“元宇宙”是虛擬世界與現實世界疊加、并生、共存的新世界。“元宇宙”依托數字技術構建現實世界的孿生體———數字孿生世界，這個數字孿生世界與現實世界通過虛擬現實、增強現實、擴展現實等技術疊加在一起，形成虛實映射、實時連接、動態交互的世界。

盡管元宇宙的概念早已出現，但社會層面的“元宇宙元年”始于2021年，因此，對于元宇宙的實踐和理論探索未來大有可期。

隨著5G、物聯網、區塊鏈、人工智能等基礎設施的不斷完善，虛擬現實、云計算和數字孿生等技術的不斷發展，人類信息技術革命的下一個“奇點”正不斷迫近。

即使是面對世界范圍的疫情和地區范圍戰爭的人們，也對元宇宙將如何改變生產、生活、學習、社交和娛樂，投去希冀的目光。由此，元宇宙對交通的影響方式和效果，也逐步揭開了神秘的面紗。

元宇宙技術及其相關設想，正在不斷從虛擬現實層面豐富未來交通運輸發展的可能性。

元宇宙將實現一個高度網絡化的未來，在這種未來中，會出現一種新的跨越交通網絡的出行服務（元宇宙 ＭaaS）方式。這種管理復雜性的新方法將得到自動化的幫助，代碼由人工智能不斷編寫和更新，這將取代當今基于人類思維構建的低效和過于僵化的交通管理模式。

它將是交通運輸模式的整體重構，交運形式可以跨多種方式動態實現。當這種情況發生時，目前在出租車和拼車平臺等進行的點對點網絡與公交和地鐵等中心輻射網絡之間的區別將被消除，各種交通運輸方式都已成為網絡的一部分。

基于元宇宙技術賦能下的智能科技新賽道，將完全改變現有的交通 運 輸 形 式。當下離元宇宙技術的廣泛運用還有很大的突破空間，在交通和運輸領域的諸多發展趨勢是必然與確定的，需從學術理論層面對現有研究成果進行階段性評估。

一、元宇宙在交通運輸領域的研究進展

（一）元宇宙與數字經濟、數字交通的研究進展

元宇宙與數字交通的融合，主要的立足點在抓住元宇宙為交通運輸產業所帶來的歷史機遇，重點是明確元宇宙及其衍生技術將是做大做強數字交通與數字經濟發展戰略、搶占未來交通新基建國際競爭的制高點以及把握高新技術主動權的重要現實路徑。

一方面，元宇宙中相關的數字孿生交通、出行即服務、交通基礎設施建設、自動駕駛仿真、宣傳與輿情管理、教育與培訓等發展應用案例及相關政策等，是破解當下交通運輸產業發展困境的有效手段與創新嘗試。

另一方面，考慮到交通強國背景下的數字交通發展設計，理解元宇宙及其對交通產業的全維度影響，也將以科學、正向的角度對建設培育出一批行業內“專、精、特、新”企業與交通運輸產業聚集區提供科技加持，引導我國企業加快切入元宇宙交運產業發展的賽道，追趕并領跑全球下一代互聯網和數字交通發展。

研究顯示，元宇宙賦能數字經濟與數字交通的主要技術表現以虛擬現實、人工智能、GPU（視覺處理芯片）、物聯網、區塊鏈/NFT等前沿技術為代表，圍繞數字交通目前已催生出的交通科技研發、智能運輸算力、交運場景應用與數字交通管理四大趨勢和方向。

現有研究已經佐證了元宇宙將引領全球數字交通發展，尚未確定的只是技術實現與理論研究預期之間的動態調整與平衡。

（二）元宇宙在交通運輸領域的現有技術應用

元宇宙的核心技術是如何構建出一個最大化對現實進行模擬仿真的虛擬空間實景，目前僅僅是理論化的構想，就已經將交通運輸領域的發展引申出了多樣化的可能性。

在國內頗為棘手的交通路況管理方面，元宇宙技術可通過接入交通路況數據，對實時交通指數、擁堵路段、交通事故、監控視頻等信息進行監測，并可結合專業的模型算法，對轄區路況態勢進行科學評估，為交通管理指揮提供科學的決策支持。

