交通是人類文化、軍事、經濟發展的先決條件，而在網際網路3.0時代，AI、大資料、雲計算等新技術層出不窮，人類互為貫通和交往的工具也不隻限于實體交通概念。如何運用元宇宙，促進交通的高品質發展呢？一起來看一下吧。
由于近期我連續推出《旅遊産業元宇宙：數字化旅遊》、《元宇宙賦能城市建設發展新邏輯》等系列文章，收到衆多讀者的好評。為此我繼續撰寫：交通元宇宙的星辰大海（一）——促進高品質發展、交通元宇宙的星辰大海（二）——建設綜合立體交通，為元宇宙賦能交通産業提供思路。
交通是人類文化、軍事、經濟發展的先決條件，人類每一次的社會和文化進步都與交通密不可分。古希臘遍布整個地中海和黑海的海上交通線連接配接了亞歐大陸，使之成為地中海地區的貿易中心，成就了古希臘的海洋文明。
起自西漢長安，經中亞國家、阿富汗、伊朗、伊拉克、叙利亞等而達地中海，最終到達羅馬的“絲綢之路”則被認為是連結亞歐大陸的古代東西方文明的交彙之路。公元8世紀，維京人發現通往英格蘭的北海航線，進而開啟了對歐洲沿海國家長達300年的劫掠和征服，同時也促進了基督教在北歐國家的擴散。1492年哥倫布發現美洲新大陸航線，開啟了“大航海” 時代的繁榮盛世，接踵而至的全球航海大開發則将人類的足迹遍布全球，促進了人類文明大融合。
直至今日，每一次交通技術革命、交通線路的打通都能為人類的經濟繁榮，文化溝通起到推動作用。
目前，人類正處在網際網路3.0時代，AI、大資料、雲計算、區塊鍊等新技術層出不窮，人類互為貫通和交往的工具也不隻限于實體交通概念，更多向資訊領域、虛拟世界延伸。元宇宙是在實體世界與虛拟世界之間，建立起虛實共生的新型社會體系的數字生活空間，将人類的“互為貫通”擴充到虛實互動，虛實通達，最終元宇宙将人類文明擴散到宇宙的星辰大海。
一、實體交通世界現狀
1. 現實交通世界的構成
在讨論元宇宙之前，我們首先重新審視一下與我們密切相關的現實交通世界。現代人一般了解的交通主要指交通運輸。即：利用空運、鐵路、公路、水運和管道等，針對人員或物資的實體實體傳遞，以及支撐運輸的基礎設施修建、經營和管理。
1914年，世界第一條空中美國洛杉矶-舊金山航線開通（559.75公裡），人類第一次在太平洋沿岸的兩大城市之間實作小時交通圈。中國第一條空中航線是在1920年5月8日由北洋政府交通部航空事業處開通的北京-天津航線。據openflights.org統計，截至2017年1月，全球已擁有超過1萬個機場，6萬7千條航線。截至2020年中國境内民用機場238座，擁有9814條境内航線。正如下圖所示，航線密集處也是全球經濟最為活躍的地方。
全球開放空中航線示意圖
資料來源：openflights.org
1825年9月27日，英國開通了世界上第一條鐵路線，全程21公裡的斯托克頓—達林頓鐵路，據此人類進入機械交通時代。根據世界銀行2016的資料統計，全球鐵路總裡程數達105萬公裡。截至2020年12月，中國鐵路營運裡程達14.6萬公裡，其中高鐵3.8萬公裡，高鐵裡程居世界第一。
1937年，德國修建了柏林至漢堡的世界上第一條高速公路，該高速公路的修建加快了公路運輸的發展，刺激了當時德國國民經濟的增長。而目前，中國以高速公路總裡程16.1萬公裡（截至2020年底），排名世界第一。全球海運貿易量從 20 世紀 80 年代開始穩步攀升，2017年達到107.02億噸。
2. 交通與人類技術演進的關系
