摘要
在智慧城市發(fā)展的大環(huán)境下，很多城市都在投入發(fā)展智慧交通系統(tǒng)（ITS）。這些投入的部分原因，是為了提高能源利用效率，并降低污染物排放。
因此，對城市管理者而言，一個重要的問題是，為了讓智慧交通系統(tǒng)節(jié)約能源，要創(chuàng)造哪些先決條件。
我們在查閱現(xiàn)有文獻(xiàn)、進(jìn)行案例研究和采訪后發(fā)現(xiàn)，在智慧城市的大環(huán)境下，傳統(tǒng)的智慧交通系統(tǒng)（ITS）已轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸腔鄢鲂小毕到y(tǒng)，后者的三個特點是：以人為本、數(shù)據(jù)導(dǎo)向、從下至上的創(chuàng)新。
為實現(xiàn)智慧出行方案以達(dá)到節(jié)能目的，我們會討論四個主要步驟。每一步都需要制度、技術(shù)和硬件層面的條件。短期內(nèi)，出行者可能會減少出行，改變出行模式，或減少每公里的能源消耗。智慧出行方案也可以通過創(chuàng)造技術(shù)條件，讓原本難落實的節(jié)能政策成為現(xiàn)實。長期看，智慧出行還可能通過改變?nèi)说纳罘绞絹砉?jié)能。

對目前交通機(jī)動化程度較低、缺乏發(fā)達(dá)基礎(chǔ)設(shè)施、缺少金融資源、機(jī)制落后、缺乏技術(shù)條件的發(fā)展中國家而言，要享受智慧出行帶來的益處，我們對城市政府提出幾點建議：

（1）建立公共機(jī)構(gòu)和私人機(jī)構(gòu)共同合作的基礎(chǔ)機(jī)制；

（2）提高能夠采購和監(jiān)督信息服務(wù)的技術(shù)能力 ；

（3）專注基礎(chǔ)性基礎(chǔ)設(shè)施，包括貫通的交通網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)的交通管理措施。

一、智慧交通系統(tǒng)，智慧城市和節(jié)能
很多城市為在有限的資源下，給市民提供有效的交通服務(wù)，幾十年來紛紛開始發(fā)展智慧交通系統(tǒng)（ITS）。智慧交通系統(tǒng)致力于整合利用電子信息技術(shù)（ICT），讓現(xiàn)有的交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮最大效用的同時，做到提高服務(wù)質(zhì)量，減少擁堵，降低事故率，減輕環(huán)境污染。在信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展以及大型科技供應(yīng)商的推動下，“智慧城市”的理念越來越火，很多城市開始基于此理念，來全面提高城市服務(wù)水平。
智慧城市并非曇花一現(xiàn)的概念炒作，可以說，所有城市如今都想變得更智慧。印度有將100個城市變?yōu)橹腔鄢鞘械脑妇?，中國已試行?00個智慧城市試點項目。全球有很多資金投入到智慧城市中，核心都是希望利用好信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得城市讓生活更美好。
智慧城市中重要的智慧出行，靠的就是智慧交通系統(tǒng)（ITS），全世界開始廣泛開展對智慧交通系統(tǒng)的投入。
節(jié)能和減少污染排放是智慧城市發(fā)展的關(guān)鍵訴求，在智慧交通系統(tǒng)(ITS)項目的成本效益分析中，也常常包括這兩項。交通要對世界上五分之一能耗負(fù)責(zé)，其中路面交通又占大部分。智慧交通系統(tǒng)（ITS）既能管理好城市交通，又能緩解氣候變化。
本文通過多種方式，來回答智慧交通系統(tǒng)如何節(jié)能，以及可以節(jié)能多少的問題。我們首先對現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行整理，然后以阿姆斯特丹、巴塞羅那、倫敦、馬德里、維也納、首爾、新加坡和東京為案例做了調(diào)研，最后有一些智慧城市領(lǐng)域參與者的采訪。我們另外還展示了紐約、舊金山、赫爾辛基以及一些發(fā)展中國家城市——例如內(nèi)羅畢、里約和中國的幾個城市的案例。
以人為本、數(shù)據(jù)導(dǎo)向、從下至上的創(chuàng)新，是現(xiàn)在智慧交通系統(tǒng)（ITS）向智慧交通轉(zhuǎn)變的三大特點。文章第二部分將解釋以上特點，并提供一個框架，以理解如何讓智慧出行做到節(jié)能。
第三部分主要解釋智慧交通系統(tǒng)（ITS）在智慧城市大環(huán)境下，如何操作和運用，以達(dá)到節(jié)能目的。這里總結(jié)了一些自文獻(xiàn)和案例而來的實證數(shù)據(jù)，并采用共享出行服務(wù)和無人駕駛的兩個例子，來分析方法論的挑戰(zhàn)，以及如何使用以實證數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的概念模型。
第四部分我們會結(jié)合概念模型的四個步驟，討論智慧出行在制度、技術(shù)和硬件層面的落實條件。
最后，我們會在第五部分，就智慧城市環(huán)境下的智慧交通系統(tǒng)（ITS）在發(fā)展中國家的特殊情況，給出一些政策建議。
二、從智慧交通系統(tǒng)到智慧出行
智慧城市的革命，使得傳統(tǒng)的智慧交通系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杉夹g(shù)支持、由城市各方努力并且融合自主交通變革而成的“智慧出行”?！爸腔鄢鲂小笨商岣叱鞘幸司有?，城市競爭力以及可持續(xù)發(fā)展的能力。
