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關鍵詞:聚合物;成型加工;教學模式;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)03-0268-02
一、前言
目前,全球聚合物材料年產量達數億噸,在人們的生活和生產中具有不可替代的作用。聚合物制品的性能取決于聚合物本身的性質和成型工藝等。聚合物成型加工是獲取高分子材料制品、體現材料特性和開發新材料的重要手段,是高分子材料學科的重要組成部分,這其中包含了許多高分子物理和高分子化學的相關問題,而且與生產實踐密切相關。為了使學生能夠全面了解和把握聚合物的成型加工技術,《聚合物成型加工》課程涵蓋了諸多內容,包括影響聚合物性能的物理化學因素、添加劑、配方設計、聚合物流變學、聚合物共混與制備、成型加工設備、成型工藝等內容,是一門理論性和實踐性緊密結合的課程。[1]
如何在教學過程中將基礎理論和生產實踐相結合,用理論知識來解決生產中遇到的問題,或通過實踐中的具體例子來豐富和解釋課程中的理論問題,使學生通過對本課程的學習真正掌握相關專業知識,具有高分子材料及其制品設計、生產和研究的科學思維以及創新研究素質,是本課程教學的核心問題。
鑒于上述特點,要學好本課程,就要求學生對高分子化學與高分子物理、成型加工的設備與工藝有一定的感知,講授內容要有直觀性。傳統單一板書的授課方式已經難以滿足該課程的教學要求,不易達到優秀的教學效果。[2]
針對這些問題,本課程在教學過程中對教學方法、教學模式進行了有益的改革與探索。將課堂講授、動畫仿真、實踐教學、課外科研、生產實習相結合,形成了一套課內課外聯動以提高教學質量和學習效果的新模式。
二、課堂教學改革
在課堂教學方面,首先要讓學生明確聚合物成型加工是一門綜合性和實用性很強的學科,近年來發展迅速,新技術和新產品層出不窮,社會和企業對相關人才的需求十分迫切,學好該課程對學生的未來大有裨益,從而激發學生學習的主動性和積極性。在教學過程中,一方面要重視對基礎理論知識的講解,讓學生“知其然”又“知其所以然”,例如在講解壓延薄膜時要讓學生知道薄膜存在各項異性,更要讓他們知曉為何會產生各項異性,如何削弱或者利用各項異性設計想要的產品;另一方面,教師在課程教學中應注意結合成型加工領域的研究前沿和最新發展動態,介紹先進的成型加工設備、工藝和科技成果,豐富和活化教學內容,使教學內容與時代的步伐接軌,讓學生能夠掌握更多、更新的專業知識。
根據聚合物成型加工涉及的主體內容和本學科特色,該課程以“材料―設備―工藝―制品”為主線、以培養學生扎實的工程素養為目標來組織教學內容。在教學過程中,從高分子材料的加工原理出發,以成型加工的工程觀點為著眼點,剖析各種聚合物材料或制品適合的成型加工方法,比較不同成型加工方法之間的共性和區別,使原本寬泛的課程內容集中化、系統化,便于學生歸納、總結和掌握抽象概念以及所涉及的實質問題。
在教學過程中,加強互動式教學[3],通過教師與學生雙方平等交流、探討甚至辯論,加深學生對知識和現象的理解,進而激發教學雙方的主動性、積極性和探索性,提高教學效果。考慮到本課程信息量大、知識點多,本課程教學還采用先進的技術手段輔助教學,使課程內容形象直觀準確,在有限的課時內對課程全面系統、深入簡出地講解,讓學生更容易的接收和理解。例如,采用多媒體授課可以根據需要隨時由理論知識切換到相關的生產現場,既延伸了課堂又增強了授課的說服力,使同學們認識到理論來源于實際而又指導實際的事實,認識到學習本課程的價值和意義。在多媒體課件中增加了豐富的圖片和三維動畫,可以對學生原本陌生的加工設備、成型工藝、加工原理進行形象的演示,其效果遠勝于教師的板書和口授。多媒體教學所選取的圖片和動畫素材源于國內外相關的精彩報告、精品課件以及在生產現場拍攝的與課程內容相關的聚合物成型加工過程,內容包括壓制成型、擠出管材、注射成型、吹塑薄膜、二次成型(“注―拉―吹”工藝)、壓延薄膜等,實現了課程的多媒體化、可視化,使學生對聚合物材料成型加工藝有了實際的感性認識,對成型加工過程有了“身臨其境”的效果。
