智慧城市时代的城市交通

智慧城市基石系列|智慧城市时代的城市流动性 智慧城市基石系列 智慧城市时代的城市流动 CHARBELAOUN 智能城市高级副总裁-战略和创新，施耐德电气 前文 智慧城市是一个高效的城市，是一个宜居的城市，也是一个经济、社会和 环境可持续发展的城市。这一愿景今天可以实现，使用创新的运营和信息技术，并利用公民和城市基础设施产生的有意义和可靠的实时数据。 然而，为了提高城市的效率，需要前所未有的变革规模。 有吸引力，包容性和竞争力。这种变化将需要一种新的范式 ，以一种全新的方式看待城市的结构。反过来，这需要在城市，企业，公民和学术界如何思考和合作方面取得突破。向智慧城市的过渡是重塑城市，例如： •公民不再被视为用户，而是被视为关键利益相关者; •技术不再被视为静态资产，而是被视为动态启用程序; •业务不再被视为提供者，而是被视为合作伙伴; •城市演变的概念被转变的概念所取代。 高效、安全和可持续的移动性是智慧城市的基石 城市化正在加速，给城市资源和基础设施带来了新的巨大压力。城市交通将是全球城市面临的最严峻挑战之一。在许多城市，现有的出行系统已经不足，但城市化和人口增长将进一步增加需求。传统上，城市一直在寻求解决 这种挑战是通过增加新的能力来满足需求。然而，仅靠能力建设方法既不高效也不可持续。 对城市交通的整体响应优化了供需解决方案,以促进更可持续的结果。 从智能城市到智能移动 在技术时代，我们面临着一个新市场的出现，在这个市场中，需要新的商业模式和创造性思维来设计基于硬基础设施与运营和数字技术协同工作的当代系统;发展现有和新参与者之间的服务关系;并为强大且面向未来的移动系统提供资金。移动基础设施已被确定为寻求吸引投资者的城市的第一要务，因此，对于许多成长中的城市来说，它已成为议程上的重中之重。 当我们与世界各地的城市和专家交谈时，我们听到流动性既是一个关键问题，也是改变城市运营的潜在希望来源。从我们的谈话中越来越清楚的是，需要投资基础设施，以期满足50年或更长时间的长期需求，而不仅仅是眼前或短期需求;需要将流动性视为增强经济，社会和环境福祉的一种工具。有一个共同的协议，即重大投资。 如果流动性基础设施要应对日益增长的压力，就需要创造性的融资。但是，有一个共识是，我们今天已经有足够的技术可用来采取积极的措施来转变流动性系统。 是什么阻碍了我们？ 本文探讨了我们将如何从一种被动的移动服务方法转向一种 领导力、创新金融、政策支持和公民参与对于推动变革至关重要。 这是我们关于智慧城市基石系列的第一篇论文；该系列考虑了我们需要如何以不同的方式看待城市，了解利害关系和利益相关者，共同发明未来的城市。 随着这项研究的发布，“智慧城市时代的城市流动”，我们的目标是提供城市 和流动性决策者对制定和采用可持续战略以应对当前和不断发展的挑战进行思考和指导。我们也希望在本次讨论中吸引更广泛的受众。 我们希望您会发现这项研究有用，我们将很高兴讨论其发现，结论和对您的城市的影响。施耐德电气正在与世界各地的城市合作，为他们的城市提供更安全，更高效和更可持续的出行。 词汇表 应用程序编程接口(API) 数字基础设施 信息技术 使用计算机来存储，检索，传输 操纵数据。 移动性 软件开发人员和数字基础设施之间的接口，允许软件与软件对话，帮助释放大型数据集的价值，并降低开发人员、城市和企业的交易成本。 有助于有效管理和操作人类环境的操作，信息和通信技术，包括收集和分发数据的传感器，执行器，发射器和电缆。 流动性描述了人员和货物在一个地区周围移动的能力，并在这样做时访问必要的设施，社区和其他目的地，以支持体面的生活质量和蓬勃发展的经济。移动性包含促进这些互动的运输基础设施和服务。 运营技术 物理基础设施 SMART 可持续性 通过直接监视或控制设备，过程和事件来检测主要条件并实现条件变化的硬件和软件。智能交通系统（ITS）是移动系统中使用的操作技术。 