人類的交通發展與科技技術進步密不可分，不同于“雞生蛋、蛋生雞”問題，在人類交通發展史上一定是先掌握交通技術再形成交通體系。一部人類交通發展史其實就是人類科技進步史，我們先後經曆了人力、畜力交通時代，蒸汽機交通時代，内燃機交通時代，電氣交通時代，資訊交通時代。
在人類發展曆程的絕大部分時間裡（從智人算起約25萬年），都在使用人力作為交通工具，而馬車和牛車的出現大約是在4000年-5000年前。人力、畜力作為交通工具，引領了人類走過的漫長的進化歲月，基本展現了“力所能及”的交通時代。
1698年托馬斯·塞維利制造出了早期的工業蒸汽機，經過約100百年的持續改良，1807年羅伯特·富爾頓成功地将蒸汽機用于驅動輪船，1814年喬治·斯蒂芬森又将蒸汽機用于驅動火車頭，從此人類進入蒸汽機交通時代。蒸汽機作為第一次工業革命的動力引擎，直接推動了交通技術跨入機器時代，幫助人類在大洋、陸地實作“開疆拓土”。
第二次工業革命中内燃機的出現，直接推動交通技術實作海、空、地的高效傳輸。1879年卡爾·本茨制造出第一台單缸瓦斯發動機，1886年卡爾·本茨又研制成功了單缸汽油發動機，并安裝在一輛三輪車上，這就是第一輛汽車的誕生。
以内燃機驅動的汽車，速度更快，更小巧靈活，普及度更高，從誕生之日起就是人類使用最頻繁和普及的交通工具。以内燃機作為動力的汽車、火車、輪船、渦輪（扇）噴氣飛機、火箭等直至今日，依然是人類交通工具的中堅力量。内燃機交通時代對于人類具有劃時代意義，人類徹底突破地球表面，以及近地空間的實體障礙，實作人類在世界範圍内的單日到達，并建立起人類海、空、地的立體、高效、安全的交通網絡，并實作“所向必所達”。
第二次工業革命中的另一個代表性技術電氣系統，也同時深刻影響人類交通發展。1879年5月31日，在柏林的工業博覽會上，展出了世界上第一台由外部供電的電力機車（西門子）和第一條窄軌電氣化鐵路。電氣系統驅動的交通工具，幾乎與内燃機一同出現，但因為無法解決持續供電行駛問題，電力機車很長一段時間隻是和有軌交通綁定。
20世紀70年代、80年代石油危機爆發，引發了人們使用再生能源期望，發達國家政府開始通過制定政策和立法推動汽車電動化。1967年，日本成立了日本電動汽車協會以促進電動汽車事業的發展，1971年，日本通産省制定了《電動汽車的開發計劃》；1976年7月，美國國會通過了《電動汽車和複合汽車的研究開發和樣車試用法令》，以立法、政府資助和财政補貼等手段推動發展電動汽車。
1990年，歐洲“城市電動車”協會成立，幫助各城市進行電動汽車可行性的研究和安裝必要的裝置，并指導電動汽車的營運。2008年，特斯拉全球首輛合法配備锂離子電池的跑車傳遞客戶，這是全球首輛一次充滿電行駛320公裡以上的全電動汽車，這對于電氣交通時代具有裡程碑意義。由于電池技術的突飛猛進，交通工具電氣化已成為全世界主流趨勢。
人類進入第三次工業革命後，由于資訊技術大爆發，使交通技術發展發生重大變化，由傳統實體實體形态的互為貫通，轉變為虛拟世界、數字世界的互為貫通。計算機、網際網路、數字通信技術相繼出現，成為人類溝通交流、資訊共享的主要工具。資訊交通時代實作了人類“無所不在”互聯互通。由此，現代人的交通世界由交通工具構成的實體實體世界和資訊技術構成的虛拟數字世界，兩個平行世界組成。元宇宙的出現則代表實體實體世界與虛拟數字世界互相融合和貫通的新型交通世界誕生，人類從此進入虛實共生階段。
3. 大陸現代交通的融合需求
截至2020年底，中國鐵路營運裡程達到14.6萬公裡，其中高速鐵路營運裡程3.8萬公裡，世界排名第一，高速鐵路對百萬人口以上城市覆寫率超過95%；中國公路通車總裡程達519.81萬公裡，其中高速公路通車裡程16.10萬公裡，居世界第一。
