铁路 2050 的未来

铁路2050的未来 Arup铁路 ArpRail为铁路行业的各个方面提供全面的咨询服务，从可行性和规划到设计，实施和资产管理。对市场的深入了解，加上在最前沿工作的声誉，使我们能够提供适当的解决方案来帮助我们的客户 ，解决整个生命周期的问题，包括安全性，可靠性，可操作性和维护。 我们在行业最前沿的工作使我们参与了铁路项目的创建，这些项目改变了世界各地的城市和社区 ，正是这种精神使我们委托本报告。 Arup前瞻+研究+创新 我们帮助我们的组织了解趋势、探索新想法并从根本上重新思考其业务的未来。 我们开发了“设计远见”的概念，它使用创新的设计工具和技术为生活带来新的想法，并让客户和利益相关者参与有关变革的有意义的对话。 联系人 TC咀嚼 全球铁路领导者，Aruptc.chew@arup.com 马库斯·莫雷尔 Associate,Foresight+Research+Innovationmarcus.morrell@arup.com 2014年7月发布，2019年5月更新 13FitzroyStreet伦敦W1T4BQarup.comdriversofchange.com ©Arup2019 ChrisLuebkeman Arup研究员兼全球远见总监，研究+创新chris.luebkeman@arup.com LynneGoulding 分析师，前瞻+研究+创新lynne.goulding@arup.com 封面插图：©RobHouse Contents 致谢57 ©LennyGreenwald 前言 TC咀嚼 全球铁路领导者，Arup 在世界各地，随着需求的推动，铁路正在经历某种复兴。 我们相信有一些方法可以通过这些趋势来发展一个铁路行业,以满足明天的期望。 新的问题，令人兴奋的答案数字技术正以快速的速度出现，有望在整个行业的运营中进行创新，改善乘客体验是一个关键的优先事 项。我们已经可以看到智能手机如何 铁路运营商、设计师和规划师如何设计适用于数字原住民的铁路系统? 为了实现持续增长，铁路服务将需要扩大客户关注点，以涵盖乘客的整个旅程，了解乘客的体验 从家到目的地。乘客已经要求实时更新的信息和与其他交通方式的无缝连接，期望在他们控制的地方获得新的、更联合的旅行体验。实现这一点需要新的思维和新的技术集成水平。 地球迅速变化的气候正在重新调整每个人的风险方程，旅行者越来越意识到他们的碳足迹。对于那些正在运营的铁路网络来说，极端天气事件和海平面上升使路线和基础设施更容易发生洪水。铁路行业应该如何适应并在如此重要和昂贵的公共基础设施中建立弹性？ 随着每条新的铁路线连接着人们和社区，铁路的受欢迎程度也在增长。这导致了全球客运和货运铁路需求的空前增长，但是现有的基础设施和系统将如何应对？ 物理网络，数字世界 服务需求的惊人增长意味着我们将越来越依赖新技术带来的精度和自动化。处理这将需要行业内的新能力、知识和经验。我们做得足够吗 5 ©Arup 北京南站 使我们现有和未来的劳动力能够在不断变化的环境中接受数字发展和创新？本报告着眼于挑战。 全球增长 在世界各地，传统上没有铁路旅行文化的地区都在热情地进行投资 ，而其他地区则在研究如何增强其现有网络以应对日益增长的挑战 。本报告超越了现状，研究了世界主要趋势的可能影响，并为现有铁路企业和新进入者得出了有价值的结论。 铁路服务将专注于总旅程...集成旅程信息以及与其他运输方式的无缝连接 将创造一个无忧无虑的整体旅行体验。 7 新德里火车站重建 ©铁道部/TFPFarrells Introduction “预测未来的最好方法是发明它。 ——艾伦·凯 如果我们向后看，直到1970年代后期，我们现在在铁路上享有的大多数进步（更不用说信息通信技术了） 本来是不可想象的。在经济，政治，社会，环境和技术迅速变化的时代，战略远见的练习并不旨在完全准确地预测未来。