人类环境的物理“硬件”，包括工程资产，如公路，铁路和交通枢纽，以及自然资产 。在本报告中，我们的重点是与移动性相关的工程资产。 在城市和城市基础设施的背景下，“智能”（或“智能”）意味着一个互联的，技术支持的环境，其中利用数字资产和信息的创造力来管理城市服务并改善公民的生活质量。更智能的城市可以为实现城市可持续发展目标提供一系列好 在城市交通的背景下，可持续性是指一种以公平和公正的方式支持社会连通性和经济繁荣的系统，而不会对地方或全球环境质量和资源使用带来风险。 处。 CONTENTS 1城市流动性的挑战7 2智能移动的承诺13 3智能移动的结构23 4智能移动性和数据的作用 27 5将价值链带入生活35 6流动性：智能，可持续城市的基石41 1 城市流动性的挑战 本章确立了当今城市中城市交通的挑战 。它阐述了为什么移动性是城市领域的重要元素，并确定了定义需要一种新的移动性方法的驱动因素。 流动性支撑着我们作为个人所做的一切;作为社区;作为区域，国家和国际经济。人们需要四处走动以确保人类的基本需求，但机动性也是一种奢侈品，通过探索，休闲和娱乐为生活质量做出贡献。在城市中，高质量的流动性是其他城市部门成功和创造就业机会的必要条件，并且在为居民和企业创造有吸引力的环境方面发挥着关键作用。 然而，流动性被广泛认为是世界各地城市面临的最棘手和最普遍的挑战之一。随着城市人口的增加，现有和新兴城市面临着在有限的物理基础设施容量内满足日益增长的高效交通需求的挑战。同时，受围绕低碳和高效车辆技术的持续创新以及基础设施管理改进的影响，公民的期望也在不断变化。 城市越来越成为区域，国家和国际经济活动和社会发展的重点，吸引了不断增长的商业和居民社区。人口增长，人口变化和城市形式变化的综合影响导致城市中心，郊区和城市之间的旅行需求不断增加 两个。改善城市间交通的需求也在增长，以在定居点之间建立更快，更直接的连接。随着需求的增加，人们对交通的担忧也是如此，交通是导致全球温室气体排放，交通拥堵，噪音和城市空气质量差的主要原因之一。 Thisgrowingdemandconvergeswithaninsufficientsupplyofphysicaltransportcapacityinmanycities,whichcanresultincroughing,congress,andanunderstableexperienceofthecity.Inestablishedcities,thisproblemisattributedtospatialconstra -以及对物理基础设施维护和更新的预算限制。同时，在许多发展中城市中，对基础设施建设的投资正在努力跟上城市快速增长的步伐。 从历史上看，移动性在很大程度上被视为一种产品，其中包括移动人员所需的车辆，物理基础设施和燃料。 但是，越来越多的人将机动性视为一种服务：我们采购食物，从事经济活动，获得娱乐或与朋友和家人见面的方法，所有这些都是通过从一个地方到另一个地方的无缝移动来实现的。随着我们使用手机，网络和视频来管理旅途中的生活，我们完成这些任务的方式已经发生了巨大变化。 这些新功能依赖于物理和数字基础设施，其潜力才刚刚开始实现。通过补充城市规划和 通过数字技术的管理实践，有机会改善公民的移动服务，同时管理对物理运输网络的需求并产生更广泛的经济和环境价值 在迈向更可持续的运输的过程中，将解决需求，作为消除交通本身对健康和环境的负面影响的一揽子长期战略的一部分。这样，战略将能够带来可衡量的经济和环境可持续性利益，并在以下方面改善旅行者体验： •降低车辆和基础设施的燃料和电力消耗，从而： –减少与运输相关的温室气体排放；以及 –改善当地空气质量和相关环境条件。 •减少拥堵和旅行者沮丧； •一个更加精简、高效和成本效益更高的系统来操作和维护，导致； –为运输提供商和旅行者提供更大的负担能力；以及 –在密集的城市环境中减少了对难看的硬基础设施的需求。 