2020年中國境内運輸機場（不含香港、澳門和台灣地區）共有241個，擁有9814條境内航線，完成旅客吞吐量85,715.9萬人次、貨郵吞吐量1,607.5萬噸，僅次于美國位居世界第二。2020年中國内河航道通航總裡程12.77萬公裡，内河貨運量達到38.15億噸，位居世界第一；
海運船隊運力規模達3.1億噸，位居世界第二位；港口貨物吞吐量完成145.5億噸，港口集裝箱吞吐量完成2.6億标箱，均居世界第一。油氣長輸管線包括國内管線和國外管線，總裡程達到16.5萬公裡，其中原油管線為3.1萬公裡，成品油管線3.2萬公裡，天然氣管道10.2萬公裡，已基本形成網。
大陸交通運輸基礎設施網絡已日趨完善，截至2020年底，綜合交通網絡總裡程突破600萬公裡，“十縱十橫”綜合運輸大通道基本貫通，高速鐵路對百萬人口以上城市覆寫率超過95%，高速公路對20萬人口以上城市覆寫率超過98%，民用運輸機場覆寫92%左右的地級市，超大特大城市軌道交通加快成網，港珠澳大橋、北京大興國際機場、上海洋山港自動化碼頭、京張高速鐵路等超大型交通工程建成投運。大陸已形成海、陸、空、河、管道立體、綜合的交通網絡系統。
國家綜合立體交通網主骨架布局示意圖
來源：中共中央 國務院印發《國家綜合立體交通網規劃綱要》
但同時，從交通基礎設施建設上看存在網絡發展不均衡、結構待優化、銜接不夠順暢，重點城市群、都市圈的城際和市域鐵路短闆明顯；從交通服務上看，存在貨物多式聯運、旅客聯程聯運比重偏低，定制化、個性化、專業化運輸服務産品供給與快速增長的需求沖突明顯；從技術運用上看，智能交通技術應用深度和廣度有欠缺，交通運輸安全形勢仍然嚴峻，産業鍊供應鍊保障能力不足；從環保上看，綠色低碳發展任務艱巨，清潔能源推廣應用仍需加快等若幹問題。
交通作為國民經濟命脈，關系着國家繁榮富強和人民安居樂業，一直以來，交通運輸發展目标，就是人民生活與國家戰略發展需求。中國經過40餘年來的改革開放，經濟總量已經邁上100萬億（人民币）台階，預計在2030年後将超過美國成為全球最大經濟體。但也為交通運輸提出了更高的要求。
（1）高品質發展需求
運輸服務更加高效。提升運輸服務品質，提高客運“一站式”、貨運“一單制”服務體驗，充分實作定制化、個性化、專業化運輸服務，解決城市交通擁堵和“停車難”問題，保障農村和邊境地區運輸服務的通達，實作村落快遞服務全覆寫，通向全球的國際運輸服務網絡更加完善。
技術裝備更加先進。5G、物聯網、大資料、雲計算、人工智能等技術與交通運輸深度融合，發展交通運輸領域新型基礎設施建設，提高數字化程度，開展資料開放共享和平台整合。實作北鬥衛星對交通運輸領域全覆寫，運輸裝備标準化率大幅提升。
安全保障更加可靠。保障交通設施耐久可靠、運作安全。實作跨部門、跨領域的安全風險防控體系和應急救援體系；保障糧食、能源、礦石等物資運輸安全；保障國際物流供應鍊安全。
（2）融合發展需求
提高旅客出行、貨物運輸的高效便捷，實作綜合交通網絡有機銜接。打通公路省際阻礙，加強幹線公路與城市道路有效銜接，推進城鎮密集地區道路瓶頸路段更新改造。加強樞紐機場與軌道交通高效銜接，使換乘更加便捷。
強化進港區、進園區、進廠區、進規模化農産品基地等集疏運設施建設，加快推動鐵路進港口重點港區和大型工礦企業、物流園區、重點物資儲備庫。實作資源高效利用、生态環境保護和防洪航運安全，建設各種運輸方式共享通道資源的過江跨海通道。