智慧出行面向所有交通參與者。車主可用它導(dǎo)航、娛樂、停車，甚至無人駕駛；公共交通可以把實時信息推送到手機(jī)上，人們乘車可以不用現(xiàn)金；人們可以隨時隨地租用自行車；身體不方便的行人可以獲得更長的綠燈時間；物流可以用它更好地匹配路線。
智慧出行也可能是傳統(tǒng)智慧交通系統(tǒng)的升級。實時信號系統(tǒng)可以預(yù)測擁堵，做出反應(yīng)，隨時變換信號，實時信息推送到手機(jī)上，公共交通、道路和停車等服務(wù)定價，可隨時根據(jù)需求量變化調(diào)整，這些都是以前的智慧交通系統(tǒng)（ITS）做不到的。
相比傳統(tǒng)的智慧交通系統(tǒng)（ITS）， “智慧出行”行動有以人為本、數(shù)據(jù)導(dǎo)向、從下至上的創(chuàng)新三個特點。
1.以人為本
與傳統(tǒng)的智慧交通系統(tǒng)（ITS）注重系統(tǒng)效率和車輛和車流量本身不同，智慧城市時代的智慧交通系統(tǒng)，致力于優(yōu)化人的出行體驗，專注于“人”。盡可能爭取到用戶，是智慧出行時代競爭的唯一游戲規(guī)則。
與政府、運營商以及其他參與方一樣，用戶也可參與出行服務(wù)的數(shù)據(jù)提供和改進(jìn)。用戶可獲得個性化服務(wù)，比如，倫敦牡蠣交通卡的持有者中，有30%的用戶進(jìn)行了注冊，注冊者可收到倫敦交通局(TfL)所發(fā)送的個人出行定制信息，列車晚點時還可得到自動退款。
以人為本的智慧出行注重發(fā)現(xiàn)問題和用戶評價，所有參與者都有相同的目標(biāo)：使用戶滿意。但這也給我們帶來很多挑戰(zhàn)。比如，人的行為復(fù)雜多樣并且易變。而在提供定制服務(wù)時，隱私和信息安全問題也越來越重要，如果處理不好，會帶來大量客戶流失。
2.數(shù)據(jù)導(dǎo)向
傳統(tǒng)的智慧交通系統(tǒng)已收集了很多數(shù)據(jù)，而如今的智慧城市是以數(shù)據(jù)為核心的。數(shù)據(jù)是一個生產(chǎn)要素，使得交通變得高效、創(chuàng)新，提高用戶體驗。
除了傳統(tǒng)的監(jiān)控、傳感器，以及在車輛和道路上的數(shù)據(jù)采集器外，智慧出行還可利用其他數(shù)據(jù)，比如巴士和出租車的實時定位、手機(jī)信令、公交卡、信用卡、社交網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)往往是實時產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，包括定位和個人行為。比如，倫敦交通系統(tǒng)的智慧巴士（iBus）系統(tǒng)，每秒鐘產(chǎn)生9000個定位數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)融合，會比傳統(tǒng)智慧交通系統(tǒng)中的應(yīng)用更廣泛。
智慧城市生活正被更快更好的數(shù)據(jù)流改變。隨著技術(shù)發(fā)展，數(shù)據(jù)得以被收集、重組、分析和可視化，給用戶提供的數(shù)據(jù)服務(wù)正在發(fā)生革命。
如今有能力實時處理大量個人數(shù)據(jù)，系統(tǒng)因此可以實時反應(yīng)，而非如以往那樣，根據(jù)有限數(shù)據(jù)預(yù)測未來。
實時處理能力，使得基礎(chǔ)設(shè)施的問題轉(zhuǎn)換為信息問題。如果能夠利用數(shù)據(jù)，高效利用基礎(chǔ)設(shè)施，則可減少基礎(chǔ)設(shè)施需求量。比如，系統(tǒng)可以在堵車時調(diào)整信號系統(tǒng)，提高道路交叉口通行效率，實時路線規(guī)劃可更高效地避開擁堵，減輕系統(tǒng)高峰的壓力。另外，“共享經(jīng)濟(jì)”也是好例子，通過數(shù)據(jù)實時共享巴士和出租車，可以減少基礎(chǔ)設(shè)施投入。
但數(shù)據(jù)也可能雜亂不堪，我們甚至?xí)粩?shù)據(jù)迷惑或操控。我們需要的有效信息，得從海量數(shù)據(jù)中提取；而數(shù)據(jù)缺乏和格式差異也會帶來麻煩。同時，法律法規(guī)的發(fā)展常常落后，無法準(zhǔn)確厘清數(shù)據(jù)擁有權(quán)、欺詐、隱私和安全等問題。 
3.自下而上的創(chuàng)新驅(qū)動
不同于傳統(tǒng)的智慧交通系統(tǒng)（ITS），只覆蓋交通領(lǐng)域，或被幾家專業(yè)分工的企業(yè)所占據(jù)，智慧城市覆蓋城市居民生活的方方面面。
以人為本和數(shù)據(jù)導(dǎo)向，使得智慧交通系統(tǒng)需要整合很多其他方面，包括土地利用、住房、環(huán)境、能源、健康、安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和信息技術(shù)等。在這樣合作和交融的需求下，政府當(dāng)下各司其職的組織形式，需要迎接很大的挑戰(zhàn)。
另一方面，智慧出行帶來了私人領(lǐng)域自下而上的創(chuàng)新。與傳統(tǒng)的智慧交通系統(tǒng)依賴專業(yè)和資本密集的硬件投入甚至是基建投入不同，智慧出行可以變得很實惠——可以是某人幾天寫出來的手機(jī)軟件。城市歡迎自下而上的創(chuàng)新，因為這不僅給城市帶來物美價廉的公共服務(wù)，還提供了高質(zhì)量的工作機(jī)會，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。城市官方機(jī)構(gòu)和智慧出行公司的信息共享也在增多，例如實時導(dǎo)航軟件Waze的“居民互聯(lián)項目”。Waze可以從政府得到關(guān)于施工、馬拉松比賽、洪水或任何一個可以導(dǎo)致道路擁堵的信息。相應(yīng)地，Waze把用戶實時交通信息反饋給城市管理部門，方便城市處理應(yīng)急事故，以及更好地管理交通。
