麦肯锡:重新审视自动驾驶汽车基础设施 - 调查与观点 - 智能交通世界网_智慧交通网 ITS114.COM|中国智能交通领先的门户网站
  • 麦肯锡:重新审视自动驾驶汽车基础设施

    2020-02-05 14:30:09 来源:智能网联汽车网 评论:
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          想象一个未来,无人驾驶巴士和穿梭车队将毫不费力地在城市街道上导航到指定的站点。拼车服务会派出共享自动驾驶汽车(AVs),以接载多名沿着相似路线行驶的乘客。乘坐出租车在地铁站下车的乘客将在下一次旅程中使用。一些传统的车主决定不再需要私人车辆,因为共享自动驾驶汽车可以满足他们的需求。道路拥堵下降是因为车辆较少。

    另外想象一个替代的未来,其中每个曾经拥有传统汽车的人都拥有一辆AV。许多没有执照的人也购买了AVs供个人使用,即使他们已经多年没有汽车或从未拥有过汽车。旅客行驶里程增加了25%。AVs车辆因为没有车位可以停车或忙于各种事务而在绕圈,城市街道会变得更加拥堵。

    世界各地会出现哪种情况?答案将部分取决于公共和私人利益相关者是否投资于实现共享自主移动(SAM)所需的基础架构。但是,由于公司,投资者,发明家和政策制定者理所应当地专注于与AVs本身相关的问题,例如安全性,因此这个问题现在很少受到关注。但是,在进行资本计划时,利益相关者将很快开始更详细地讨论AVs基础设施的要求。他们现在做出的一些决定可以确定SAM是否获得吸引力。

    为了帮助运输官员考虑未来的道路,我们已经确定了启用SAM的AV基础设施的潜在途径。它包括可以促进AV增长的基本结构和道路变更计划,以及旨在鼓励共享出行AV的改进。运输领导者可以在考虑这些改进时考虑分阶段的方法:首先在AV驾驶期间实施一些基础设施更改,然后为适应混合交通(AV和传统汽车)提供更多的容纳空间,最后创建支持向AV完全过渡的基础设施。

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    无人驾驶汽车基础设施处于十字路口

    有了合适的基础设施以实现共享出行,到2030年,多乘客自动驾驶出租车可占美国道路行驶的5,000亿英里(约占总数的9%)。到2040年,它们可占所有行驶里程的50%。除了减少交通拥堵外,车辆排放量可能还会下降。与人为驾驶员相比,使用更多的AV产生的错误更少,运输死亡人数可能下降。以前专门用于停车的房地产可以重新用于商业或住宅物业。这些改进加起来,每年可产生总计8500亿美元的经济效益。

    为了使基础设施能够为未来的状态做好准备,政府官员可以确定潜在的交通改善措施是否会促进SAM(包括当前的AV和以后完全自主的模型)。如果他们现在考虑到SAM来设计结构,那么以后就不必进行昂贵的修改。其他要考虑的相关问题包括道路定价,分区,许可和保险。

    由于公共部门正在考虑潜在的基础设施升级,因此监视AV技术的变化非常重要。最近,关于利益相关者应在车辆到基础设施(V2I)系统上投资多少的争论越来越多,例如道路上的传感器或向AV发送信号以帮助他们在城市街道上行驶的路标。业界还围绕哪种V2I技术最合适展开了激烈的辩论,对于专用短程通信(DSRC)和蜂窝车辆到所有(C-V2X)系统的竞争优势,人们存在分歧。尽管评估特定的V2I技术不在本文的讨论范围之内,但重要的是要注意V2I生态系统的快速增长(这是事实,即使汽车OEM厂商正在试用配备了车载传感器和动态地图的AV车辆也可以使它们独立地运行)。如果公共部门领导人牢记这些潜在的技术变化,他们会对基础设施做出重要的决定。

    基本升级:保持基础设施的良好维护

    根据国际道路不平度指数,美国只有41%的道路符合“良好行驶”的要求。坑洼,不良的纹路和其他维护问题不仅会造成安全问题,还会给AVs带来挑战。如果政府考虑采用更快,更有效的方法来改善基础设施,则可以减少这些问题。除了提高安全性并减少与车辆磨损相关的成本外,他们在基础设施方面的投资还将使AV驾驶测试成为可能。例如,维护团队可以使用6英寸宽的高反光线来修饰标记较差的街道,以帮助防止汽车在路上徘徊。这些线将光反射回原始光源,与反射线相比,可见性更高。