推動超大特大城市的大型綜合客運樞紐間通過軌道交通互連，實作聯系緊密的綜合貨運樞紐間通過聯絡線或專用通道互連。探索多種運輸方式規劃建設協同和新型運輸方式，實作陸水空多種運輸方式互相協同、深度融合。
（3）綜合立體交通需求
建構以高速鐵路、國家高速公路、民用航空等為主體的快速網，完善以普速鐵路、普通國省道、港口航道等為主體的幹線網，提高基礎網保障能力。節約利用通道線位資源、岸線資源、土地資源、空域資源、水域資源，促進交通通道由單一向綜合、由平面向立體發展，減少對空間的分割，提高國土空間利用效率。
加強綜合交通通道與通信、能源、水利等基礎設施統籌，提高通道資源利用效率。推進綜合交通樞紐及郵政快遞樞紐統一規劃、統一設計、統一建設、協同管理。推動建立綜合客運樞紐各種運輸方式集中布局，實作空間共享、立體或同台換乘，打造全天候、一體化換乘環境。
推動既有綜合客運樞紐整合交通設施、共享服務功能空間。加快綜合貨運樞紐多式聯運換裝設施與集疏運體系建設，統籌轉運、口岸、保稅、郵政快遞等功能，提升多式聯運效率與物流綜合服務水準。按照站城一體、産城融合、開放共享原則，做好樞紐發展空間預留、用地功能管控、開發時序協調。
二、元宇宙推進交通高品質發展
中國作為一個交通大國，通過對基礎設施持續不斷的建設，已在公路、鐵路、航運、空運等多個領域的裡程、吞吐量名額上占據世界領先地位。
綜合交通網絡總裡程突破600萬公裡，“十縱十橫”綜合運輸大通道基本貫通，高速鐵路對百萬人口以上城市覆寫率超過95%，高速公路對20萬人口以上城市覆寫率超過98%，民用運輸機場覆寫92%左右的地級市，中國的交通建設思路已從過去的速度優先轉變為品質優先。交通高品質發展是通過對高新技術應用、智能化、安全保障方面持續創新和建設，實作運輸服務的舒适和高效，綠色低碳環保發展。
随着，大資料、人工智能、區塊鍊、數字孿生、超級計算等新一代資訊技術的湧現，以及智能制造、新材料、新能源等新型工業技術的普及，資訊技術與工業技術結合形成産業化數字更新，是普遍産業高品質發展的技術路徑。例如：利用數字孿生技術在汽車、民用飛行器、船舶等裝備動力和傳動系統研發應用，利用人工智能加強綜合交通網絡協調方面應用，利用雲計算在城市綜合交通協同管控的應用，利用大資料在航運安全管控與應急搜救技術應用等。
而元宇宙的出現，則把這些單一技術及其應用場景，組合在一個跨技術、跨行業的數字世界中，通過對大資料、網際網路、人工智能、區塊鍊、超級計算等新技術與交通行業深度融合，推進資料資源賦能交通産業發展，實作交通基礎設施網、運輸服務網、能源網與資訊網絡的元宇宙虛實共生的大融合，實作在交通安全、交通智能化和綠色環保方面等産業高品質發展。
1. 元宇宙促進交通安全保障建設
交通安全保障建設主要指交通安全風險預警、防控響應和救援支撐的建設。主要包括：交通網絡的韌性和安全性保障、物資運輸安全保障、交通救援支撐、運輸裝備安全、資訊安全防護等多個方面。由于交通安全保障涉及多個不同的細分行業和管理部門，傳統的交通安全保障常常是單打獨鬥，各自為政。例如：企業，鐵路、公路、航空、水運、能源、公安、消防等職能部門，根據自身的資料單獨建構的交通安全保障系統。
但交通安全整體風險，卻是跨企業、行業和政府職能部門的。交通網絡系統韌性和安全性就涉及公共安全，多路徑、多載具的運輸立體通道管理，多自然災害區域的應急管理，能源口岸或基地運輸管理等。而戰略物資的供應鍊運輸安全保障則需要聯合物資基地、供應鍊企業、交通管理協同保障。