這些自下而上的創(chuàng)新，帶來新的工作機(jī)會和低成本的公共服務(wù)，也給勞動力市場帶來了競爭、創(chuàng)業(yè)和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力，以及職業(yè)技能。同時，也給城市的規(guī)范管理造成挑戰(zhàn)。Uber和一些共享出行軟件對出租車市場的沖擊就是一個例子。在鼓勵創(chuàng)新的同時，針對一些企業(yè)在政策灰色區(qū)域的作為，政府需要加強(qiáng)監(jiān)管。
總而言之，以人為本、數(shù)據(jù)導(dǎo)向、從下至上的創(chuàng)新這三個特點，帶動傳統(tǒng)智慧交通系統(tǒng)（ITS）在智慧城市中的轉(zhuǎn)變，讓我們在更智慧地出行的同時，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。
三、通過智慧出行達(dá)到節(jié)能：基于實證的分析框架
實施這些智慧出行項目，并非總能成功——試圖達(dá)到或聲稱的效益并未實現(xiàn)，且通常沒有以恰當(dāng)?shù)姆椒ê怂憬Y(jié)果。
智能交通系統(tǒng)投資或智慧出行的環(huán)境效益（包括節(jié)能），往往需要使用先驗?zāi)Ｐ秃湍M來估算。
本研究試圖向研究者和實踐者，提供一個基于實證的分析框架。在這個迅速變化的數(shù)字時代，以此更有力地為政策制定者提供信息。
我們將在本章第1節(jié)介紹這一概念框架，然后在第2節(jié)討論節(jié)能行為背后的因果關(guān)系機(jī)制，以及基于實測的量化節(jié)能潛力。
1．一個概念化的模型
我們從全球決策者和智慧出行技術(shù)提供商的案例研究和采訪中總結(jié)得出，智慧出行措施，要達(dá)到節(jié)能，有四個主要步驟。如圖1展示的簡化模型，這個模型分為四步： 
第一步：針對一個需要解決的出行問題，來設(shè)計智慧出行解決方案。制度性條件包括建立公共參與機(jī)制，以及利益各方共同參與的協(xié)作平臺。通過編程馬拉松等社區(qū)活動，激發(fā)社會創(chuàng)新，并保障信息數(shù)據(jù)公開。
第二步：智慧出行方案的運作落地。管理者的遠(yuǎn)見和各方支持十分關(guān)鍵。政府部門需要有基本的制度條件，來保障透明、高效的管理和監(jiān)督，并協(xié)調(diào)好各方機(jī)構(gòu)，同時確保信息公開和共享。技術(shù)條件包括數(shù)據(jù)收集和整合、數(shù)據(jù)分析、信息服務(wù)。如果城市選擇從第三方購買智慧出行方案，城市本身要培養(yǎng)采購這些技術(shù)的能力。
第三步：用戶使用方案并逐步改變行為習(xí)慣。這些行為習(xí)慣的改變，意味著更少的能源消耗。
制度方面，要保持“綠色導(dǎo)向”政策的連貫性，保證透明公開從而建立公信力，政策執(zhí)行要到位和連續(xù)。
技術(shù)層面，明確需求，預(yù)測行為因素，公私部門合作提供市場和教育；還需要考慮個人隱私、信息安全和詐騙案例等。
硬件方面，需要設(shè)計良好的基礎(chǔ)設(shè)施和交互體驗，以確保用戶能方便使用。
第四步：擴(kuò)大規(guī)模和自我升級。智慧出行方案是不斷變化演進(jìn)的，城市管理部門作為協(xié)調(diào)者，應(yīng)積極了解整合各方利益。
技術(shù)層面，則要培育良好的競爭生態(tài)，同時做好監(jiān)測和評估以積累經(jīng)驗

圖一 ITS投資的理論框架
2. 節(jié)能
在交通領(lǐng)域，理解能源消耗和溫室氣體排放，有幾個常用的模型。
“ASIF框架”將交通能源的使用，分解為活動、模式分擔(dān)和能源強(qiáng)度（Schipper等，2000）。其他研究將交通節(jié)能減排方法分為行為（針對減少車輛數(shù)量）、設(shè)計（針對減少出行距離）和技術(shù)（針對減少每公里車輛的排放/能耗）。最近的“ASIF2”模型及其變體，把交通節(jié)能減排方法分為避免、轉(zhuǎn)移，改進(jìn)和融資。所有模型實際都非常相似和簡單。
本文的關(guān)注重點是以人為本的智慧出行，故而不重點考慮單純車輛或通信技術(shù)（例如電動汽車或燃料電池車），主要著重討論通過用戶的行為變化帶來的節(jié)能效益。
從上述概念模型可見，節(jié)能是通過使用智慧出行方案導(dǎo)致用戶行為變化（概念模型中的步驟3）?；谄浣Y(jié)果，這些行為變化，可分為三類：（1）較少的出行（總車輛行駛距離減少）；（2）出行模式轉(zhuǎn)變（用戶轉(zhuǎn)換到能源相對不密集的出行模式）；（3）短期內(nèi)每公里能耗減少（更少的停車、更快的速度）。
智慧出行解決方案可能為其他節(jié)能政策或舉措提供技術(shù)可能性。從長遠(yuǎn)看，用戶的生活方式可能會改變，比如私家車擁有率，工作及居住位置和活動模式的改變，可進(jìn)一步節(jié)能。
1）短期影響
（1）較少的出行。
智慧出行解決方案可以在多個方面減少交通工具的運行距離。比如，一個打出租車的軟件，可將出租車司機(jī)的位置和線路，與實時需求匹配，這樣司機(jī)就不用四處開車尋找乘客。共享汽車或合伙用車可將兩段旅程合二為一，減少行駛次數(shù)。智能停車應(yīng)用，幫助用戶輕易找到停車位。據(jù)估算，SFpark將小汽車在街上尋找停車位的出行距離減少了50%。與出行者實時交流道路狀況、事故和施工情況，可以讓出行者挑選更好的路徑，避免無謂出行距離，減少出行時間。