在事故處置方面，通過對各類重大事故模擬和人員行為數值模擬的仿真，在虛擬空間中最大限度地模擬真實情況的發生，并支持對轄區內各類治安重點人員和敏感人群進行多維度的可視化監測，這項技術在國內外已經開始初步測試。

就國內而言，業內已經形成了元宇宙交通體系構建的初步技術架構，即實現從交通的互聯互通城市化到“絲路五通”，再到全球化的交通元宇宙，圍繞全息文明的科技、生態、文旅、自貿、金融、社會、文化等全域產業應用場景與創新體系，探索元宇宙加持下的數字交通新基建技術，以實現與相關產品、平臺化建設的高度融合。

元宇宙植入交通產業鏈路的技術目前總體處于理論探索期，但技術應用的想象空間已經完全打開。

（三）元宇宙衍生數字孿生技術在智慧交通方面的研究進展

元宇宙概念衍生出的數字孿生技術目前已對國內外智慧交通運輸的建設產生了積極影響，無論是形成虛實三維的新型交通運輸方式打破傳統交通隔閡，還是突破物理條件限制帶來效率的大幅度提升，數字孿生技術都在引領交通行業形成新一輪的技術革新與技術突破，同時加速行業對元宇宙的關注。

現有研究通過對“實時感知—虛擬空間映射—仿真推演—智能決策—實時控制—再感知”基本特性的分析，提出了建設閉環數字孿生智慧交通管理系統實操模型，并對其應用進行了設想和展望。

數字孿生綜合運用感知、通信、計算、建模等信息技術，對物理空間進行描述、診斷、預測與決策，進而實現物理空間與賽博空間的交互映射。

車輛運行、交通管控、道路建管養等現代交通運輸體系的各個環節都將受益于數字孿生；數字孿生作為元宇宙架構下的重要技術方向，正改變著傳統交通運輸基礎設施建設的格局，給交通領域數字化、智慧化、信息化增添新時期推動力。

通過梳理國內外有關元宇宙推動交通運輸行業發展的文獻可以發現，大部分論及探討的主題是元宇宙對交通運輸的正向促進作用。

總體而言，專家學者更多地關注的是元宇宙技術賦能下交通運輸行業的未來變革與當下具體技術的研發與實現，肯定了元宇宙對于數字經濟下數字交通運輸發展的正向價值。

但是，相關研究缺少元宇宙對交通產業可能帶來的負面效應，同時也缺少對目前技術局限性的深入判斷。因此本文主要從元宇宙賦能交通運輸發展的技術革新、數字孿生引領交通新階段技術迭代，以及元宇宙對行業可能帶來的風險等方面來論述；

目的是通過對現有的相關研究進行總結的同時，進一步從現有研究缺失的細分維度來豐富元宇宙對于當下與未來交通運輸行業發展的意義；

回答“為什么說技術局限性是當前元宇宙賦能交通行業所面臨的最大瓶頸”，“為什么元宇宙加持交通運輸發展需要國家從技術與政策層面予以更多支持”，以及“為什么對于國內交通運輸發展現狀而言要審慎辯證地擁抱元宇宙技術”等核心問題，從一個嶄新的視角總結、復盤與梳理元宇宙交通運輸，并提出利用元宇宙及數字孿生技術推動交通運輸發展助力數字交通，以及交通強國戰略實現的新思考。

二、元宇宙交通運輸發展的前景及其影響

（一）元宇宙交通運輸的內涵

交通運輸業與“元宇宙”聯系緊密。隨著復雜交通產品研制工業化的逐步發展，交通“數字孿生”應運而生，比如車輛的仿真制造、交通出行三維場景的搭建、海量動態交通信息的實時呈現、道路運輸模型的模擬運行等等。

隨著“數字孿生”在交運領域的快速發展，“元宇宙”也與交通運輸緊密聯系了起來。

“元宇宙”的交通運輸不僅作用于“物”的虛擬搭建，而且更多的是直接作用于人的活動，不僅是復雜的技術體系，而且搭建了一個復雜的社會交通體系。元宇宙的時空拓展性、人機融生性、經濟增值性已經融入了交通場景生產、交通服務體驗、虛擬交通管理等。