元宇宙的世界，本質是一套多元網際網路世界，它将原有按照區域、功能、職能等水準切分的網際網路，整合在多元立體空間内，利用實體實體對象與虛拟對象的映射，實作在數字世界中的虛實通達和協同。
元宇宙通過将運輸裝備和基礎設施數字化和虛拟化為交通數字對象，實作運輸裝備在交通運輸中性能變化的實時感覺；通過建立交通元宇宙的安全風險對象監測防控體系，強化危險貨物運輸全過程、全網絡動态監測預警；通過交通數字對象的互聯共享，建構快速通達、準确無誤、無縫銜接、可靠的交通安全保障；通過元宇宙多元立體網絡，實作不同部門之間的關聯、協同和多主體參與的交通安全管理協調。
利用元宇宙海量的分布式資料存儲能力，建立交通工程基礎設施和運作品質全壽命周期安全管理體系，通過對工程基礎設施的數字孿生，實作數字化的安全評估，長期的性能觀測，檢測診斷和預防性養護，對自然災害的模拟，可實作工程基礎設施病害防治能力，及時消除安全隐患。
在交通元宇宙的數字環境中，可模拟自然災害和重大交通事故，物資排程、應急救援、運輸等都可在數字孿生中反複推演，進而科學規劃物資倉庫、應急救援基地、消防救援站等，引導建設現實交通世界的應急裝備、應急通信、物資儲運、防災防疫、污染應急處置等配套基礎設施，提高交通安全事故的快速修複能力和應對突發事件能力。
通過交通元宇宙連接配接車聯網、船聯網等使用者載具網絡，實作對交通載具執行個體對象的映射和數字孿生，利用雲計算和大資料處理能力，為載具使用者提供潛在安全風險提醒和服務。針對潛在自然災害、重大交通事故等環境風險可在使用者載具網絡内預警，并提出替代路線和輔助交通服務；對使用者載具的性能衰減、安全隐患等自身安全風險，可實時監測和提醒，為使用者提供一對一的安全服務。
2. 元宇宙提高交通智能化水準
傳統的交通智能化是将資訊技術、資料通信傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術以及計算機處理技術有效的內建并應用于整個交通運輸系統，以實作交通安全性、運輸效率、能源和環境保護問題。近年來，随着交通基礎設施數字化、網聯化推進，衛星通信技術、5G通信技術、高分遙感衛星、人工智能等新型技術的應用，對于交通智能化需求已從傳統的資訊化系統向智能決策系統轉變。
北鬥高精度衛星組網、地理資訊模組化、智能化載具的普及應用為實作智能網聯汽車（智能汽車、自動駕駛、車路協同）、智能化通用航空器應用、自動化立體倉庫、智能輸送分揀和裝卸裝置提供了技術支撐；全局多方位的交通基礎設施感覺系統為交通安全風險提供主動預警、多元監測和精準智能管控提供資料支撐；智能排程控制系統的大量應用，提高鐵路、空管、公路等排程指揮、協同和運輸管理智能化水準。
交通建設是集港口、物資基地、樞紐站等點狀實體實體，道路、空域航線、水域航道、能源管線等線性實體實體，以及城市建設和國土資源等面狀實體實體為一體的，涉及資源、服務的綜合建設體系，最終形成點、線、面等二維交通網絡。
而元宇宙将賦予交通資源智能化全新定義。在元宇宙中，通過交通樞紐元可在傳統交通網絡中，智能連接配接點、線、面各類交通資源，并賦予這些交通資源多元屬性。例如：為港口賦予道路屬性、鐵路屬性等，交通樞紐元是一種具有多元屬性的連接配接件，可為單一功能交通資源賦予其他資源的屬性。
利用交通樞紐元将在海、空、地的元宇宙建立交通資源的智能控制，例如：通過機場的繁忙程度自動控制周邊公路的通行排程，通過物資基地的倉庫狀态動态安排供應鍊運輸計劃等。元宇宙中可以通過交通樞紐元連接配接更多的交通資源，進而實作智能指令的跨界傳遞。