（2）出行模式轉(zhuǎn)變。
當(dāng)智慧出行讓綠色出行方式（如公共交通、騎自行車或走路）更有吸引力，用戶可能將私家車模式轉(zhuǎn)換成這些綠色模式。例如，多模式出行計劃的應(yīng)用、公共交通信息應(yīng)用以及共享單車應(yīng)用或減少時間金錢成本，提高舒適度、滿意度，增加樂趣，或改變了人們的認(rèn)知和態(tài)度，這些都有潛力鼓勵用戶轉(zhuǎn)換出行模式。
一項研究顯示，移動實時信息不僅減少乘客的感知等待時間，還能減少真正等待時間。比如，西雅圖的OneBusAway乘客信息系統(tǒng)實施后，平均減少了乘客2分鐘實際等待時間，以及額外0.7分鐘的感知等待時間。研究表明，人們對有實時公交信息服務(wù)的公共交通更滿意，愿意額外為獲取這些信息多支付票價的19-24%。實時公交信息能夠提高公交乘客人數(shù)。比如，一項在希臘的塞薩洛尼基完成的研究表明，有20%的用戶由于信息系統(tǒng)而更多搭乘公交，這些多出來的旅程有24%本是通過小汽車完成的。
（3）車輛單位出行距離消耗能量的減少。
傳統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)方式，比如適應(yīng)性的信號控制、匝道控制和汽車平排技術(shù)，通過使交通更流暢和提高燃料效率來節(jié)能?？梢詼p少擁堵的智慧出行解決方案（包括定位道路交通事故檢測，來減少事故引起的擁堵）也可導(dǎo)致更流暢的交通，提高平均速度從而提高燃料效率。環(huán)保駕駛解決方案鼓勵緩慢加速，保持適中速度，避免突然剎車，減少空轉(zhuǎn)。選擇適合以上方式的路徑等為特點的駕駛方式。一項實驗表明，儀表盤上顯示的實時燃油效率信息，導(dǎo)致燃油效率平均提高2.9%。一項臺灣地區(qū)的實驗表明，通過現(xiàn)金獎勵公交司機(jī)（每節(jié)約一升汽油獎勵新臺幣5元）可以提高燃油效率10%以上（Lai，2015）。一項在馬德里的限速實驗顯示，由于更少的停車時間，以及平均加速減少，燃油消耗減少了2%。
更多節(jié)能潛力的實證研究，在表1中總結(jié)出來，其中包括一些傳統(tǒng)智能交通系統(tǒng)的措施，因為智慧出行剛剛起步，相關(guān)節(jié)能研究非常少且很多都不夠嚴(yán)密。
表1 其他智能交通系統(tǒng)的節(jié)能效果估測舉例。
2）促成效果
智慧出行干預(yù)措施由于能收集分析實時且個性化的數(shù)據(jù)，為其他干預(yù)措施和政策提供了技術(shù)可能性。停車方案、道路收費方案、公共交通收費方案和補(bǔ)貼,特殊移動服務(wù)的提供，其他強(qiáng)制和教育措施，都可基于需求、定向、定制和適用并實時實現(xiàn)。這些因智慧出行而實現(xiàn)的措施和政策，將從技術(shù)和行為改變上都達(dá)到節(jié)能的目的。
3）長期效果
長期來說，智慧出行解決方案可能改變?nèi)藗兊纳罘绞?。雖然共享出行應(yīng)該可以通過結(jié)合行程而使得出行需求減少，然而關(guān)于諸如Uber、Lyft、GrabTaxi、和EasyTaxi這樣提供共享出行的交通網(wǎng)絡(luò)公司（TNC）如何改變?nèi)藗兊某鲂行袨?，以及在能耗上的系統(tǒng)效應(yīng)究竟是什么樣的，依然不清晰。
從長遠(yuǎn)說，通過智慧出行解決方案，有更多的出行選項和方便交通服務(wù)，人們可能就不會有那么強(qiáng)的動機(jī)來擁有私家車（例如赫爾辛基的基于需求的移動愿景）。例如舊金山灣區(qū)引進(jìn)城市共享汽車（City CarShare）四年后，29%的會員賣掉或放棄使用一輛甚至多輛汽車。
一項由北美汽車共享組織發(fā)起的9500人參與的調(diào)查記錄表明，由于汽車共享，25%的成員賣掉了一輛車，還有25%的會員推遲了買車計劃。盡管沒有相關(guān)研究，對一些城市的觀察顯示，共享出行應(yīng)用及其變體（租車、班車服務(wù)、代駕服務(wù)和外賣服務(wù)）正使擁有私家車變得越來越?jīng)]有吸引力，尤其是對年輕一代。
生活方式的改變，不僅體現(xiàn)于行為活動，也包括工作和居住位置的改變。隨著越來越多人愿意住在密集的城市中心區(qū)，出行需求總量變少。隨著更多人使用公共交通、自行車和步行出行，私家車會變少，所以城市不必修建更多相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施，例如道路和停車。
3.討論：一個復(fù)雜問題的可實施框架
前述概念模型和行為因果機(jī)制，提供了一個基于實證的框架，來分析智慧出行的節(jié)能效益。對智慧出行的節(jié)能效益，進(jìn)行切合實際的量化估算，這并不容易。對文獻(xiàn)中的量化結(jié)果（例如上面表1的估算）使用或引用需要格外小心。因為某些影響行為的因素難以控制，一些研究在方法論上遭受詬病。一些研究僅估計了總體人口中的一個亞組，例如選擇性偏差在環(huán)保駕駛的文獻(xiàn)中特別常見。這些估算也可能受制于“發(fā)表偏差”，因負(fù)面或不顯著結(jié)果的實證研究可能更難發(fā)表，導(dǎo)致在這些發(fā)表的研究中，節(jié)能的顯著性受到高估。而實際效果可能小得多。
