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交通是人類文化、軍事、經濟發展的先決條件，而在互聯網3.0時代，AI、大數據、云計算等新技術層出不窮，人類互為貫通和交往的工具也不只限于物理交通概念。如何運用元宇宙，促進交通的高質量發展呢？一起來看一下吧。

由于近期我連續推出《旅游產業元宇宙：數字化旅游》、《元宇宙賦能城市建設發展新邏輯》等系列文章，收到眾多讀者的好評。為此我繼續撰寫：交通元宇宙的星辰大海（一）——促進高質量發展、交通元宇宙的星辰大海（二）——建設綜合立體交通，為元宇宙賦能交通產業提供思路。

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、敘利亞等而達地中海，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匯之路。公元8世紀，維京人發現通往英格蘭的北海航線，從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?！?時代的繁榮盛世，接踵而至的全球航海大開發則將人類的足跡遍布全球，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。

當前，人類正處在互聯網3.0時代，AI、大數據、云計算、區塊鏈等新技術層出不窮，人類互為貫通和交往的工具也不只限于物理交通概念，更多向信息領域、虛擬世界延伸。元宇宙是在物理世界與虛擬世界之間，建立起虛實共生的新型社會體系的數字生活空間，將人類的“互為貫通”擴展到虛實交互，虛實通達，最終元宇宙將人類文明擴散到宇宙的星辰大海。

一、物理交通世界現狀

1. 現實交通世界的構成

在討論元宇宙之前，我們首先重新審視一下與我們密切相關的現實交通世界?，F代人一般理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，針對人員或物資的物理實體傳遞，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磯-舊金山航線開通（559.75公里），人類第一次在太平洋沿岸的兩大城市之間實現小時交通圈。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年中國境內民用機場238座，擁有9814條境內航線。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

數據來源：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公里的斯托克頓—達林頓鐵路，據此人類進入機械交通時代。根據世界銀行2016的數據統計，全球鐵路總里程數達105萬公里。截至2020年12月，中國鐵路運營里程達14.6萬公里，其中高鐵3.8萬公里，高鐵里程居世界第一。

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。而當前，中國以高速公路總里程16.1萬公里（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，我們先后經歷了人力、畜力交通時代，蒸汽機交通時代，內燃機交通時代，電氣交通時代，信息交通時代。

在人類發展歷程的絕大部分時間里（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，基本體現了“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·富爾頓成功地將蒸汽機用于驅動輪船，1814年喬治·斯蒂芬森又將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、陸地實現“開疆拓土”。

第二次工業革命中內燃機的出現，直接推動交通技術實現海、空、地的高效傳輸。1879年卡爾·本茨制造出第一臺單缸煤氣發動機，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。

以內燃機驅動的汽車，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。以內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。內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，以及近地空間的物理障礙，實現人類在世界范圍內的單日到達，并建立起人類海、空、地的立體、高效、安全的交通網絡，并實現“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，展出了世界上第一臺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，幾乎與內燃機一同出現，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只是和有軌交通綁定。

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，日本通產省制定了《電動汽車的開發計劃》；1976年7月，美國國會通過了《電動汽車和復合汽車的研究開發和樣車試用法令》，以立法、政府資助和財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設備，并指導電動汽車的運營。2008年，特斯拉全球首輛合法配備鋰離子電池的跑車交付客戶，這是全球首輛一次充滿電行駛320公里以上的全電動汽車，這對于電氣交通時代具有里程碑意義。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后，由于信息技術大爆發，使交通技術發展發生重大變化，由傳統物理實體形態的互為貫通，轉變為虛擬世界、數字世界的互為貫通。計算機、互聯網、數字通信技術相繼出現，成為人類溝通交流、信息共享的主要工具。信息交通時代實現了人類“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物理實體世界和信息技術構成的虛擬數字世界，兩個平行世界組成。元宇宙的出現則代表物理實體世界與虛擬數字世界相互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. 我國現代交通的融合需求