另外,課堂教學還充分利用學校的中試車間資源,將與成型加工設備相關的課堂由教室延伸到車間,教師與學生面對真實設備(如擠出機、吹膜機、注射劑等)一起學習其結構、組合、工作原理等。該嘗試很好的克服了理論課程講授時學生對所講理論缺乏感性認識;成型工藝試驗時學生對所做實驗缺乏理論認知等矛盾。
三、課外教學改革
雖然上述課堂教學改革探索收到了良好的效果,但仍然未能真正實現教學目標,并且容易使學生眼高手低,實際工作時不能學以致用。《聚合物成型加工》是一門實踐性很強的專業課程。因此,有必要對該課程開設配套的實驗和實踐教學。讓學生在實驗室和工廠中真實地了解和直觀認識成型設備、工藝流程和制品的后處理與性能,開發學生的創新與創造力,培養學生用知識武裝自己、解決實際問題的能力。
為此,江南大學通過開設為期兩周的聚合物成型工藝實驗、組織課外科研興趣小組、組織學生參加高分子成型加工生產實習等課外環節,提高學生對《聚合物成型加工》的理解和學以致用的能力。
首先,圍繞“材料―設備―工藝―制品”這條課程主線,將聚合物材料的選擇、制備、成型加工以及性能測試等方面有機地聯系起來,開設了一系列綜合性成型工藝實驗,包括包括聚丙烯的擠出和注塑、聚乙烯的擠出吹膜、聚氯乙烯的開煉機和密煉機混煉、聚氯乙烯混合物的壓制成型等試驗項目,這些實驗涵蓋了《聚合物成型加工》課程的主要成型工藝。例如,在聚合物的注射成型實驗中,要求學生根據原料的結構與物性,優化成型加工工藝參數(溫度、壓力、保壓時間),并對注塑制品的沖擊/拉伸/彎曲/熱變形溫度等性能進行測試。通過理論學習與實驗實踐的交叉和對“材料―設備―工藝―制品―性能”之間關系的分析與構建,讓學生系統有效地掌握所學知識,并獲得靈活應用知識的能力,為下一步畢業設計和就業奠定良好的基礎。
其次,本專業教師以開展國家級、省級、校級大學生創新實踐活動為契機,積極組織學生參與聚合物制備、改性、制品設計等方面的創新課題。學生則分組參與自行設計或者與導師共同商定的課題研究,全面參與研究方案的制定、原材料的選擇、共混配方與工藝的優化、制品的制備、制品的設計與性能測試、結果的總結匯報等過程。在專業導師的指導下,通過興趣小組開展創新課題實踐,不僅加深了學生對本課程內容的理解和掌握,還培養了科研創新的能力、分析問題的能力、解決問題的能力、團隊協作的能力以及查閱文獻和撰寫報告的能力。舉辦課外興趣小組活動五年多來,不少興趣小組對自己的創新成果申請專利或者撰寫論文,取得較好的效果,學生參與踴躍,目前興趣小組對學生的覆蓋面達80%以上。
此外,學校和學院加強與周邊高分子材料企業的聯系和交流,建立了10個實習實踐基地,涉及聚合物成型加工的各個領域,包括橡膠模壓成型、聚丙烯注射成型、多層擠出成型等。本專業每年由學院組織、專業老師帶隊,帶領本專業相關年級全體學生深入到企業一線,參觀學習聚合物成型加工的生產過程,聽取工廠技術人員的相關介紹,實地了解成型設備、工藝流程、質量控制及生產線管理等,使學生對工業化生產有具體、直觀的認識,真正將基礎理論與實際應用結合起來,讓學生掌握科學的方法,培養科學的思維,成為真正社會和企業所需要的有創造力的有用人才。
四、結語
綜上所述,《聚合物成型加工》具有很強的工程應用性,學習該課程時要求學生建立起大工程的整體觀。要達到這樣的教學水平和目標,既要充分利用現代化的教學手段豐富課堂教學內容,又要借助課外資源充分調動學生參與實驗實踐的積極性,將理論學習與實踐教學緊密結合,發揮其協同效應。通過近年來對本課程教學改革與探索,發現課內課外聯動的教學模式能較好的適應本課程的教學要求,具有更好的教學效果。
參考文獻:
[1]周達飛,唐頌超.高分子材料成型加工(第二版)[M].北京:中國輕工業出版社,2006.