另一個重要的行為因素是，能源效率文獻(xiàn)中的“反彈效應(yīng)”或交通文獻(xiàn)中的“誘導(dǎo)需求”。即當(dāng)一個城市的智慧出行方案減少了出行成本并使得出行更便捷，人們會出行更頻繁并消耗更多能量。許多研究已證明了反彈效應(yīng)的存在，但對其量級的估計則有較大差異。研究顯示，反彈效應(yīng)隨著擁堵程度增加而增加，但數(shù)量都不是特別大。最近的一篇綜述論文發(fā)現(xiàn)，能源效率措施總體有20%或更少的反彈效應(yīng)，而這20%的反彈也給用戶帶來了實惠。
由于智慧出行通過改變?nèi)藗兂鲂行袨槎_(dá)致節(jié)能，行為改變是復(fù)雜的，且因環(huán)境而異，更別提其促進(jìn)作用和長期作用（包括反彈效應(yīng)）使得實證中觀察到的效益難以歸因。這使得建立一個可靠的基準(zhǔn)線極度困難。我們與政府決策者的交流，證實了決策者更愿意相信基于實證的框架，而非基于模型模擬的分析框架。使用這個基于實證的分析框架，并領(lǐng)會系統(tǒng)性反饋的復(fù)雜性，我們可以辨別關(guān)鍵性推動因素和關(guān)鍵風(fēng)險，從而得出有用的政策建議。
例如，交通網(wǎng)絡(luò)公司，諸如Uber和Lyft，提供將司機(jī)與乘客實時匹配的共享出行服務(wù)，并附加應(yīng)用內(nèi)預(yù)訂、評論和無現(xiàn)金支付。基于行為機(jī)制，實時匹配司機(jī)與乘客，以及乘客與其他乘客共享汽車，由于空車巡航減少和占用率提高，可以在短期內(nèi)導(dǎo)致較少出行。一項最近的研究使用數(shù)學(xué)模型預(yù)測出，高占座率的共享汽車，僅需現(xiàn)在15%的出租車量，就可滿足紐約98%的需求，導(dǎo)致能源使用降低70%。
然而，實證數(shù)據(jù)很難支持這類從模型中估算的比例。這項共享出行服務(wù)的用戶出行，來自額外出行和其他出行模式的轉(zhuǎn)變。從哪些出行模式轉(zhuǎn)變而來，在不同地方有所區(qū)別，取決于替代模式的特點、用戶偏好以及目前的各出行模式的分擔(dān)率。密集的城市中心，公共交通使用者和行人通常比私家車多，因此不會有那么多來自私家車的模式轉(zhuǎn)變。而因其他公交或步行的出行模式本來就是節(jié)能的，帶來較多額外出行的共享汽車，并不一定節(jié)能。
一項在舊金山市中心展開的共享出行用戶的調(diào)查顯示，至少8%的共享出行是額外的，而出行模式轉(zhuǎn)變有39%來自出租車，33%來自公共交通，只有6%來自私家車。一項最近的研究估計，紐約的交通網(wǎng)絡(luò)公司三年內(nèi)增加了6億英里的汽車出行，其中只有34%可能從私家車而來。西雅圖的交通專家懷疑，交通網(wǎng)絡(luò)公司可能加劇通勤擁堵——由于更多汽車出現(xiàn)在繁忙的城市街道，并占據(jù)路邊空間讓乘客上下車，這意味著更多系統(tǒng)性的能量使用。長期來看，方向更難預(yù)料。一方面，交通網(wǎng)絡(luò)公司的存在，減少了汽車的擁有量和停車需求，另一方面，坐車出行更方便，導(dǎo)致更多汽車出行。
因為剛剛興起，目前幾乎沒有針對自動駕駛的系統(tǒng)性能耗分析。無人駕駛技術(shù)能被多快接受，取決于很多因素，包括價格（主要是電池價格）、可靠度、充電難易程度、認(rèn)知等?；趧偛庞懻摰姆治隹蚣埽瑹o人駕駛汽車的節(jié)能效益主要源于：汽車平排技術(shù)帶來的每公里耗能降低，減少事故率（減少事故造成的交通堵塞），以及促使更多共享出行和電動汽車的使用。對于電動汽車，究竟能否節(jié)能，也取決于為車充電的能源供給方，包括隨之而來的對用電需求的提高。一些研究者估計，自動駕駛汽車可以從汽車平排技術(shù)、車流組織更加高效、停車、減輕汽車自重以及自動汽車共享中節(jié)省多達(dá)80%的能耗。 
一些研究基于個體模型agent-based model，估測每輛共享的自動駕駛汽車可取代約11輛普通汽車，每輛總出行距離比普通汽車的出行距離多10%，整體依然節(jié)能。研究者也懷疑，自動駕駛汽車的出行距離可能會戲劇性增長——由于一系列原因疊加，包括：目前不會駕駛的人開始使用汽車、出行數(shù)量增加（包括被人使用和空閑的）、出行從公共交通轉(zhuǎn)移、因自動停車和自動加油而增加的額外出行，以及更長的通勤時間（長遠(yuǎn)而言，由于通勤體驗提升，人們愿意住到更遠(yuǎn)的地方）。研究者總結(jié)出三個影響自動駕駛汽車節(jié)能的因素：汽車本身的特性、交通網(wǎng)絡(luò)和消費者偏好。
從以上兩個案例可見，智慧出行方案本身的技術(shù)設(shè)計、價格、支持性的基礎(chǔ)設(shè)施、替代出行模式的特性、發(fā)展的時間線、教育、習(xí)慣和人群的文化、公共競選、丑聞或其他未預(yù)料的可能影響公眾觀點的事件等，都可能對智慧出行措施的成功有重要影響。這一節(jié)的分析展示了，智慧出行如何節(jié)能并在多大程度上節(jié)能，取決于這個概念模型里每一步的諸多因素。下一個章節(jié)我們將總結(jié)案例研究和采訪，詳細(xì)討論要成功實現(xiàn)智慧出行措施在制度上、技術(shù)上以及硬件（包括基礎(chǔ)設(shè)施）上的條件。
四、成功的智慧出行投資需要的制度、技術(shù)和硬件條件
從第二節(jié)中我們得知，智慧出行的發(fā)展，建立在以人為本、數(shù)據(jù)導(dǎo)向、自下而上的創(chuàng)新的三個方向之上。機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。針對過往不同城市智慧出行的經(jīng)驗教訓(xùn)，本節(jié)將其發(fā)展條件總結(jié)為三方面：制度條件、技術(shù)條件、以及硬件條件。
1.針對出行問題，設(shè)計智慧出行解決方案