相反，这个想法是 根据当前趋势和轨迹以及微弱信号探索可能的未来。 展望2050年，我们需要从概念上思考，希望 推动 创造性思维的界限。铁路行业通常被认为是保守的 ；然而，有必要进行远见，拥抱创造性思维，而不是将现在投射到未来。 这个想法专注于乘客和用户体验。这里想象的旅程旨在引发关于未来的对话，并为铁路行业和政府的未来规划和决策提供大局背景。他们还旨在为铁路制定一个前瞻性和鼓舞人心的愿景。随着技术变革的步伐加快，也许更具想象力的场景将会实现 。 Thecasestudiesindicatetrendstakingplaceinrail.Theyareearlysignsofpossibledirectionchange,andtevedirectionsinwhichthefuturecouldbehead. Whetherthesebecomemorewidelyimplementedremainstobeseen. Whilethespecificsmaybedifficulttoforecast,anumberofmacro-driverswillshapetheworldinwhichrailoperating.These 大趋势将对整个交通运输产生深远的影响特别是铁路，并提供未来铁路的背景 operate.Theywillpresentchallenges,butarealsolikelytospurinnovationtomeet 这些挑战。 例如，技术的进步将产生广泛而未知的影响。但我们可以合理地期待铁路运营方式的一些重大进展：更多的无人驾驶列车，对机车车辆和基础设施的实时监控，提高乘客信息的准确性，预测性维护计划，最重要的是，无缝旅行与其他运输方式相结合。 Tomoveforwardwithinnovation,itisvitalthatdecisionsaremade,notsonlyonpastexperience,butalsoonfuturepossibilitiesandpreferredoutcome. Thefutureofrailis 将要创建的东西，而不是进入的东西。因此，为了实现对铁路的期望愿景，铁路行业和政府的人应该 问自己：如果这是我们希望铁路扮演的角色，我们如何确保事情发生？ 9 ©Trodel(Flickr) 大趋势 大趋势是改变游戏规则的力量，将在未来塑造世界。作为变革的驱动力，这些变革是深远的、持续的和相对确定的。这些宏观力量将带来挑战和机遇，因为它们改变了社会和市场的运作方式。下面描述的大趋势将在流动性和 交通基础设施。 特大城市 到2050年，全球约有75％的人口将居住在城市。据估计，全球城市人口正以每秒2人的速度增长，新增172,800名城市居民 1一个大城市可以是一个大都市地区，也可以是两个或更多的大都市地区，它们汇合形成巨型地区。这些大型地区可能绵延数百公里，人口超过1亿。2例如波士顿-纽约-华盛顿走廊，圣保罗-里约热内卢地区或香港-深圳-广州地区。 特大城市的数量和规模正在增加，其中大多数位于新兴市场。世界上现有的24个特大城市中有四个（人口为 超过1000万人）在中国-到2025年，还会有三个，其中一些是历史上最快的城市扩张。中国规划者希望将珠江三角洲的9个城市— —从广州到深圳——合并，以创建一个26,000平方公里的城市区域，比大伦敦大26倍。在接下来的六年中，将花费1900亿英镑整合运输，能源，水和电信网络。 特大城市的数量和规模都在增加，其中大多数位于新兴市场。 11 ©路透社/斯特林格 上海1990 上海2010 12 铁路2050的未来 ©Sarmu(panoramio.com) 城市化 1900 1990 2010 2030 2050 每10人中就有2人居住在城市地区 | | 4每10个人中就有一个人生活在城市地区 | 5每10个人中就有一个人生活在城市地区 | 6每10个人中就有10个人将生活在城市地区 | 7每10个人中就有10个人将生活在城市地区 来源：http://catalystreview.net/ 城市化步伐的加快将给已经紧张的城市系统和 基础设施，要求城市地区效率更高。