關鍵詞:蛇形運動;交通工具;運動原理;功能
中圖分類號:J524文獻標識碼:A文章編號:1005-5312(2012)15-0190-01
隨著人類社會的不斷進步,科技的不斷發展,人們對交通工具的要求越來越多樣化,也越來越趨于多功能便捷化。現有的普通交通工具存在安全、排污、地形、功能等多方面的弊端。如何能改善這種現狀,是我們現在熱門的研究問題。蛇形機器人是仿生機器人研究中很活躍的一支,目前技術可實現蜿蜒爬行、側滑、翻滾和攀爬功能。若能將蛇形機器人的仿生原理應用于現代交通工具,勢必大大增加現有交通工具的優勢功能。在應用過程中,可以輔之以現代機器人高新技術,完成特殊環境下作業需求。實現應用一種具有疊加功能的交通工具,實現多種作業功能,適應多種作業環境的目的。
一、現有交通工具弊端及待解決問題
(一)城市交通擁堵。
(二)尾氣排放污染。
(三)造成石油等能源緊缺。
(四)很難滿足凹凸不平、陡坡等特殊自然環境的作業要求。
(五)安全性較差。
(六)功能性單一。
二、未來交通工具特點
(一)未來的個人交通工具的部件很少是由笨重的金屬材料制造而成,而是由介于有機物與無機物之間的一種新型生物質制成,質量小、強度大。
(二)未來的交通工具將是柔性的,不再像現在汽車這樣堅硬、冷冰,可以根據行駛需要自由伸縮、改變形狀,人在里面也十分舒適。
(三)未來的交通工具將具有高度的智能化。具有自我控制的能力,可以自動與附近其他交通工具進行溝通交流,目前車輛之間的相撞等交通事故到時將不復存在。
(四)未來的個人交通工具的能量利用效率幾乎達到極限,能夠把有效的能量最大限度用在作有用功上,運行成本十分低廉。
(五)這種交通工具還有個突出的特點就是幾乎不向外部環境排放有害廢棄物。
三、蛇形車應用范圍
(一)一般及特殊路面的行使
(二)攀爬、偵查
(三)特殊環境下采集樣本、救助等
(四)探測、搶救、設備維護
四、蛇形車結構
蛇形車結構共分:控制區、能源區、動力區三部分。各部分之間可以根據具體使用環境需求相互搭配使用,完成不同應用功能。
控制區:可分為人工控制和智能控制。控制區可攜帶操作機械手臂,完成采集等任務。
能源區:使用清潔能源電能,可充電,根據任務量可選擇配備多塊電池,銜接使用,延長作業時間。幾乎不向外部環境排放有害廢棄物。
動力區:利用蛇的運動原理以及120°分布的三排輪子完成不同地形及爬樹運動。此功能區內由多個P-R關節模塊(攀爬蛇形機器人爬樹的靜態機理研究)鏈接組成,執行單元采用管套式結構設計。關節模塊間可完成三維度的有控制的自由擺動。
五、蛇形車運動方式
蜿蜒運動:依靠腹部與地面的切向摩擦力和法向摩擦力的差推動自身運動。——適用較平整地面,運動效率最高。
攀爬運動:以等距螺旋狀為初始姿態,纏繞在半徑和表面粗糙度均為常數的樹干上,采用蠕動步態,在第一個運動波產生移動步距,然后通過部分關節的依次起伏向上傳遞運動波,其他部分則纏繞在樹干上,產生摩擦力以抵消整體所受重力。一個運動波由尾至首傳遞完成后,向上達到一個新的位置,其攀爬軌跡始終以等距螺旋為基礎。
伸縮運動:身體收縮成S形,前部前伸,后部收縮,循環向前運動。——狹小空間
側向移動:從頭部開始,身體部分順次接地、抬起,完成前進運動。——適用于沙地、沼澤地
六、結論