在網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)發(fā)展的風(fēng)口，過于注重技術(shù)，反而讓人忽視智慧城市發(fā)展是為了提高居民生活質(zhì)量，需要通過技術(shù)解決問題。當(dāng)今情況有些本末倒置，更像是先有了技術(shù)，再根據(jù)技術(shù)而尋找適用場景（方案尋找問題）。就如第二節(jié)所言，智慧城市建設(shè)應(yīng)以人為本，確定一個需要解決的出行問題，應(yīng)當(dāng)是第一步。
1）制度層面
建立合理的民意輿情反映通道，我們接觸過的政府方面，大都對此保持開放積極的態(tài)度，積極利用社交媒體，同時保持呼叫中心、郵箱等傳統(tǒng)方式搜集民意。在首爾的社情民意反應(yīng)中心，一年三分之二的意見建議都與交通有關(guān)，根據(jù)居民意見，主管部門能及時做出反應(yīng)，提出解決方案。
制度制定層面仍存在一些問題。比如，許多私人公司過多注重推銷自己的產(chǎn)品和系統(tǒng)，政府與其交流時會持謹(jǐn)慎和拒絕態(tài)度，私人公司很難在市政服務(wù)上與政府合作來共同解決問題。國際經(jīng)驗表明，行業(yè)協(xié)會和一些NGO組織可以提供一個合作平臺。
2）技術(shù)層面
創(chuàng)新是技術(shù)層面的關(guān)鍵問題，一些城市已在逐漸實現(xiàn)應(yīng)用層面整合民眾社區(qū)力量的同時加強(qiáng)合作，創(chuàng)立城市創(chuàng)新實驗室、城市實驗室，舉辦公開數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)、編程馬拉松等活動，支持鼓勵多方力量參與技術(shù)創(chuàng)新，更好地為城市服務(wù)；一些城市開放了許多數(shù)據(jù)和硬件設(shè)計，以鼓勵開放式設(shè)計的發(fā)展和新的科技創(chuàng)新。
2.智慧出行方案的落地和應(yīng)用
目前智慧出行方案落地存在幾大問題，包括預(yù)算、數(shù)據(jù)、權(quán)力分散等。解決問題主要需要統(tǒng)一的長期規(guī)劃以及多方合作。在整合資源的問題上，需要主要職權(quán)機(jī)構(gòu)的支持。
1）制度層面
最初智慧出行方案的落地應(yīng)用，通常既不便宜也不容易，需要一個聯(lián)盟的支持和統(tǒng)一的長期規(guī)劃支持。
案例：mobility on demand，手機(jī)軟件可幫助制定旅行計劃和整合支付平臺，同時整合實時的公共交通資源，包括地鐵、公交、出租、游船、共享汽車單車等，該設(shè)想應(yīng)是智能機(jī)動性發(fā)展的最終目標(biāo)。
事實上，這些應(yīng)用推廣落地，還火候欠佳，除卻制度上政府方面的大力支持，還需要完善的組織結(jié)構(gòu)，資金來源，以及人力資源的提供來完善系統(tǒng)。現(xiàn)在很多智能機(jī)動化應(yīng)用的合同選擇是結(jié)果導(dǎo)向的，并且也需要一個實力雄厚的利益相關(guān)方（風(fēng)險共擔(dān)者）來抓住剩余利益。
一個項目通常涉及多方政府部門或利益團(tuán)體，操作者在跨部門協(xié)作和整合數(shù)據(jù)時會遇到一些問題，亦或程序本身有潛在偏差，交流合作方面還有很大提升空間。為了更好地合作，應(yīng)該有官方的公開數(shù)據(jù)整合中心，以使得開發(fā)者更便捷地進(jìn)行創(chuàng)新。不同類型的數(shù)據(jù)共享需要可靠的傳輸中心，同時也要注意避免潛在的個人隱私和公共安全問題。美國有一些相關(guān)條例，比如1996年信息自由法、2013年大數(shù)據(jù)公開條例等。另外，在有些行業(yè)，數(shù)據(jù)被認(rèn)為是商業(yè)機(jī)密，獲取難度更大。比如，共享停車系統(tǒng)的實時停車信息，對不同平臺來說，都是獨家的私人資料。
2)技術(shù)層面
技術(shù)層面的核心問題，在于數(shù)據(jù)容量、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、信息共享服務(wù)等方面，硬件設(shè)備會有誤差，糾正軟件也應(yīng)運而生；數(shù)據(jù)來源、形式都日漸多樣化，整合不同渠道的信息數(shù)據(jù)，需要更大的數(shù)據(jù)空間，同時需要標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式，以便軟件開發(fā)和交流合作。
數(shù)據(jù)收集整合現(xiàn)在市場正熱，上千家創(chuàng)業(yè)企業(yè)在進(jìn)行所謂數(shù)據(jù)集成工作。數(shù)據(jù)分析和信息整合方面，很多初創(chuàng)企業(yè)在開發(fā)軟件。在選擇全部公開數(shù)據(jù)以鼓勵科技創(chuàng)新的城市中，在極大訪問量、數(shù)據(jù)調(diào)用量的狀態(tài)下，維持其數(shù)據(jù)庫，也需要一定技術(shù)資源支持。比如，紐約市的數(shù)據(jù)庫，以及世界銀行的數(shù)據(jù)共享中心。
實際上，大部分城市并沒有完全進(jìn)行數(shù)據(jù)公開。為了鼓勵軟件開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)新，數(shù)據(jù)量越多越好；智能機(jī)動化解決方案是創(chuàng)新與技術(shù)的結(jié)合，合作方式可以更靈活，政府與私人供應(yīng)商之間的充分交流，有助于提升數(shù)據(jù)處理的內(nèi)部能力，高效運行節(jié)約資源。