按照“元宇宙”的定義和內涵，“元宇宙＋交通運輸”可以劃分為現實交通和虛擬交通兩個層面。“元宇宙＋交通運輸”是一種交通發展的新模式、一個轉型的新路徑、一股推動交通運輸行業深刻變革的新動力。

因此，“元宇宙＋交通運輸”將是我國新型交通運輸業發展的必經之路和未來選擇。

相比過去的數字交通、智能交通，元宇宙的虛擬交通將擁有高度數字化、智慧化的基礎設施，這些設施包括新型的運輸工具、道路基礎設施、信息傳遞設備和管理設備，能充分對接起實際物理世界和虛擬信息世界的兩大空間。

這樣，就能構建出與歷史上任何時期都完全不同的社會交通形態。未來，元宇宙交通將催生出更為立體、先進、人性化的交通業態。

伴隨著新技術在交通應用中的快速發展，“元宇宙＋交通”發展的條件已然滿足。住建部已將我國新型城市基礎設施建設試點擴容，其中重點任務就包括了打造智慧出行平臺“車城網”。

工信部“十四五”期間數字化工作的三個文件中，提出的重點任務之一就是“數字孿生”，包括數字技術發展與應用。各地的“十四五”規劃中，都將實景三維、智慧高速、車聯網等智慧數字空間建設放在重要位置。

從某種意義來說，我們現在就生活在“元宇宙交通”的雛形當中。“元宇宙交通”賦予的沉浸、全息、原生的體驗感是傳統交運模式所無法企及的。

“元宇宙＋交通運輸”將是交通運輸順應時代發展，快速自我調整和自我發展的關鍵路徑，并深刻影響到交通運輸系統、交通運輸基礎設施系統、綜合交通運輸組織協調管理等各個方面。

（二）元宇宙交通運輸的創新性及其未來影響

在即將到來的元宇宙交通中，人類不僅能體驗到物理空間交通的便利性，同時也能在數字虛擬空間中獲得原生、全息的出行體驗。重要的是，后者并非前者體驗的簡單復制，而會深刻影響到人類個體的生活。這種影響主要呈現為如下的具體改變：

１．從出行運輸方式看，元宇宙交通將通過數字虛擬空間，改變人們在物理空間中的交通方式。例如，元宇宙交通會誕生更有效的數字虛擬出行工具，具有取代目前必需的實體位移過程的潛能。

例如，通過VR、可穿戴設備，能打造出沉浸式的虛擬現實場景，人們可以足不出戶就走進公司工作、步入會議室開會，而不需要乘坐汽車、地鐵、飛機完成會面。這種建立在虛擬空間內的“出行”，會打破人們已有的交通習慣。

通過類似虛擬交通體系的建設，全社會用于出行運輸的資源投入將會大為減少，意味著會節約更多資源。

２．從出行運輸的管理看，元宇宙交通利用大數據計算、自動感知、數字孿生推演、多端系統等技術，對交通工具和基礎設施產生的海量數據進行融合應用，并以此構建能實時體現交通運輸復雜路況的平臺。

通過這一平臺，身處不同物理地點的個人和機構，根據自身權限，能有效獲得交通信息并 進行行為聯動。駕駛者可以獲得個性化的智能出行建議，獲得最科學的路線，管理者則能形成最佳的交通管控方案。

３．從交通基礎設施的建設和維護來看，元宇宙交通能利用數字孿生等典型技術，在虛擬空間中搭建完整的交通系統，包括“人—車—方式—環境”組成的各大交通場景，均能在這一虛擬系統中清晰展示。

同時，這一虛擬系統還能為無人駕駛、交通基礎建設提供規劃涉及的全流程、全平臺支持，以此提高交通基礎設施的生產維護效率。

４．從交通體系管理協調發展角度來看，元宇宙交通會推進交通設施與其他基礎設施、相關行業之間的數字聯系。

具體而言，即在虛擬平臺中構建出數字形式的道路交通網、智能車聯網、智能管網、智能電網等，以此延伸數字管理的領域。

元宇宙交通監管體系中，通過人工智能方式，生成自動化的交通監管手段，以此為基礎開展以機器為主的執法監管、道路養護、公共設備聯網等活動，實現人類在機器人的輔助下開展工作，進而大大提高交通管理資源的使用效率。