但是密集的城市地区也可以为交通形式提供机会，例如铁路，这些交通形式依赖于密度来有效地发挥作用。 这些特大城市的增长还将导致前所未有的城市扩张、新的贫民窟和贫富差距的扩大。这是一个全球趋势，最富有的1%的人现在拥有地球上近一半的财富。4目前约有10亿人生活在贫民窟，这些贫民窟中的绝大多数——超过90%——位于 在发展中国家的城市中，5到2050年，贫民窟人口可能会增加到30亿。6 这些特大城市的发展也将导致前所未有的城市扩张，新的贫民窟和 富人和穷人。 13 城市人口2050 此图描绘了2050年城市人口超过100,000的国家和地区。圈子与城市人口规模成比例。 资料来源：儿童基金会(2012年)。 美国 365M UK 64M 法国 64M 墨西哥 113M 尼日利亚 218M 巴西 204M 刚果民主共和国93M 14铁路2050的未来 俄罗斯联邦96M 土耳其 82M 埃及 82M Ethopia 65M 伊朗（伊斯兰 Republicof)巴基斯坦 83M 199M 印度 875M 孟加拉国 126M 中国 1038M 越南 56M菲律宾 101M 印度尼西亚 190M Japan 83M 城市人口（占总人口的百分比） 大于75%51-75%25-50% 15 促进全球增长 0 2000 年代 201 20 20 新兴市场 全球 已开发市场 代 20 0 0 7 %3.0 2.0 1.0 19 年 代 198 年 199 年 代 0s 20s 30 40s 0.0 图1.新兴市场将推动全球增长资料来源：CEIC、汇丰 人口变化 预计到2050年，全球人口将达到95亿左右，到此阶段，增长率将放缓。并非所有地区都将实现同等增长，世界某些地区，例如欧洲和日本的部分地区，人口将继续下降。预计人口增长的90％将发生在发展中国家的城市。7 预计到2050年，世界上超过20％的人口将达到60岁或以上 ，而如今这一比例约为11％，老龄化人口将对出行解决方案的设计和选择产生影响。在较发达的地区，到2050年，将有32％的人口达到60岁或以上，老年人的数量将是儿童数量的近两倍。发展中国家也将看到老年人比例的增加 到2050年，预计世界人口的50％将进入中产阶级，这将对旅行者的数量以及人们如何选择出行产生重大影响。预计新兴经济体将对这一趋势做出最大贡献-以每年5％的速度增长，而发达经济体的平均增长率仅为2％。 估计90%的人口增长 预计将发生在发展中国家的城市。 16铁路2050的未来 ©Arup 人口和社会经济变化将导致新的全球秩序。大部分经济增长将集中在中国、南亚和东南亚。但是，在未来40年中，将推动全球增长的不仅仅是中国和印度。尼日利亚，秘鲁和菲律宾等国家也将发挥重要作用。到2050年，尼日利亚的人口将几乎与美国一样多，许多非洲国家的人口将增加一倍。巴基斯坦将拥有世界第六大人口。即使其中一些国家的人均水平仍然相对贫穷，他们也可以看到经济规模的急剧增长。 人口增长。相比之下，日本的工作人口看起来将收缩37％，俄罗斯的收缩31％。欧元区面临类似的问题，德国的工作人口下降了29 ％，葡萄牙的24％，意大利的23％和西班牙的11％。9 人口和经济变化将导致新的全球秩序。 17 ©KennethLu（Flickr） 气候变化 气候变化的影响是复杂和广泛的，但是有越来越多的证据表明，极端天气事件的频率和强度将会增加。随着越来越多的人口居住在更近的地方，这也意味着越来越多的人可能受到气候变化的影响。 温度的变化，更强烈的风暴活动和海平面上升可能对运输基础设施的设计，运营和维护产生重要影响。这可能会增加运输系统中断，损坏和故障的风险。 与道路一样，沿海