3）硬件層面
完善的路網(wǎng)設(shè)施是ITS和智慧出行的基礎(chǔ)。如果路網(wǎng)基礎(chǔ)不完善，ITS是完全無法應(yīng)用的。其他硬件設(shè)備需求，包括數(shù)據(jù)收集（感應(yīng)器、攝像頭、GPS等）和通信系統(tǒng)（巴士Wifi、電子公告板等），所有設(shè)備都需要妥善維護(hù)。
3.用戶使用智慧出行方案并改變行為習(xí)慣
智慧出行模型概念中，最重要的一步是，通過該方案，改變用戶出行行為，以達(dá)成節(jié)能目的。改變用戶行為，是最困難的一個步驟。方案的理想情況是，通過一些舉措使用戶減少私家車出行、盡量使用節(jié)能檔位、駕駛時少停頓、改變出行時間或路徑。
制度層面，需要政策鼓勵綠色出行并保持連貫，應(yīng)該公正公開透明以建立信任，政策需要長期而有效執(zhí)行；技術(shù)上，應(yīng)正確評估需求和預(yù)測行為，聯(lián)合公共資源和私人資源，來進(jìn)行市場營銷和教育，同時應(yīng)考慮隱私、種族、宗教、安全、暴力、犯罪等方面的潛在危險；硬件上，需采用合理的設(shè)計和固定裝置設(shè)置，需考慮用戶對智能設(shè)備的可達(dá)性，還應(yīng)盡量提供不同選擇以備取舍。
1）制度層面
用戶行為受到多種不同因素影響，需要一致而連貫的政策。若政策之間相互沖突，比如，鼓勵減少私家車出行的政策（公交專用道、擁堵費、停車限制）和鼓勵私家車出行的政策（提高限速、免費停車、降低燃油稅）同時實施，則鼓勵非私家車出行的措施將無效。同時，改變用戶行為模式的措施，在用戶不理解其潛在優(yōu)勢和利益時，也很難起效。所以，在設(shè)計、應(yīng)用方案的過程中，也應(yīng)鼓勵公眾參與和提出意見。若是信息不夠公開透明，公眾更容易對政策失望而放棄使用。
2）技術(shù)層面
民眾不同的生活方式、文化、習(xí)慣、職業(yè)、年齡、性別等都呈現(xiàn)為行為差異，因此實際落地時要充分考慮現(xiàn)實因素。比如，研究者在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)了一個創(chuàng)業(yè)失敗案例，創(chuàng)業(yè)者試圖開發(fā)一個app，來提供北京停車信息，但最后落地卻不盡人意，由于大部分人不愿改變原有的停車方式，也對價格變動不敏感，而且某些人的單位會負(fù)擔(dān)停車費用。
另一個問題是濫用和作假。
智慧出行致力于用戶體驗，一些創(chuàng)新有時會為了更好地方便用戶而犧牲安全性，這時便會出現(xiàn)欺詐。很多應(yīng)用以用戶評價作為信用體系，這很容易被濫用。
滴滴聲稱有四億用戶。然而有多少真正的用戶，又有多少用戶真正改變了出行行為卻很難得知。特別在滴滴廣發(fā)優(yōu)惠和補(bǔ)貼時，有很多為欺詐獲取利益的假用戶和假訂單。還有一部分?jǐn)?shù)量可觀的用戶，僅在有補(bǔ)貼時使用，當(dāng)補(bǔ)貼消失時，行為變化很難判斷。智慧出行提供商和政府主管部門有時可利用技術(shù)防范欺詐，比如利用共享單車的定位數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析來判斷是否有人私鎖或私藏單車。不過，對這些成本很低的欺詐和濫用行為，大家應(yīng)當(dāng)有所預(yù)期，在實施過程中做好與其長期斗爭的準(zhǔn)備。
3）硬件層面
硬件的便捷可達(dá)性也十分重要。比如，叫車軟件也應(yīng)適當(dāng)開放呼叫平臺等方式，服務(wù)沒有智能手機(jī)的群體?，F(xiàn)行很多新軟件對于無智能手機(jī)的用戶并不友好，包括共享單車，對兒童和老年人而言，使用不便。
面對智慧出行方案，在別無他選的情況下，人的行為無法改變。比如，一個提供實時擁堵信息的軟件要想真正改變?nèi)说某鲂新窂?，城市里得有這樣聯(lián)通的路網(wǎng)系統(tǒng)，讓人們在某條路擁堵時能選擇別的路徑到達(dá)目的地。當(dāng)實施車輛擁堵收費時，倫敦市專門提升了路網(wǎng)和公交服務(wù)，讓人們有充分選擇。
4.智慧出行方案不斷完善更新
智慧出行方案要達(dá)到可觀的環(huán)境效益，必須不斷擴(kuò)大規(guī)模并不斷更新升級。因此，方案的（經(jīng)濟(jì)）可持續(xù)性十分重要，需要充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺，以及選擇合適的規(guī)模尺度，有利于可持續(xù)發(fā)展。對城市而言，協(xié)調(diào)均衡各方利益，有助于取得最大效益。
1）制度層面
智慧出行的所有參與方，都希望有更多用戶量和更大規(guī)模，不同利益方有不同的策略和方法。為達(dá)到節(jié)能目的，我們可以利用所有利益方都重視用戶這一點，鼓動所有潛在用戶參與，并考慮其相關(guān)利益。
2）技術(shù)層面
為了更好地擴(kuò)大規(guī)模和更新升級，構(gòu)建“技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)”也十分重要。生態(tài)系統(tǒng)由產(chǎn)品、體驗、技能、學(xué)習(xí)型社區(qū)等組成，可以整合不同類別的技術(shù)，來鼓勵合作開發(fā)，同時可定期舉辦信息知識交流活動，如研討會、訓(xùn)練營、公開會議等，有助于社會整體的技術(shù)提升發(fā)展。
建立正確的評價體系也有助于技術(shù)層面的提高，倫敦交通局（TFL）運用調(diào)查組的方式來做一個項目落地前后的效果對比，也有其他系統(tǒng)的監(jiān)管監(jiān)測框架，來評估整體影響，有助于提升整體技術(shù)水準(zhǔn)，完善更新。