正因元宇宙交通是即將到來的新型數字交通形態，與國計民生有著無所不在的聯系。因此，從各級政府到行業相關的研發機構，都應充分重視元宇宙相關技術給交通運輸行業帶來的變革，迎接機遇，直面挑戰。

尤其是政府應牽頭引領，找準數字交通發展的革新點，積極出臺相關政策，既要引導各大研究機構、龍頭企業，投入到對相關重要系統的實驗探索中，也要扶持相關中小企 業，加快對元宇宙技術的創新應用嘗試，從而提前完成對先進技術應用的創新布局。

此外，還應廣泛宣傳，充分動員社會力量，開展與建設數字空間有關的基礎設施建設，完善實景三維、智慧高 速、智慧車聯網等系統建設，加快元宇宙交通創新試點平臺建設，確保新型交通設施能和大數據、區塊鏈、物聯網、新能源等有關產業充分協調發展。

三、元宇宙交通運輸發展的前景及其影響

（一）元宇宙交通運輸帶來的挑戰

當然，我們也應看到，元宇宙交通發展所面臨的挑戰，并非只局限在技術和應用兩大層面。在交通信息化向交通智慧化迭代，智慧交通延伸到元宇宙交通的過程中，“元宇宙＋交通運輸”所面臨的真實挑戰不僅僅停留在技術與解決方案階段，同時也會表現在發展思路、發展模式、配套設施、產業生態等一系列方面。

盡管我國元宇宙交通成就舉世矚目，但也要看到，我國交通基礎設施網絡發展不平衡、不充分；綜合交通網絡數字化水平不高；重點城市群、都市圈的城際和市域（郊）智慧化發展不夠均衡；定制化、個性化、專業化運輸服務數字化產品供給與快速增長的需求不匹配；交通信息化技術應用深度和廣度有待拓展，部分關鍵核心產品和技術自主創新能力不強。

這些問題的發現與解決，是一個宏大的系統性工程，需要全社會各個市場經濟主體廣泛參與。

１．從經濟風險上看，發展與推進“元宇宙交通”既要警惕行業經濟失衡的風險，也要防止過度謹慎和悲觀的傾向。

目前，元宇宙交通尚停留在初級萌芽階段，元宇宙的交通應用場景還無法與交運基礎設施生命周期各個階段（包括勘察設計、施工建設、運維養護、運營服務等不同流程階段）實現無縫銜接。

同時，因共享應用交通數據資源有限，還無法與鐵路、公路、水路、民航等不同運輸方式管理部門實現聯動。

這樣的“模糊地帶”容易成為資本渾水摸魚的工具，難免會導致社會輿論對“元宇宙”產生較大的質疑；再加上目前“元宇宙”技術尚未成熟、儲備技術又過于匱乏，不少人對其抱有悲觀態度，這對于從業者而言更是不小的心態挑戰，很有可能會讓交通行業錯失引領創新的重大機遇。

２．從企業風險上看，“元宇宙交通”企業面臨的市場不確定性太大。

對于企業而言，由于前期元宇宙市場規模不確定、商業模式變現不確定，交通運輸相關企業對于涉及元宇宙交通相關的產品尚處于探索階段，且更多依賴從資本市場融資，缺乏自我造血能力。

行業中的企業更愿意進行資本炒作，或者選擇觀望，而不愿意沉淀數十年時間走創新發展之路，去推動交通應用場景開發和商業模式發展。

企業不僅在交通基礎設施、現代物流、出行服務、高質量發展、整體智治等方向上的意愿不強，而且在運用人工智能、區塊鏈、第三代半導體、量子信息、空天一體化、交通新型裝備制造等元宇宙技術手段上去推動“元宇宙交通”落地的能力也很有限。

３．從技術風險上看，“元宇宙交通”存在新技術短板，應防止關鍵技術被“卡脖子”。

如前所述，元宇宙交通運輸的搭建還受技術、基礎設施等的影響，目前只能做“輕型元宇宙”。VR、AR技術等增強虛擬現實技術在交通行業的應用尚未成熟，數字交通基礎設施還未普及。