    即使在进行了初步维修之后,道路维护仍将是一个主要且持续的问题。不断恶化的道路不仅对驾驶员不利,而且是自动驾驶汽车的主要障碍。为了提高自动驾驶程度,制图软件必须非常准确-例如,对于困难的十字路口,它将需要记录到最小的尺寸。如果道路恶化且道路标记逐渐消失,交叉路口的物理结构将不断变化。因此,即使是微小的改动也可能会阻碍AV的增长。

    为了避免随着自动驾驶汽车的普及而出现问题,交通运输官员可以考虑进行比传统方式更系统的维修。官员们还可能考虑与地图公司建立合作伙伴关系,以确保在进行必要的维修时,以经济高效的方式快速更新高清AV地图。

    在某些情况下,公职人员可以利用AV增长作为改善街道资本规划的机会。他们可能会通过投入更多的资金进行预测性维护来消除一些昂贵的维修工作。此类工作可能包括派出无人驾驶飞机或AV,以便在问题升级之前发现潜在问题。官员们还可以考虑与公用事业公司,运输部门和电缆公司等各种利益相关者建立合作伙伴关系,以确保协调一致且具有成本效益的街道维修。例如,他们可以同意在同一条道路上同时进行维修和安装新的公用事业基础设施,或者快速相继进行,从而无需多次封闭道路。

    共享出行:塑造公交的未来

    对于忙于处理优先事项并处理紧缩预算的公职人员,SAM可能不是立即关注的问题。但是,尽管传统汽车远远超过了自动驾驶汽车,但现在投资于SAM可以立即改善交通拥堵和交通状况。现在,根据预测的需求采取行动也比稍后根据现有或新出现的需求采取行动花费更少。

    支持SAM可能需要的结构和住宿包括(如图所示):

    • 支持设施。无人驾驶团队将需要大型的支持设施来为自动驾驶汽车服务和充电。如果城市允许私人公司经营车队,官员可能只需要监管支持设施;他们的私人合作伙伴将承担所有基础设施费用。但是,如果官员想建立公共车队,他们应该考虑规划支持设施的开发,就像在创建或改进当今的公交系统时所做的那样。在某些情况下,他们可以重新利用不再需要的现有设施,例如不再有高需求的停车场。对于大多数支持设施而言,主要成本将涉及租金(除非公共部门拥有该结构),劳动力和建立电动汽车(EV)的充电基础设施。

    • 暂存区。为了避免拥堵,AV车队和共享乘车服务需要在接客或下车的位置。一种解决方案可能涉及将现有的停车位转换为多个车队运营商可以访问的登台区域。

    • 路缘改造。在大多数城市中,路缘主要用作停车。运输领导者可以考虑市场需求,考虑更动态地为这种资源定价,以释放空间。他们还可以在不同时间为特定目的指定它(带有向AV发送信号的标志或信标)。在高峰时段,路边可能是公共交通系统中的AV班车的接送地点。晚些时候,它可以在午餐时间为食品卡车提供停车位,并在晚上提供货运站点。改变路缘可能会鼓励SAM,因为旅行者可以分担与下车相关的费用,尤其是在价格上涨期间。动态定价的路边空间还可以减少交通拥堵,并减少车辆行驶-当前的问题将扩展到未来的AV领域。例如,据估计,纽约市近三分之一的交通量都是在街区盘旋的车辆,它们寻找价格低廉的路边停车位。根据需求对这种稀缺资源进行定价,还可以为送货卡车和乘车共享服务提供更多选择进行接送服务,因为将有更多的可用空间。这一转变的一大好处是:减少了双重停车。根据需求对这种稀缺资源进行定价,还可以为送货卡车和乘车共享服务提供更多选择进行接送服务,因为将有更多的可用空间。这一转变的一大好处是:减少了双重停车。