蛇形車具有穩定性好、橫截面小、柔性等特點,能在各種粗糙、陡峭、崎嶇的復雜地形上行走,并可攀爬障礙物,比普通交通工具具有更強的適應環境能力。因此,在救援、探查、星球探測等方面具有廣闊的應用前景。目前蛇形機器人的研究技術也為蛇形交通工具的實現提供了可靠的技術支持和保障。
高鐵不可能形成真正的全國性二維地面交通網
高鐵修建費用非常昂貴,維護費用更高,在中國修成縱橫交錯的高鐵網不僅經濟上不現實,技術上也不可行。修建高鐵網的費用足可以讓中國整個經濟破產,完全失去建高鐵的經濟意義,也就是說中國未來不可能以高鐵作為主要交通工具。
高鐵系統不具有可擴張性(也是高鐵最致命的缺點)
高鐵系統一旦建成,不但可維護性差,也不具有擴張性。比如要把新型的A城市并入高鐵網,要打通從A城市到另外一百個城市的交通就需要修建另外一百個高鐵線,所以完全不可行。相比于航空系統,只要在A城市增加一個機場,就自動形成了從A城市到另外一百城市的航線了;而對于高速公路系統,只要修建到一條從A城市到最近的高速公路網入口的高速公路線,就解決了從該城市到達其他一百個城市所有線路問題了。究其原因,高鐵運輸是一維的點到點的運輸系統,兩條高鐵線只要起點終點不同,就無法并軌。相比之下,高速公路網是真正的二維系統,兩條高速公路線只要距離很近而且方向一樣,就可以并線,省錢省力;而航空系統是完全的三維系統,航空線空中縱橫交錯,完全沒有限制,除交通管制以外,也沒有額外費用。
高鐵系統有“瓶頸”效應
高鐵不管多快,還是一個點到點的一維運輸系統,也就是說高鐵運輸量受到起點站和終點站最大吞吐量的瓶頸效應限制。如果增加中途停靠站,可以適量減輕瓶頸效應,但會大大增加運行時間,完全失去建高鐵本身的意義。相比之下,二維的高速公路網系統和三維的航空系統完全沒有單點的瓶頸效應。高鐵的瓶頸效應也排除了高鐵作為人多地廣的中國的未來主要交通工具的可能。
高鐵系統不僅浪費能源而且破壞環境
修建高鐵系統,不但要毀壞大量的自然環境;而且因為高鐵的點到點的瓶頸效應,造成高鐵忙時(春運)載不了,閑時沒得載的空載空耗能源狀況。另外高鐵本身費用昂貴,票價過高,也是閑時高鐵空載的一個原因,所以廣建高鐵不僅不會節省能源,也不會保護環境。
高鐵作為點到點的大動脈交通工具的有效性
真空消除音障
真空管列車為何能遠遠快機?其訣竅不在于車輛本身的先進設計,重要的是道路的設計。我們知道,無論交通工具是在地面、軌道或空中行駛,它所耗費的動力中很大部分用于克服空氣的阻力,而且速度越快,空氣阻力越大。當交通工具的速度接近音速(約340米/秒)時,交通工具前方的空氣因來不及散開而受到壓縮,密度、溫度突然增加,極大地阻礙交通工具向前行駛。這就是令研究人員十分頭疼的音障。
高速列車速度越快,噪聲越大,對環境影響也就越大,超越音速時甚至會產生駭人的聲爆。因此,目前正在運營的地面交通工具,商業運營時速很少超過500千米。要發展超音速交通工具,如何克服音障和聲爆是一個重要問題。從理論上說起來,解決這個問題十分簡單,那就是消除阻礙交通工具前行并會產生音障和聲爆的空氣。也就是說,讓交通工具在真空中運行,速度就可以越來越快,并達到數倍音速。最早提出真空管列車構想的研究人員是美國的達里爾·奧斯特。1997年他就提出了相關構想,并申請了專利。
6小時環游地球