截至2020年底，中國鐵路運營里程達到14.6萬公里，其中高速鐵路運營里程3.8萬公里，世界排名第一，高速鐵路對百萬人口以上城市覆蓋率超過95%；中國公路通車總里程達519.81萬公里，其中高速公路通車里程16.10萬公里，居世界第一。

2020年中國境內運輸機場（不含香港、澳門和臺灣地區）共有241個，擁有9814條境內航線，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年中國內河航道通航總里程12.77萬公里，內河貨運量達到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2.6億標箱，均居世界第一。油氣長輸管線包括國內管線和國外管線，總里程達到16.5萬公里，其中原油管線為3.1萬公里，成品油管線3.2萬公里，天然氣管道10.2萬公里，已基本形成網。

我國交通運輸基礎設施網絡已日趨完善，截至2020年底，綜合交通網絡總里程突破600萬公里，“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蓋率超過95%，高速公路對20萬人口以上城市覆蓋率超過98%，民用運輸機場覆蓋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。我國已形成海、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板明顯；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、專業化運輸服務產品供給與快速增長的需求矛盾明顯；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，產業鏈供應鏈保障能力不足；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干問題。

交通作為國民經濟命脈，關系著國家繁榮富強和人民安居樂業，一直以來，交通運輸發展目標，就是人民生活與國家戰略發展需求。中國經過40余年來的改革開放，經濟總量已經邁上100萬億（人民幣）臺階，預計在2030年后將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）高質量發展需求

運輸服務更加高效。提升運輸服務質量，提高客運“一站式”、貨運“一單制”服務體驗，充分實現定制化、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，實現村落快遞服務全覆蓋，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、大數據、云計算、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，開展數據開放共享和平臺整合。實現北斗衛星對交通運輸領域全覆蓋，運輸裝備標準化率大幅提升。

安全保障更加可靠。保障交通設施耐久可靠、運行安全。實現跨部門、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；保障國際物流供應鏈安全。

（2）融合發展需求

提高旅客出行、貨物運輸的高效便捷，實現綜合交通網絡有機銜接。打通公路省際阻礙，加強干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升級改造。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?；r產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。實現資源高效利用、生態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，實現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，實現陸水空多種運輸方式相互協同、深度融合。

（3）綜合立體交通需求

構建以高速鐵路、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干線網，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。推動新建綜合客運樞紐各種運輸方式集中布局，實現空間共享、立體或同臺換乘，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平。按照站城一體、產城融合、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、元宇宙推進交通高質量發展

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、空運等多個領域的里程、吞吐量指標上占據世界領先地位。

綜合交通網絡總里程突破600萬公里，“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蓋率超過95%，高速公路對20萬人口以上城市覆蓋率超過98%，民用運輸機場覆蓋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質量優先。交通高質量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，實現運輸服務的舒適和高效，綠色低碳環保發展。

隨著，大數據、人工智能、區塊鏈、數字孿生、超級計算等新一代信息技術的涌現，以及智能制造、新材料、新能源等新型工業技術的普及，信息技術與工業技術結合形成產業化數字升級，是普遍產業高質量發展的技術路徑。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，利用云計算在城市綜合交通協同管控的應用，利用大數據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，通過對大數據、互聯網、人工智能、區塊鏈、超級計算等新技術與交通行業深度融合，推進數據資源賦能交通產業發展，實現交通基礎設施網、運輸服務網、能源網與信息網絡的元宇宙虛實共生的大融合，實現在交通安全、交通智能化和綠色環保方面等產業高質量發展。

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、信息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斗，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，根據自身的數據單獨構建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。而戰略物資的供應鏈運輸安全保障則需要聯合物資基地、供應鏈企業、交通管理協同保障。

元宇宙的世界，本質是一套多維互聯網世界，它將原有按照區域、功能、職能等水平切分的互聯網，整合在多維立體空間內，利用物理實體對象與虛擬對象的映射，實現在數字世界中的虛實通達和協同。

