多年来,围绕互联和自动驾驶汽车的兴奋情绪一直在高涨,消费者对无需触碰方向盘的便利性感兴趣,政府则期待道路安全方面的显著改善。人们推测这些技术也将带来能源效率和减少排放的好处,但专家们直到最近才能够量化这些好处。
美国智能交通协会最近的一份报告预测,所谓的智能交通系统(ITS)在未来10年内,随着这些技术渗透到市场,每年可实现石油消耗量和相关温室气体排放量减少2%至4%。
“我认为这份报告的特别之处在于,这是首次有人坐下来尝试为这些技术赋予真正的可持续发展效益数字,”信息技术与创新基金会清洁能源创新中心执行主任马修·斯特普说,该中心上个月举办了一场活动,发布了美国智能交通协会报告。
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“在过去的几年里,汽车行业和环保倡导者都表示,这些智能交通技术将具有减少碳排放并提高汽车效率的一级和二级效益,但没有人真正动笔计算这些效益,”他说。
该研究考察了16项新兴交通技术的燃料节省,例如自适应巡航控制、生态导航、无线通信以提高现有交通基础设施的效率(例如交通信号灯同步)。它还计算了来自几种替代燃料技术的预期燃料节省,这些技术受益于跟踪燃料使用和充电状态的工具。
“归根结底,真正实现交通系统脱碳的是当我们转向低碳燃料或完全电池驱动的汽车时,”斯特普说,这需要几十年才能实现广泛采用。“智能交通技术的作用是在中期内使碳曲线向下弯曲。”
一辆车如何带动其他车辆
其中一些技术已经产生了显著的可持续发展效益。例如,史密森尼学会通过使用GPS跟踪和无线通信更好地管理其车辆,将其1500辆汽车车队的燃料消耗量减少了53%。
在马里兰州埃利科特市,一个智能停车系统使用传感器检测停车位何时空闲,并将信息实时发送给驾驶员,从而将他们寻找停车位的时间减少了21%,从而减少了相关的排放和燃料消耗。加利福尼亚州洛杉矶县实施了一项交通信号同步计划,以提高车辆的通行能力,每年节省了3130万小时的旅行时间、3800万加仑的燃料和33.7万吨二氧化碳。
车载车对车(V2V)和车对基础设施(V2I)通信技术也已显示出可以提高效率并减少排放。
在上周在底特律举行的美国智能交通协会2014年世界大会上,本田汽车公司展示了其下一代智能交通系统技术,包括车辆与行人或自行车骑行者的手机之间的短距离通信、全自动高速公路驾驶以及V2V“虚拟拖车”——一种互联和自动驾驶汽车技术的混合体,使驾驶员能够请求帮助,然后虚拟连接并跟随另一辆车。
本田研发高级工程师Sue Bai表示,这一系列技术涵盖了从更被动、被动反应类型的系统到可互操作的系统,在可互操作的系统中,车辆可以在品牌之间以及更远的距离进行通信。
在本田正在测试的场景之一中,一组三辆车中行驶在最前面的车辆猛踩刹车以避免撞到动物,这会立即向后面的车辆发出警告,并将情况的图片发送到他们的仪表板上。这将为其他驾驶员提供他们避免急刹车甚至碰撞所需的信息。
“这可能会带来巨大的环境和交通效益,因为并非每个人都会经历猛踩刹车的连锁反应,”白女士说。
交通拥堵的终结?
橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员正在开发新的数学算法,这将使更多的车辆和基础设施类型能够无缝交换信息并协调其行动,以消除拥堵。
“根据此指令,您将永远不会遇到交通拥堵,”ORNL城市动力学研究所副所长安德烈亚斯·马利科普洛斯说。“如果所有车辆都经过协调,它们将永远不必完全停止或遇到红灯,因为所有车辆都经过协调。如果您这样做,您将立即获得燃油经济性方面的收益。”
自动驾驶汽车——可以从V2V和V2I通信中受益,但主要使用摄像头和传感器来驾驶自己——也可以提供显著的效率提升,但它们尚未得到充分理解。
一方面,自动驾驶汽车可能会鼓励更多的驾驶和更多的排放,因为人们会选择私人交通工具而不是公共交通工具。此外,如果人们在通勤期间不必集中注意力,并且可以看报纸或玩手机,他们可能会决定住在离工作场所更远的地方。
但另一方面,自动驾驶汽车可以通过实现更高效的驾驶模式来减少排放,无需重复加速和制动,而且车辆更靠近行驶可以从改进的空气动力学中受益。自动驾驶汽车还可以通过运送人们通勤的第一英里和最后一英里来促进公共交通的使用。
根据落基山研究所的说法,自动驾驶汽车的广泛部署在本世纪内是不可避免的。在最近的一篇博客文章中,该研究小组认为,自动驾驶的好处最终将超过任何缺点。
安全效益吸引汽车制造商
几乎所有主要的汽车制造商,包括本田、福特、丰田、日产、宝马和沃尔沃,都在投资车辆通信和自动化技术。主要动机是研究表明,随着这些技术的普及率提高,安全效益也将随之提高。
美国交通部的数据显示,车对车通信有可能帮助未受损驾驶员避免高达80%的车辆碰撞事故。
今年2月,交通部宣布将开始制定一项新规则,要求所有新车都配备V2V技术。据白女士称,该公告有助于将注意力和研究资金集中在智能汽车技术上。
斯特普说,但还需要做更多的工作来推广这些技术,特别是随着人们对这些技术的效率效益有了更好的了解。这些技术提供了现实世界的好处,政策制定者在展望明年通过一项长期交通法案时应努力推广这些技术。
此外,他说,ITS技术应因其在交通部和美国环保署的燃油经济性标准中的节油效益而得到认可。
“政策制定者对于其中一些事情仍处于学习阶段,”斯特普补充道。“政策制定者必须尽其所能来帮助它,但要置身事外,以免阻碍它。”
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