口规模每增长一倍，城市都会带来15%的系统性节余。这种物质基础设施的效率优化，是城市变得越来越大的一个重要原因。因此，城市规模越大，越绿色，人均碳足迹越小。城市的交通规划，应充分利用这一规模效应带来的盈余，而不能单纯利用所谓的人均指标。

　　3未来城市交通的愿景

　　预见未来的交通发展，不只在于预言未来，还在于明确未来世界的挑战与机遇，这将比以往任何时候更艰难，涵盖了更加广泛的内容和现象。

　　为了更好地描绘未来交通的图景，构建城市交通愿景，应尽可能地了解未来可能的发展方向、产生结果、造成影响，从而及早响应，让资源得到最有效的配置。愿景构建之前应充分考虑影响城市交通的外部变化、未来需求、环境趋势。

　　3.1城市形态将发生变化

　　未来，由于交通科技和交通工具的创新和应用，使得城市形态发生重要变化。一是更加庞大的城市。在相应时速的交通工具支撑下，依据"马切蒂常数"，城市半径达到了50~70km，"轨道城市"将取代"汽车城市"。二是更加立体的城市。由过去"立体"城市的空中到地下的发展，随着架空线入地和低空开放，使得地面客货混流的局面得以改观。三是更加高效的城市。依据前述规律，交通速度越高，城市规模越大，生活节奏也越快。但是，人体适应快节奏很可能存在着一个生理极限，因此，大都市将可能出现更多的组团式的副中心和分中心。四是更加舒适的城市。随着新一代信息技术和交通技术的开发应用，出行更快捷、环境更宜居、物流更迅速，人们的时间会更多地投入到更具创意的活动中。

　　3.2对未来交通的需求

　　2018年，麦肯锡发布了24座城市交通系统的综合表现，排名前十位的依次为新加坡、大巴黎都会区、香港、伦敦、马德里、莫斯科、芝加哥、首尔、纽约和米兰省。该评估从城市居民出行前、出行中、出行后三个阶段的五项最关键因素，包括可获得性、可负担性、高效性、便捷性、可持续性，涉及交通基础设施、公共交通和私人交通、出行体验与环境影响等方面。这些指标从一定程度上反映了人们对城市交通的需求。

　　3.3全球城市的发展战略

　　近年，美国、英国、欧盟等发达国家和地区均提出面向2030年交通发展的战略和愿景。同时，在全球主要城市面向未来30~50年的愿景规划中，纽约、东京、悉尼、墨尔本、伦敦、巴黎等城市均认为交通拥堵已经成为制约全球城市发展的关键瓶颈，并认为人口增长、基础设施老化、中心城区密度太高、管理方式落后，从一定程度上都将引起这个问题。城市间各要素的流动不畅，各类服务的可达性和满足感不佳，将直接影响城市未来的社会进步、经济发展和科技创新。围绕未来交通，上述城市提出了支撑更高流量的基础设施、30~45分钟通勤的生活圈、公共交通服务能力不断优化、更可靠的国内外交通枢纽、绿色低碳出行比重增强、全方位延伸的交通网络等愿景。

　　3.4科技创新对未来交通的影响

　　绿色化的交通动力。研究表明，大约在2040年前后，可再生能源占比将可能超越化石能源。清洁电力与电动机、氢燃料电池汽车等的普及，使得交通系统的碳排放大幅降低。同时，动力更强劲、更便于管理。

　　个性化的交通出行。未来共享经济的最为成功案例可能就出现在交通领域。应用大数据、万物互联、智能匹配等，定制化、个性化的交通出行将成为可能。同时，个体化智能型的交通工具将给个人出行带来极大方便。

　　无缝化的交通切换。交通工具将空前多样，多模态的交通组合，给出行换乘带来了新的挑战。通过智能互联网，交通换乘能够实现无缝衔接，极大提高交通效率。

　　智能化的交通治理。随着大数据、人工智能和万物互联的落地实现，交通行为主体在交通过程中的行为可记录、可追溯、可预测，提示性管理、预测性执法、全民式参与，将会形成交通治理新格局。

　　4未来交通的多种可能

　　交通工具成为计算平台。在5G/6G场景下，自动驾驶车辆、无人机等都可能成为通信平台。云网端的部署，会使得交通工具成为"移动的计算机、智能的机器人"。正如当年手机从功能机演化为智能机，交通工具也将会从"功能车"向"智能车"演进。基于智能交通工具这一新平台的计算应用将可能引爆新的万亿级产业。

　　交通出行成为数据源泉。在智能时代，交通大数据将成为监测城市运行的重要基础性数据。正如人们一直以来那样，交通是经济社会活动的关键基础和重要内容，基于此的各种场景式创新将层出不穷。

　　交通过程成为"第四空间"。家庭是生活空间，办公室是工作空间，商业设施公园等是休闲娱乐购物的公共空间，随着智能驾驶的普及，交通过程在相对封闭的车厢环境中，将形成一个新空间。移动办公、车载计算、旅行会议等等，将带来工作生活娱乐休闲之间的无缝切换，将可能深刻改变着人们的行为模式。

　　交通设施成为储能载体。随着电动车、氢燃料电池汽车等新能源车的逐步普及，交通工具、道路、信号灯等在智能化的同时，也可能成为储能的重要载体。

　　交通安全将被赋予新内涵。除了传统的交通风险和交通安全，因由智能驾驶、共享交通等将带来诸如黑客劫持智能车辆、氢泄漏、电池爆炸和自燃、通信中断造成意外事故、无人机坠毁及造成地面人及物的损伤等都需要高度重视，并前瞻性地进行应对。

　　交通网络成为数字孪生城市空间中的基本骨架。随着智慧城市和城市大脑的建设深化，数字孪生城市将逐步发展起来，在这一与物理城市完全对应的虚拟新空间中，交通网络将成为整个城市的基本骨架。数字孪生城市的演化发展，将会为物理城市的扩展提供新的指南，交通网络也将随之改变。中心城市的规模效应和范围效应将得到最大化利用。"低影响"、全生命周期、以运营管理牵引建设发展的交通发展新理念将得到实践。

　　本文转载至2019年第6期《交通与港航》。联系方式：上海市科学学研究所科技发展研究中心wuyy@siss.sh.cn；课题联系人赵越zhaoyue@siss.sh.cn