    • 移动枢纽。为了使SAM蓬勃发展,旅客必须能够无缝转移在不同模式之间。通勤者可能会从家乘坐自动出租车到最近的火车站,然后利用电动踏板车,从火车站到办公室要走最后一英里。如果这个过程太困难了,旅客可能会选择点对点的私人AV,这种趋势会增加延误和不可靠性。为了避免这种情况,官员们可以考虑投资建设更多的交通枢纽,使往同一方向的旅行者可以使用包括AV在内的共享交通工具。这些设施可能包括在地铁站附近的微型出行地点(人们可以在这里骑踏板车或自行车的地方),或者大型交通设施,在关键节点处还设有餐饮和购物场所。

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      长期规划:为完全自动驾驶的世界做准备

    至少在城市内部,我们可以期待一个完全自动驾驶的世界。即使这个世界可能要走很多年,公共官员也应该了解未来的变化,并考虑为适应此类系统而需要进行的修改。目前,交通信号灯和路牌适合人类驾驶员使用。将来,城市可能会用数字交通管理系统代替许多这种标牌,该系统可以将关键信息(例如速度限制和转弯限制)直接提供给车辆。

    随着自动驾驶汽车成为交通运输的主要形式,道路本身也将需要发展。例如,官员们可能会考虑提高安全性的程度,例如升高的路缘或护栏。虽然分心的驾驶员可能会意外地转向路缘或进入另一条车道,但使用自动驾驶汽车,发生此类事故的可能性预计会更低。在人流少的城市街道上,有可能在不完全禁止所有车辆的情况下扩大步行空间。许多街道可能会变窄,因为自动驾驶汽车将被设计为在与其他车辆非常接近的情况下操作,发生碰撞的风险极低。如果自动驾驶汽车具有完全的自动驾驶能力,那么它们也将变得更小-例如,不再需要后视镜,并且保险杠也不会那么笨重。

    投资无人驾驶汽车基础设施升级:可能的方法

    联邦,州和地方政府已经在预算赤字中挣扎,运输资源不足。根据美国土木工程师协会的数据,美国有836亿美元积压的高速公路和桥梁资金需求。更为严重的是,到2040年,电动汽车和电动汽车的增长可能使目前的资金缺口加剧22%(约合800亿美元)。(鉴于大多数电动汽车将是电动的,燃油税收入可能下降一半以上)。无需许可和注册驾驶员或私家车,各种费用也可能大幅下降。这些转变可能会给公共部门带来巨大的财政挑战。

    公职人员可以通过寻找新的收入来源来缓解资金缺口。在考虑他们的选择时,如果他们调查新的收入来源是否会激励或劝阻更具成本效益的SAM,将很有帮助。在许多情况下,这些资源可能来自公合作私伙伴关系(PPP),在大型运输项目中这种情况变得越来越普遍。

    购买力平价提供了各种手段来鼓励可能需要多种资本投资,以支持自动驾驶汽车和SAM的增长。(没有任何一个公共或私人组织拥有进行所有必需的基础结构升级所需的资源。)对于所有PPP,必须仔细考虑所有权问题,合同条款以及未来收入流的潜在价值。鼓励SAM 的与主要移动性相关的PPP可能专注于以下活动:

    • 开发必要的基础设施,以动态定价,并限制收入(例如,通过安装显示当前价格,接受付款并通知服务器是否被占用的智能电表);

    • 将广泛的地域范围内的各种小型资本改进捆绑在一起,以实现规模经济并吸引最高效,最成熟的私营部门公司(例如,通过同时修复多座桥梁);

    • 遵循一些为共享单车计划实施的模型,代表一个城市建立并运营诸如AV车队之类的出行服务;

    • 建立基础设施以在仅共享AV的车道上收取用户费用。

    共享AV的更多使用不仅会改变交通系统,还可以为城市注入新的活力。如果交通运输官员现在开始研究SAM问题,那么在自动驾驶汽车普及之前,他们可以创造一个未来,交通平稳而可预测地进行,公共交通高效运行,总排放量下降。居民可以在自己的社区中享受更多的公园,餐厅和企业,从而使他们与当地社区之间的联系更加紧密。近年来不断增加的骑自行车者和行人的风险也可能下降。这种变化可能给社会和环境带来的好处是无法估量的。


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