0 引言
“十五五”时期是交通强国建设的关键阶段，需要加快推动交通发展由传统要素驱动向更加注重创新驱动转变，加强交通科技战略布局。学习和借鉴交通发达国家的交通科技布局经验，有助于研判全球交通科技发展趋势，以科技创新驱动加快建设交通强国。1993年，美国联邦政府颁布《政府绩效与结果法案》（Government Performance and Results Act, GPRA），要求政府部门连续、滚动印发五年期战略计划[1]。近年来，美国联邦运输部陆续出台了《研究、开发和技术战略规划（2013—2018年）》（Research, Development, and Technology Strategic Plan 2013-2018）、《研究、开发和技术战略规划（2017—2021年）》（Research, Development, and Technology Strategic Plan 2017-2021），为美国一定时期内的交通运输科技发展提供了指引[2-3]，并在2015年发布《2045年美国交通发展趋势与政策选择》（Beyond Traffic: 2045 Trends and Choices），描绘了从当前到2045年美国经济、社会、人口、气候、科技、资金等的发展趋势，对美国未来交通运输发展进行了远景展望[4]。2022年3月，美国联邦运输部发布《研究、开发和技术战略规划（2022—2026年）》（Research, Development, and Technology Strategic Plan 2022-2026），全面布局了未来一段时间美国交通运输科技发展的重点方向[5]，该规划是在《基础设施投资和就业法案》（Infrastructure Investment and Jobs Act ）和《美国联邦运输部战略规划（2022—2026年）》（U.S. Document of Transportation Strategic Plan FY 2022-2026，以下简称2022—2026年美国交通战略）的基础上研究出台的[1]。2022—2026年美国交通战略提出了安全、经济和竞争力、公平性、可持续发展、转型发展、组织卓越等六大战略目标[6]。为支撑美国交通发展战略目标的实现，美国联邦运输部又出台了《研究、开发和技术战略规划（2022—2026年）》，围绕美国交通运输发展的五大战略目标，从基础研究、应用科学研究、技术开发研究和社会科学研究等四个方面布局了未来一段时期美国交通发展的科学和技术研究重点。
多年来，我国的专家学者一直在对我国交通科技战略布局开展研究。李盛霖[7]研究提出了“十二五”时期我国交通运输科技发展的总体思路和重点任务。王笑京等[8]在2006年对当时国际国内智能交通的发展水平作出了客观评价，指出我国的差距，对未来10~15年我国智能交通发展的指导思想、战略目标和各阶段的重点目标及保障措施提出了建议。龙传华[9]结合我国公路水路交通发展的实际，提出了公路、水路交通可持续发展的内容、原则和基本特性，通过分析公路、水路交通可持续发展的制约因素，有针对性地提出了公路、水路交通科技发展的战略目标和重点。贾利民[10]在现状分析及未来发展趋势研判的基础上，总结了我国轨道交通系统未来发展需解决的重大科学问题和需攻克的关键技术瓶颈，提出了相应的解决途径与科技创新总体目标、重点任务。张军院士科研团队[11]凝练了我国综合交通工程科技面向2035年的发展战略，提出了以网联化、协同化、智慧化为核心的发展思路，并由此确定战略目标、重点任务、发展路径、重大工程及科技专项等。另外，孙国庆[12]、王长君[13]等人也从公路交通、水路交通、轨道交通、公安交通等方面分析了交通科技发展现状，提出了完善交通科技战略布局的建议。“十四五”期间，交通运输部和科学技术部在充分总结交通科技发展现状、分析存在的问题、研判未来技术发展趋势的基础上，研究制定了《“十四五”交通领域科技创新规划》[14]《交通领域科技创新中长期发展规划纲要（2021—2035年）》 [15]，对公路、铁路、水路、民航、邮政以及城市交通等领域的科技进行了布局，指导我国交通科技发展取得了显著成效。从已有研究来看，我国交通科技战略布局研究主要是针对某一领域或者区域的战略重点，且对社会科学领域的研究布局不足，交通运输部、科学技术部联合编制的《“十四五”交通领域科技创新规划》[14]虽然对综合交通各运输方式的科技发展重点进行了研究和布局，但对交通运输的包容、韧性、公平等最新价值导向的科技支撑需求考虑不足。