元宇宙交通網絡連接的范圍更廣泛，對聯接能力、算力、帶寬等條件要求更高，目前的技術水平以及基礎設施還難以達到理想的高度，仍處于發展初期。當然，元宇宙是新型數字基礎設施，一旦核心技術受制于人，將加劇我國交通產業甚至日常生活被卡脖子的風險。

所以，“元宇宙交通”發展有一個重要前提，那就是關鍵技術不能受制于人。

４．從政策法律風險上看，發展“元宇宙交通”亟待政策規范指引，安全問題不容忽視。

雖然各地在信息產業、文旅行業、智慧城市等方向已經開始涉及元宇宙應用和規劃，但“元宇宙”作為交通領域的前沿新興領域，尚未被納入行業藍圖的發展重點，也未開展相關試點工作。

各部門、各行業將數字化、智能化的觸角延伸到元宇宙，但不能連接起來發揮綜合效應，缺乏完整、科學的標準體系。元宇宙這種資本主導形成的產物，對自身的規范化有著極高的要求。

元宇宙交通強調用戶參與和體驗交互，參與的過程必須需經過監管和審查，還存在一定的法律政策風險。

另外，在元宇宙交通時代，交通安全是整個數字化的基石，除了交通數據的安全、基礎設施的安全、技術應用的安全等，還要考慮社交和支付的安全，必須要上升到頂層設計高度。

（二）元宇宙交通運輸的發展建議

“元宇宙＋交通運輸”是新型數字交通發展模式。因此，交通行業一定要有“爭先”的魄力，應積極關注和培育元宇宙相關技術在交通領域的發展。

１．積極把握“元宇宙”發展紅利期，加快新型交通基礎設施建設

我們應高度重視“元宇宙”給交通運輸業帶來的機遇和挑戰。

交通運輸行業要把握元宇宙空間性、人機性、經濟增值性的特點，鼓勵地方政府找準交通數字空間的切入點進行交通領域試點，加大力度支持科研院校和龍頭企業加強關鍵核心技術的研發突破、前沿技術的創新探索，超前布局，積極扶持中小微科技企業加快“元宇宙”在交通相關場景的創新和應用實踐，搶占先機。應加快新型基礎設施建設。

推動既有交通設施數字化改造升級，在建設設施運行狀態感知系統、設施設備信息交互網 絡、整合優化綜合交通運輸信息平臺的基礎上，鼓勵交通企業開展實景三維、智慧高速、車聯網等智慧數字空間相關領域的底層平臺建設，推進新型交通基礎設施與信息數字、工業制造、運輸服務、新型能源等數字產業的融合發展，在元宇宙交通領域開展應用場景和產業生態試點示范，整體提升技術支持和數據安全保障能力。

２．加強關鍵核心技術攻關，推動交通重點領域協同化創新

聚焦前沿領域，前瞻布局關鍵技術研發。

加強底層核心技術基礎能力的前瞻性研發，加快滿足元宇宙要求的區塊鏈技術、交互技術、網絡及運算技術、物聯網技術、人工智能技術在交通領域的應用攻關，與北斗系統、先進適用運輸裝備的深入應用融合。

應用數字孿生技術、工業物聯網構建的交通元宇宙，代表著“微小中的偉大”，它讓未來的交通制造型企業成為數字公司。

通過運用元宇宙技術在數字規劃設計領域的優勢，要加快研發軸承、線控底盤、基礎技術平臺及軟硬件系統等關鍵部件，推動實現自主可控，加強智能網聯汽車、自動駕駛、車路協同、船舶自主航行、船岸協同等領域的技術研發。

加快交通運輸領域的協同化創新。首先是強化與上下游協作，推進基礎工藝與材料研發攻關。

以交通裝備產品升級為導向，集中力量攻克一批基礎材料領域的短板與弱項，加強長三角、環渤海、珠三角、成渝城市圈交通制造業企業與材料企業的上下游聯動支撐，運用元宇宙技術，加快基礎專用材料研發，強化復雜環境條件下線路、大跨度橋梁、超長隧道等建造技術研發以及高性能工程材料研發。其次是推進交通基礎元器件技術攻關與相關產業鏈協同。