近年來,奧斯特逐步完善了真空管列車的構想,設計出了圖紙,提出了一些技術難題的解決方案。按照設計,真空管列車靠磁懸浮來抵御重力,可在管道中懸浮著快速前進。真空管列車一旦建成,時速有望達到6 500千米。乘坐這樣的高速列車,從美國東部的紐約到西部的好萊塢,只需要45分鐘。從美國紐約到中國北京,只需要2小時。即使環繞地球一圈,也只需要6小時。而100多年前, 80天環游地球還只是科幻小說中的故事。
由于列車運行的管道被抽成了真空,一旦列車漏氣,乘客就有窒息身亡的危險。因此,列車采用了與飛機類似的密封系統,車內的空氣不會泄露,乘客在列車運行途中也不可能打開車門。真空管列車的外形設計成長筒狀,在管道鐵路中運行起來更加流暢。數節車廂組成一個隊列,每節車廂卻是獨立行駛,其中只有乘客沒有司機,完全智能化行駛。每節車廂不大,凈重183千克,長度只有5米左右,內部寬度2米左右,可乘坐4~6人。由于車廂較小,運行時間一般都在2小時以內,列車上也沒有乘務員。
其實,交通工具在真空中可以高速運行對專業人員來說是眾所周知的事情。不過,目前只有中國、美國和瑞士的研究人員在從事真空運輸的研究。瑞士研究人員在幾年前提出了全封閉真空高速公路的設想,并讓一種全封閉汽車在其中飛馳,時速可達600千米。中國西南交通大學的研究人員在2010年表示,他們正在研制真空磁懸浮列車,未來時速可達1 000千米,理論上可達20 000千米。不過,這項技術并非自主創新,他們引進的正是奧斯特的技術。
成本較現有鐵路低
由于真空管道是密封的,列車在其中運行不會受到地域和天氣的影響,比現有的各種交通工具有明顯的優勢。
從技術方面看,智能駕駛與電動車有著天然關聯性,汽車發展的演進路徑正在從一條變成兩條
智能駕駛與電動車有著天然的關聯性,兩者存在互相促進、互相支持的關系。電動車采用電動控制,電動車的根本在電池和電池控制,電控也是算法驅動的行業,這是電動車區別于傳統汽車的一個特點,車內電信號可以直接被系統收集。其次,采用電動力,而非傳統的物理傳動,使得內的電信號可以直接被系統收集。智能駕駛能夠幫助解決電動車的充電、節能等核心問題,電動車智能交互系統的背后是將車身機械語言和車聯網電子信息語言統一起來,所有信息可以上傳下達,實現車與人、車與云的互聯。
這樣一來,汽車行業就由原來以內燃為主的一條技術演進發展路線,演化成為一條以內燃機為主,一條以電池、電機為主的發展路線,從而使汽車發展的演進路徑正在從一條變成兩條。另外,后一條的發展空間和邊際收益明確要快于傳統的路線。未來,汽車的核心配置將不再是多少排量,而是用千瓦、G 赫茲、GB,以及連接人車路的程度來衡量。未來汽車的核心價值將被計算能力、人工智能、智能駕駛、云及電動力來重構。這其中的商業機會不言自明。
從交通方面看,智能駕駛將大大提升生產效率和交通效率,并有可能成為人工智能首先突破的領域
智能駕駛將是未來解決交通擁堵的重要技術,能大大提升生產效率和交通效率。一方面,隨著智能駕駛的普及,交通擁堵不再是問題,人們可以接受更長的通勤距離,汽車可以是家和辦公室的自然延伸,更有利于新型的城鎮化建設。另一方面,智能駕駛汽車的運行需要配套的交通基礎設施,由于智能駕駛靠傳感器感知路面障礙,或者通過 4G/DSRC 與道路設施通信,因此需要在交叉路口、路側、彎道等布置引導電纜、磁氣標志列、雷達反射性標識、傳感器、通信設施等。當前的基礎設施,包括超寬車道、護欄、停車標志、振動帶等現有設置的交通道路將不再適用。
