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兰德:车辆互联的社会效益

兰德       2021-08-14

一个世纪以来,由个人拥有和驾驶的内燃机汽车一直是美国个人交通工具的主导者,但交通领域正在发生快速变化,尤其是在城市地区,美国汽车行驶里程的四分之三以上都在城市地区(美国联邦公路管理局,2020a)。在私家车继续主导城市交通的同时,长期以来的汽车拥有率趋势也开始改变。在2020年2月COVID-19开始显著影响汽车使用之前,汽车总行驶里程(VMT)几十年来一直随着美国人口和经济的增长而增长(联邦公路管理局,2020b)。然而,美国的人均车辆行驶里程在2006年达到峰值,自20世纪80年代以来,汽车和轻型卡车的年人均销量一直呈下降趋势(经济分析局,2020年,Eno交通中心,2019年)。生活方式的改变,以及对拥堵、安全和环境(特别是温室气体(GHG)和当地空气污染)的关注,有助于推动这些变化。但自动化、电气化和互联互通这三个重要的技术趋势也可能改变交通运输。本研究采用各种方案来探索汽车互联互通的潜在环境和其他社会效益,以及可能提高这些效益的政策。

联网车辆(CV)涉及汽车、其他机动车(如卡车、公共汽车)、道路基础设施(如交通信号设备或铁路系统)以及乘客和行人携带的个人通信设备之间使用无线通信的广泛功能。这种连通性依赖于越来越复杂的信息技术基础设施,不仅包括多种形式的无线通信(蜂窝和专门的)系统,而且还越来越多地依赖于云计算系统,这些系统摄取、处理并向道路用户、基础设施和提供服务的实体传递信息。互联互通可能是一个巨大的市场,一些行业估计预计,到2025年,其收入将超过2500亿美元或更多,年增长率约为30%(《环球新闻》,2019a,《环球新闻》,2019b)。

联网车辆已经发展成为设想中的智能交通系统的一部分。这一概念在国际上已经发展了近30年。核心概念包括车对车(V2V)和车对基础设施(V2I)通信,可以提高安全性、提高车辆可靠性和服务,减少拥堵。支持在不同类型的物理基础设施和个人技术(如智能手机)中嵌入网络设备的技术进步,导致了更通用的“车辆到任何东西”(V2X)特性。

互联汽车技术可以提供许多社会效益。提高车辆行驶效率和提高安全性可以减少燃料消耗,允许轻型车辆通行,从而减少标准污染物和温室气体排放。联网车辆技术还可以减少更综合的多式联运系统的障碍,该系统将步行、自行车、小型共享车辆(自行车、摩托车)、拼车和叫车,以及从传统公共汽车、火车到小型自动穿梭车等公共交通选择无缝连接起来。此外,联网车辆技术有助于实现自动汽车(AVs)和电动汽车(EVs)。然而,尽管许多研究探索了提高城市交通效率和降低事故风险的潜在好处,但关注环境和其他社会好处的研究却很少(Sumalee & Ho, 2018)。

本研究旨在评估大规模部署在美国城市地区的联网车辆未来的社会效益。这些估计取决于移动转型如何随着时间的推移而演变,其驱动因素包括技术渗透的速度、消费者偏好和行为的变化,以及对移动基础设施的公共和私人投资。在专家研讨会的指导下,本研究创建了三种情景,以探索从现在到2035年之间流动性可能的替代方式。然后,该研究利用这些情景对温室气体排放和当地空气污染进行了定量估计,重点是PM2.5,并对健康、交通便利程度和公平性进行了定性估计。

研究表明,在所有情况下,对技术进步设想出有利的政策和乐观的假设,可提供重大的健康、获取、公平和环境惠益。在过渡性移动性和分散性移动性两种备选方案中,前者技术假设不那么乐观,但对于政策优惠,后者则相反,提供的环境效益彼此相似,但低于所有移动性中的环境效益。过渡时期的流动性带来的健康和获取方面的好处很少,但在公平方面表现良好。然而,支离破碎的流动性降低了大多数人口的健康、获得机会和公平。这些场景主要集中在联网车辆上,但也包括AV和EV。这些情况表明,联网车辆最显著的社会效益来自于它与自动化和电气化两种技术的相互作用。特别是,联网车辆带来的环境效益中,大约有三分之二来自于三种技术之间的相互作用。这些方案是在COVID-19大流行之前制定的,可能会影响它们的相对可能性,但影响的方式仍不清楚。尽管如此,这一情景分析表明,在推动车辆互联互通过程中注重提高公平性的行动,对于公共、私人和民间社会行动者来说,是一个遗憾较少的选择。


关键词:汽车;联网车辆;社会效益