3）硬件層面
網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施是智慧出行方案規(guī)模化的基礎(chǔ)。首爾和巴塞羅那市政府擁有在地鐵和環(huán)線下的光纖系統(tǒng)，因此在系統(tǒng)運維和升級過程中，有成本優(yōu)勢。不過，不是沒有高速寬帶就不能利用技術(shù)來規(guī)模化。比如，內(nèi)羅畢用2G環(huán)境就開發(fā)了世界上最大的支付網(wǎng)絡(luò)M-PESA和眾籌平臺Ushahidi。
五、結(jié)論
本文總結(jié)了全球城市發(fā)展“智慧出行”的經(jīng)驗，考慮到發(fā)展中國家的國情，我們也在此提出相應(yīng)政策建議。
1．國際優(yōu)秀案例經(jīng)驗

與傳統(tǒng)的智能交通系統(tǒng)相比，智慧城市“以人為本、數(shù)據(jù)導(dǎo)向、自下而上的創(chuàng)新”的三大特點，將傳統(tǒng)智能交通系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸腔鄢鲂小?。這既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，更是成功推廣智慧城市解決方案，最終達(dá)到節(jié)能效益的關(guān)鍵所在。

智慧出行方案，使得用戶習(xí)慣改變，進(jìn)一步節(jié)約能源：短期內(nèi)，意味著更少出行、交通模式轉(zhuǎn)變、每公里能耗減少；進(jìn)而為能源友好型政策的出臺提供了技術(shù)可能性；長期看，則是用戶生活方式轉(zhuǎn)變——減少小汽車購買、合宜的工作和家庭地點選擇以及日常活動模式轉(zhuǎn)變——帶來更深遠(yuǎn)的能源節(jié)約。要達(dá)到這個理想化的目標(biāo)，我們認(rèn)為，可遵循以下四個步驟，每一步都需要制度、技術(shù)、硬件等方面的配合：

第一步：確定一個要解決的出行問題，設(shè)計智慧出行解決方案。制度性條件包括，建立公共參與機(jī)制，以及利益方共同參與的協(xié)作平臺。通過編程馬拉松等社區(qū)活動，激發(fā)社會創(chuàng)新，并保障信息數(shù)據(jù)公開。
第二步：智慧出行方案的運作落地。在這里，管理者的遠(yuǎn)見和各方協(xié)同支持十分關(guān)鍵。政府部門需要有基本的制度條件，來保障透明、高效的管理和監(jiān)督，并協(xié)調(diào)好各方機(jī)構(gòu)，同時確保信息公開和共享。技術(shù)條件包括數(shù)據(jù)收集和整合、數(shù)據(jù)分析、信息服務(wù)。如果城市選擇從第三方購買智慧出行方案，城市本身要培養(yǎng)采購這些技術(shù)的能力。
第三步：用戶使用方案并逐步改變行為習(xí)慣。這些行為習(xí)慣的改變，意味著更少的能源消耗。制度方面，要保持“綠色導(dǎo)向”政策的連貫性，保證透明公開從而建立公信力，政策執(zhí)行要到位和連續(xù)。技術(shù)層面，明確需求，預(yù)測行為因素，公私部門合作提供市場和教育；要考慮個人隱私、信息安全和詐騙風(fēng)險等問題。硬件條件則需要設(shè)計良好的基礎(chǔ)設(shè)施和交互體驗以確保用戶能方便使用。
第四步：擴(kuò)大規(guī)模和自我升級。智慧出行方案在不斷變化演進(jìn)。城市管理部門作為協(xié)調(diào)者，應(yīng)積極了解整合各方利益。技術(shù)層面，要培育良好的競爭生態(tài)，同時做好監(jiān)測和評估，以積累經(jīng)驗。
2. 對發(fā)展中國家城市的啟示
發(fā)達(dá)國家已在智慧出行方面積累了不少優(yōu)秀案例，相較之下，發(fā)展中國家的城市通常具有以下特點：（1）較低的機(jī)動化水平，但有較高的增長率和擁堵程度；（2）欠發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)設(shè)施；（3）較少的金融資源投入和開發(fā)運作；（4）較低的制度和技術(shù)能力。因而，關(guān)于發(fā)展智慧出行，發(fā)展中國家既有后發(fā)優(yōu)勢，也面臨挑戰(zhàn)。對此，我們提出如下建議：
在合作、透明的框架內(nèi)吸納公私部門各方參與。資本欠缺的國家，可基于各方提升用戶體驗的共同目標(biāo)，充分利用民間資本。協(xié)作和透明原則，不光適用于那些低成本的創(chuàng)新交通解決方案，更是為了長期范圍內(nèi)智能系統(tǒng)的使用、維護(hù)和升級。
培養(yǎng)采購和監(jiān)督信息服務(wù)的能力。智慧出行方案是創(chuàng)新而往往需要利用復(fù)雜的技術(shù)。發(fā)展中國家的城市技術(shù)和管理能力較弱，常會面對被大的技術(shù)供應(yīng)商掌握和獲取暴利的風(fēng)險。因此，這些城市需要培養(yǎng)能采購和監(jiān)督信息服務(wù)的基本技術(shù)能力。
重點發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施，包括完整的道路網(wǎng)絡(luò)，以及基本的交通管理措施。完善的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不僅對滿足市民交通出行需求至關(guān)重要（如減少擁堵和交通事故），對塑造未來的交通出行需求模式，也有相當(dāng)重要的戰(zhàn)略意義。