峰顶的问题 随着时间的推移，城市的流动性需求变化很大，导致服务供需水平之间的持续差距。需要建设城市以适应高峰出行需求，而每天晚上需求直线下降，网络中产生了巨大的产能过剩。系统中的这种动态起伏是基础设施和服务管理以及更广泛的城市规划的主要挑战。 考虑到上面列出的运输需求的每日周期，交通交付中的紧急挑战是解决高峰需求。这是一个增加容量的问题（如先前所探索的，许多城市的潜力有限），或者 随着时间的推移，在不同的运输方式或路线上重新分配需求。 城市可持续发展的关键挑战之一是在减少资源使用的同时保持经济活力。尽管许多发展中的城市通过建设新的物理基础设施(道路、铁路、自行车道等)来应对不断增长的高峰出行需求，但这并不是全部解决方案。事实上，新的产能可能有助于维持高峰需求的增长。即使是“清洁”产能也可能 除非得到足够的信息、教育和意识的大力支持，否则不会导致城市正在寻找的行为改变和模式转变。关键是通过在模式、路线和时间上分配需求，使城市用更少的钱做更多的事情，来最大化现有和计划中的基础设施的效用。 通过以下方式，全面应对移动服务的供应和需求： •随着时间的推移积极管理容量，以最有效地利用现有的物理基础设施（运营效率）；和 •向旅行者分发有关不同旅行选择的相对成本和收益的可靠信息，从而促进行为改变。 总之，这两种方法将有助于减少任何单一模式或路线上的旅行高峰需求，并随着时间和模式的推移分配总体需求。智能解决方案可以促进这两个目标，特别是在得到促进旅行者行为变化的更广泛政策措施（例如灵活或交错工作时间）的支持时。 重要的是要承认，这两种方法并不能解决城市流动性的基本需求。减少出行的总体需求仍然是城市规划实践的重要目标。这里介绍的方法解决了需求的管理和分配-允许减少高峰时段拥堵和提高交通基础设施的运营效率。 “维也纳机动性面临的下一个重大挑战是将通勤旅行转向更可持续的模式。但是，我们的公共交通网络的容量已经承受压力。因此，我们需要新的其他方法。” 曼弗莱德·默伯杰，维也纳市。 移动需求的每日周期 •大多数城市居民、通勤者和游客希望或需要在一天中的短(高峰)时段旅行。这给高峰时段的交通系统带来了压力，导致过度拥挤、拥堵和负面的用户体验。城市交通能力的供应是静态的 随着时间的推移，因此必须设计成尽可能吸收高峰需求。 •但是，高峰时段以外的旅行需求大大降低，从而在白天和黑夜的长时间内在系统中产生了剩余的容量。虽然这可以为非高峰旅行者提供更舒适和可靠的体验，但过剩的运力意味着过度设计的运输系统和物理基础设施的利用不足。这不利于高效运营。对于必须为冗余运营能力提供资金的城市和环境来说，这是一个代价高昂的结果，因为环 境必须吸收每位旅行者的平均排放量。 24小时内的平均城市交通需求 （资料来源：纽约霍夫斯特拉大学）。 运输供应（A） 一天的时间 交通 晨峰 下午高峰 运输需求(T) O项目正在公布，目的是减轻 在达拉斯的美国75高速公路走廊的15英里延伸中， 德克萨斯州，开创性的综合走廊管理 困扰路线的长期交通拥堵。综合管理利用多种运输模式，包括汽车、公共汽车、轻轨 ，甚至步行，更有效地管理各种模式下的人员流动。通过数据分析和单一平台整合来自所有模式的信息，以最大限度地提高一段时间内的总流量。这 依靠从道路和快速运输系统的传感器，智能手机全球定位系统（GPS）以及有关道路封闭，维护工程和天气状况的实时信息收集的广泛数据。通过吸收这些数据，可以通过施耐德电气提供的达拉斯-沃思堡511服务为旅行者提供即时信息，有关到达目的地的最佳路线，无论是汽车，另一种模式还是组合。 该项目预计将花费约800万美元的资本支出，其中预计可节省8000万美元的旅行时间，节省燃料，减少排放和提高生活质量。这证明了通过改善数字解决方案的使用可 以带来巨大的经济，环境和社会效益。 SUMMARY 城市交通是城市政府面临的最棘手的挑战之一，带来了经