更重要的是,智能駕駛可以為構建智能交通系統提供支撐。智能交通系統是將先進的信息技術、數據通訊技術以及計算機技術等有效地綜合運用于整個交通管理體系和車輛而建立起來的一種大范圍、全方位發揮作用的、實時、準確、高效、先進的運輸系統。更具體來說,高精度全球定位、高速無線通信、云計算、云控制的智能交通系統的構建是基于配備高精度北斗定位系統和高速無線通訊系統的智能駕駛汽車、配備有超級計算機的控制中心、移動終端以及相應的配套基礎設施。車輛通過通訊系統將高精度的自身經緯度、高度、目的地等相關數據發送至控制中心。控制中心通過處理全部車輛狀態信息、目的地信息等,為全體車輛規劃最優路線,并將車輛的控制信息實時傳達至全體車輛,從而實現全系統內的智能駕駛。通過完全封閉的雙層道路設計,可以取消全部紅綠燈,并通過在轉彎處設置具有一定斜度的路面,保證車輛在整個系統中可以保持高速行駛。在配套的智能停車系統、智能充電系統、智能檢修系統等輔助系統的支持下,實現車輛使用全過程以及全生命周期的智能化,從而可能成為人工智能首先突破的領域。
從產業發展看,智能駕駛將引領汽車產業商業模式創新,并重塑產業生態
首先,作為“智能制造”和“互聯網+”時代的產物,智能駕駛將引領汽車產業生態及商業模式的全面升級與重塑。自汽車取代馬匹以來,智能駕駛汽車堪稱交通運輸領域最具顛覆性的設計。未來的汽車將從“配備電子的機械產品”向“配備機械的電子產品”轉變,成為可以安全、舒適、便捷移動的智能互聯終端,即實現車輛的全面智能化、信息化。同時,汽車產業龐大的用戶群體、多種多樣的使用環境,也將衍生出具有重要商業價值的大數據,從而影響產業鏈條的重組、價值實現方式的轉變和商業模式的創新。由此,整個汽車產業將發生空前深度和廣度的變化:傳統的汽車使用、設計、制造、銷售、售后及管理模式極有可能被徹底顛覆;新模式下的新商機將有無窮多種可能,包括管理、維護、性能檢測、服務、備件、回收與再利用、金融、信用等。在這一巨變過程中,智能駕駛無疑將處于中間樞紐和核心環節的地位。
以交通工具共享為例,智能網聯可以為交通工具共享的普及提供支撐,而只有具備智能駕駛能力的智能交通工具,才能徹底“解放人”,從而使全天候的交通工具共享真正成為可能,實現交通工具使用的“理想主義”:即無需擁有、按需使用、隨用隨叫、隨用隨還。這種“輕擁有、重使用”的新型文化將顯著提高交通工具的利用率,使得兼顧百姓用車需求和節約型汽車社會成為可能。因此,智能駕駛將引領汽車產業生態及商業模式的全面升級與重塑。
其次,智能駕駛促進信息通信、互聯網等產業與汽車產業深度融合,從而推動未來產業形態和商業模式發生巨變。智能駕駛促進了汽車與信息通信、互聯網、電子等產業的深度融合,汽車產業的邊界擴展巨大,產業鏈不斷延伸。從上游的元器件、芯片、傳感器、車載操作系統等,到中游的通信設備、交通基礎設施、智能車載設備等,再到下游的通信服務、平臺運營、內容提供等,智能駕駛的產業鏈不斷延伸,麥肯錫預估其在 2025 年的潛在經濟影響將高達 2000 億~1.9 萬億美元。以信息通信產業為例,智能駕駛推動汽車產業與信息技術深度融合,從而將推動未來汽車產業形態和商業模式發生巨大變化。運用車聯網技術與大數據分析,可以不斷優化產品全生命周期的設計標準規范,形成消費者需求驅動的研發模式,促進大規模定制化生產;可以建立汽車供應鏈協同商務平臺,縮短從訂單到交付的周期,提高智能制造效率,降低運營成本;可以推動汽車電子供應鏈的平臺化和網絡化,實現汽車電子固件和軟件的遠程管理、更新和適配;還可以通過發展面向行業的大數據信息服務和應用開發,在汽車維修及保養、汽車保險、二手車交易、汽車共享等方面不斷創新商業模式。