元宇宙通過將運輸裝備和基礎設施數字化和虛擬化為交通數字對象，實現運輸裝備在交通運輸中性能變化的實時感知；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、全網絡動態監測預警；通過交通數字對象的互聯共享，構建快速通達、準確無誤、無縫銜接、可靠的交通安全保障；通過元宇宙多維立體網絡，實現不同部門之間的聯動、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數據存儲能力，建立交通工程基礎設施和運行質量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，實現數字化的安全評估，長期的性能觀測，檢測診斷和預防性養護，對自然災害的模擬，可實現工程基礎設施病害防治能力，及時消除安全隱患。

在交通元宇宙的數字環境中，可模擬自然災害和重大交通事故，物資調度、應急救援、運輸等都可在數字孿生中反復推演，從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復能力和應對突發事件能力。

通過交通元宇宙連接車聯網、船聯網等用戶載具網絡，實現對交通載具實例對象的映射和數字孿生，利用云計算和大數據處理能力，為載具用戶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用戶載具網絡內預警，并提出替代路線和輔助交通服務；對用戶載具的性能衰減、安全隱患等自身安全風險，可實時監測和提醒，為用戶提供一對一的安全服務。

2. 元宇宙提高交通智能化水平

傳統的交通智能化是將信息技術、數據通信傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術以及計算機處理技術有效的集成并應用于整個交通運輸系統，以實現交通安全性、運輸效率、能源和環境保護問題。近年來，隨著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信息化系統向智能決策系統轉變。

北斗高精度衛星組網、地理信息建模、智能化載具的普及應用為實現智能網聯汽車（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設備提供了技術支撐；全局多方位的交通基礎設施感知系統為交通安全風險提供主動預警、多維監測和精準智能管控提供數據支撐；智能調度控制系統的大量應用，提高鐵路、空管、公路等調度指揮、協同和運輸管理智能化水平。

交通建設是集港口、物資基地、樞紐站等點狀物理實體，道路、空域航線、水域航道、能源管線等線性物理實體，以及城市建設和國土資源等面狀物理實體為一體的，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。

而元宇宙將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，智能連接點、線、面各類交通資源，并賦予這些交通資源多維屬性。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維屬性的連接件，可為單一功能交通資源賦予其他資源的屬性。

利用交通樞紐元將在海、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調度，通過物資基地的倉庫狀態動態安排供應鏈運輸計劃等。元宇宙中可以通過交通樞紐元連接更多的交通資源，從而實現智能指令的跨界傳遞。

交通服務是交通服務商提供給用戶的最終產品，傳統交通服務是單一供給，例如：鐵路、公路、空運等。雖然目前已有部分互聯網平臺企業，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，從操作系統和網絡協議層實現對更大范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，為用戶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確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中，再次明確了2025年實現碳達峰，2060年實現碳中和的世界承諾。并提出了實現目標的具體任務。其中明確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。通過建設廣泛覆蓋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、生態功能區、環境敏感區等物理空間，對交通噪聲、污染物、二氧化碳等排放問題開展實時動態治理，交通基礎設施與環境生態空間可通過元宇宙建立的數字空間實現感知、分析、響應的治理融合。

通過元宇宙建立的多產業交通空間融合，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，實現能源效能最大化，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產業結構、交通基礎設施布局、貨品形態等多維視角分析，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：信息服務區、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。

通過元宇宙構建的綜合立體交通網具有虛實數據的融合性特征，可以通過虛擬空間在多運輸方式和產業布局的條件下，通過融合模擬選擇能耗最優的交通網組合方式；通過對載具實例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，為用戶推薦最綠色的通行路線或方式；通過在元宇宙世界中建立用戶碳排放數據，使碳中和、碳達峰任務不只限于供給側，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.

中共中央、國務院.交通強國建設綱要. http://www.gov.cn/zhengce/2019-09/19/content_5431432.htm