交通服務是交通服務商提供給使用者的最終産品，傳統交通服務是單一供給，例如：鐵路、公路、空運等。雖然目前已有部分網際網路平台企業，基于上層應用提供了一些出行一體化服務體驗，但由于底層跨域資源尚未打通，服務的銜接依然處于人工模式。而基于元宇宙的智能服務，則依靠對底層交通資源的銜接，從作業系統和網絡協定層實作對更大範圍交通資源的充分利用。元宇宙中的交通服務是一種點對點、無縫銜接、自由組合的服務體驗，配合智能化的交通基礎設施、交通載具和其他生活服務，為使用者提供一體化的生活服務體驗。
3. 元宇宙助力交通低碳綠色發展
2021年10月24日在《中共中央國務院關于完整準确全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中，再次明确了2025年實作碳達峰，2060年實作碳中和的世界承諾。并提出了實作目标的具體任務。其中明确了優化交通運輸結構，推廣節能低碳型交通工具，積極引導低碳出行等交通低碳綠色發展任務。
通過建設綜合立體交通網，發展多式聯運，提高鐵路、水路在綜合運輸中的承運比重，持續降低運輸能耗和二氧化碳排放強度。發展綠色物流，整合運輸資源，提高利用效率。通過發展新能源和清潔能源車船，推進鐵路電氣化、智能交通等方式主動降低交通載具碳排放。通過建設廣泛覆寫的公共交通基礎設施，加強城市慢行系統與快速道路的分離與接駁規劃，緩解城市交通擁堵和環境污染。
元宇宙的優勢在于通過無所不在傳感器，實時監測交通基礎設施涉及的農田、生态功能區、環境敏感區等實體空間，對交通噪聲、污染物、二氧化碳等排放問題開展實時動态治理，交通基礎設施與環境生态空間可通過元宇宙建立的數字空間實作感覺、分析、響應的治理融合。
通過元宇宙建立的多産業交通空間融合，可進一步優化交通運輸結構，形成基于距離、貨物、時間等時空要素的專輔線互補融合，多載具運輸融合、快慢速通道融合、多能源組合運輸融合等，實作能源效能最大化，運輸清潔化、低碳化、高效化發展。例如：通過元宇宙對數字空間中産業結構、交通基礎設施布局、貨品形态等多元視角分析，生成多式聯運型物流中心的選址、布局和建設規劃方案，包括：資訊服務區、零擔交易與城市配送區、倉儲區、堆場區、海關監管區、停車區、綜合配套服務區等。
通過元宇宙建構的綜合立體交通網具有虛實資料的融合性特征，可以通過虛拟空間在多運輸方式和産業布局的條件下，通過融合模拟選擇能耗最優的交通網組合方式；通過對載具執行個體能耗的量化融合分析，選擇排碳量最優載具組合；通過對時空價值分析，為使用者推薦最綠色的通行路線或方式；通過在元宇宙世界中建立使用者碳排放資料，使碳中和、碳達峰任務不隻限于供給側，而是向消費側傳遞。
（未完待續）
參考文獻：
國務院.“十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃. http://www.gov.cn/zhengce/content/2022-01/18/content_5669049.htm.
中共中央、國務院.國家綜合立體交通網規劃綱要. http://www.gov.cn/zhengce/2021-02/24/content_5588654.htm.
專欄作家
黃銳，人人都是産品經理專欄作家。進階系統架構設計師、資深産品經理、多家大型網際網路公司顧問，金融機構、高校客座研究員。主要關注新零售、工業網際網路、金融科技和區塊鍊行業應用版塊，擅長産品或系統整體性設計和規劃。
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