從經濟方面看,智能駕駛是信息化與工業化融合的典型代表,并有可能引發第四次工業革命
傳統的交通工具,比如汽車是工業文明的代表產品,而人工智能是信息化社會的代表產品,兩者的結合就是智能駕駛,是兩化融合的重要代表。因此,智能駕駛不僅僅是新一代的交通工具,也是個性化需求和數據的收集終端和交互平臺,更是全新的智能制造體系及產業價值鏈的核心環節。智能駕駛廣闊的商業化前景受到了資本市場的廣泛關注,投資機構、互聯網巨頭等紛紛與車企、科研機構、創業企業等合作進軍該市場。智能駕駛不僅能使交通工具產品本身的價值呈現幾何級數增長,還能為相關領域提供全新的解決方案,與新能源汽車、機械、交通、電子、信息、互聯網、通訊、能源、環保、城市建設等眾多領域進行深入合作,實現協同創新、融合發展。智能駕駛作為引領未來交通產業技術發展方向的戰略制高點,將有可能引發第四次工業革命。
從社會方面看,智能駕駛將緩解勞動力短缺的矛盾
世界經濟發展正面臨著勞動力紅利的缺失、老齡化社會的挑戰。智能駕駛能夠實現“機器換人”和產業轉型升級,“智能+X”將成為萬眾創新的新時尚和新潮流。不能說發展智能駕駛能夠解決所有的經濟問題和社會問題,但是可以說智能駕駛能夠為解決勞動力短缺引的經濟問題和社會問題創造良機。比如,智能駕駛將推動汽車所有權形式和使用方式的改變,既能夠有效降低汽車出行成本,也能夠緩解勞動力短缺。摩根士丹利分析師凱蒂?休伯蒂(Katy Huberty)認為,到 2030 年,智能駕駛將開創一個規模可達 2.6 萬億美元的共享機動車市場,并大大降低出行成本。
從環境方面看,智能駕駛能夠改善汽車對城市環境的污染
盡管汽車產業對環境污染(如霧霾)的具體影響程度尚存爭議,但汽車無疑是主要污染源之一,尤其是城市環境的主要污染源。首先,智能駕駛系統能夠有效減少污染物排放。德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員研究了二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、揮發性有機化合物、溫室氣體和細小顆粒物。結果發現,“使用智能駕駛車共享系統不僅節省能源,還能減少各種污染物的排放。”其次,智能駕駛能夠通過提高車輛利用率減輕污染。汽車可以按照時間順序依次供需要的人使用,因此可以更好地統籌安排車輛使用,解放司機,提高車輛的使用效率,減少車輛消費總量,有效減少碳排放。此外,智能駕駛通過緩解交通擁堵降低污染物排放。一項 2016 年的研究估計,“等紅燈或交通擁堵時汽車造成的污染比車輛行駛時高 40%。”而智能駕駛通過基于實時路況安排路線、規范化行駛、編隊勻速行駛等能夠有效緩解交通擁堵,從而使得廢氣的排放大大減少。最后,智能駕駛和新能源汽車產業存在相互促進的關系,智能駕駛在未來可大大提高新能源汽車的使用率,而新能源汽車代替傳統汽車則可以有效降低噪聲污染。
從安全方面看,智能駕駛汽車將由交通工具演變成智能平臺,并將成為信息安全的新焦點