以突破技術、培優企業為重點，組織交通核心基礎器件產品關鍵共性技術研究攻關，加快高端芯片、電子元器件、智能傳感器等基礎產品攻關和批量生產，推動新能源與智能網聯汽車感知與控制等核心部件的持續攻關突破。

促進基礎元器件在車聯網、軌道交通和航空通信、汽車電子、北斗芯片制造等領域的產業鏈協同創新和示范應用。最后是探索交叉領域的終端設備和服務場景應用。

加快交通與相關領域感知交互的新型終端研制，豐富系統化的虛擬場景建設，在打造數字化出行、物流全程數字化、行業治理現代化等方面探索行業應用場景，提升智能化交通管理、交通運行監測、出行即服務、仿真評價服務等方面應用水平。

3、布局“元宇宙＋交通運輸”特色化產業，加快創新平臺建設

打造未來產業創新的策源地。首先是提前布局特色產業區。依托國家數字經濟研發力量，結合未來交通運輸區域發展和空間分布特點，重點強化京津冀、長三角、粵港澳大灣區和成渝地區雙城經濟四極元宇宙交通產業的推廣和應用。

開展區域性元宇宙交通綜合試點，加快元宇宙龍頭企業集聚和在交通領域的創新，大力發展以車聯網、自動駕駛、車路協同、出行即服務等為特色的元宇宙交通產業，構建原創技術策源、產學研深度轉化的元宇宙生態產業發展高地。

其次是強化元宇宙交通的創新孵化。

大力集聚知識產權服務、信息交流服務、科技研發、智庫咨詢等要素，鼓勵高端交通科創載體和發展國際化生產服務功能，推動具有決策、研發等高端職能的總部機構落地，建成若干區域輻射的元宇宙交通創新中心。

最后是打造元宇宙交通先進智造產業基地。對接國內外“元技術”交通科研資源和科技成果，推動虛擬現實整機設備、感知交互設備、內容采集制作設備等制造項目落地，大力發展關鍵系統、總裝集成、成套設備等制造業環節，探索建設虛擬現實產業發展基地。

加快未來交通元宇宙創新平臺建設。首先是堅持試點先行，帶動全面發展。推進地方交通實驗室建設試點，前瞻打造一批未來技術學院、未來產業技術研究院，加快新型實驗室體系和技術（制造業／產業）創新中心建設，構建基礎研究、產品開發、商業應用、產業化、效益化全流程閉環的創新體系。

其次是建立以企業為主體、“產學研用”深度融合的技術創新機制。注重用“產、學、研、創、孵、投”的方式打造元宇宙交通科研組織，引導行業骨干企業牽頭聯合高等院校、科研院所等搭建未來產業創新聯合體，鼓勵交通行業各類創新主體建立創新聯盟，建立關鍵核心技術攻關機制。

建設一批具有國際影響力的實驗室、試驗基地、技術創新中心等創新平臺，加大資源開放共享力度，優化科研資金投入機制。構建適應交通高質量發展的標準體系，加強重點領域標準有效供給。

4、出臺相關扶持政策，激勵創新加快轉化

首先是深化科研管理和科技投資體制機制改革。

建立對“元宇宙＋交通運輸”產業的早期投資、長期投資、分階段連續投資和產業鏈組合投資機制，建立操作性強、可落實的人工智能科研投資激勵機制，激發研發人員的研發創新活力，為科研人員多出成果、快出成果營造良好的科研條件。

其次是實施科技攻關計劃。完善顛覆性和非共識性研究的遴選和支持機制，實現更多原創性突破。

加強前沿性技術多路徑探索、交叉融合和顛覆性技術供給，制定行業標準和安全標準，力爭取得一批填補空白引領未來的重大成果。

最后是設立交通領域對應專業的元宇宙重大專項。出臺政策扶持和創新激勵政策，保障“元宇宙＋交通運輸”關鍵技術都能有相應的研發投入，通過專項研究，全面實現新技術、新產品、新工藝研發，形成新產業及新業態，最終實現產業變革。

作者簡介：趙光輝，博士， 北京交干智庫信息科技研究院院長，交通運輸部管理干部學院現代交通運輸發展研究中心創辦主任，交通運輸部青年科技英才。貴州省交通運輸廳－貴州財經大學貴州交通經濟技術研究院院長、教授、博導。