为更好地编制“十五五”交通科技规划，推动我国交通科技战略布局更好地适应新形势新要求，本研究将对美国最新交通科技战略布局进行分析，对其研发重点的转变进行总结，并结合我国交通科技战略布局演变趋势、现状及存在的不足，提出未来一段时期我国交通科技战略布局的建议。
1 美国2022—2026年交通科技战略的重点
美国是世界上交通最发达的国家之一，借鉴美国在交通科技领域的战略布局经验，有利于更好地推动我国交通科技发展。美国主要通过战略规划的形式来布局未来一段时期的科技发展重点。2022年，美国联邦运输部发布了《研究、开发和技术战略规划（2022—2026年）》（以下简称2022—2026年交通科技规划），确定了安全、经济实力和全球竞争力、公平、气候和可持续性、转型等五大科技战略目标，体现了新时期美国交通运输科技发展的重点领域和战略转变，代表了美国交通科技的最新发展方向。
1.1 安全
保障交通系统安全是美国联邦运输部的首要任务。2021年，美国交通系统中有超过4.3万人死亡，其中道路运输死亡人数占比接近95%[5]。面对严峻的交通安全形势，美国联邦运输部认为，在安全技术、工程科学、数据科学、人为因素方面的研究进步，为解决交通运输安全风险提供了新的路径和思路，因此提出应加强大数据、安全技术和多学科交叉技术的研究以改善交通安全状况，确定了人为因素、数据驱动的系统安全、网络安全等三个优先主题，旨在构建一个更安全的交通系统。
主题一：人为因素。
该主题确定了两个研究目标：一是安全文化和行为，二是人机交互。安全文化和行为方面，提出要提高交通参与者对交通安全的理解和支持，减少不安全的交通行为，明确了六项研究内容：①研究超速、毒驾、酒驾以及注意力不集中等影响交通安全的行为的影响因素；②研究缓解驾驶员疲劳和精神压力的方法；③研究预防铁路道口侵权事故的方法和策略；④研究造成交通安全执法差异的原因及应对策略；⑤研究交通安全中种族、民族和性别差异的产生原因；⑥研究出行者选择交通方式的影响因素。人机交互方面，要研究人机互动对交通安全的影响，研究出行者对交通标志标线、控制设备等的反应，探讨自动驾驶等新技术对出行行为的影响，解决民航数字化带来的安全挑战。
主题二：数据驱动的系统安全。
该主题确定了四个研究目标：设计安全、数据安全、技术安全、危险品运输安全。在设计安全方面，提出要评估基础设施设计的安全性和管理策略，强调通过政策引导、技术协助、安全培训等方法，研究行人、非机动车驾驶者、残疾人等易受伤害的道路使用者的安全提升策略，研究交通不发达地区的交通安全风险防控策略。在数据安全方面，提出要开发交通安全数据的收集、管理、分析和评估的新工具，要为政策制定、标准修订和法律法规执行等提供科学依据，研究安全事故的演变趋势和产生原因，研究基于多源数据的安全风险识别方法。在技术安全方面，提出要评估已有技术的安全性，支持新兴技术的安全集成应用，开发对飞机、火车、船舶和车辆的安全性、耐久性、耐撞性等性能进行评估的工具和系统，研究利用新技术来监测、预测和规划出行路线从而减少伤亡的方法，评估交通技术对弱势人群安全的影响，研究面向安全的网联化、数字化基础设施的。在危险品运输安全方面，强调要评估天然气、燃料电池等新能源的安全性，研究危险品装卸和运输安全的评估方法和缓解策略，提升对危险品储存或运输时的泄漏等异常状态的检测能力，减少对公众健康的潜在影响。
主题三：网络安全。
该主题确定了两个研究目标：网络安全风险分析和网络安全标准。在网络安全风险分析方面，提出要评估数字网联系统的网络安全风险，强调要研究复杂数字系统的安全漏洞、威胁和风险评估方法，开发风险分析工具来预防、检测和应对网络攻击，探索避免数据泄露、破坏和篡改的方法，制定网络事件响应预案和国家网络安全指南。在网络安全标准方面，提出要支持网络安全标准制修订和案例推广，要研究车载和机载电子设备、软件和相关控制系统的可靠性和韧性提升技术，推动交通运输行业采用美国国家标准与技术研究所（National Institute of Standards and Technology）的网络安全架构。
1.2 经济实力和全球竞争力
近年来，美国交通基础设施建设投资持续不足，部分基础设施年久失修，已经难以满足日益增长的交通需求。推动交通运输现代化，既可以创造更多的就业机会，也可以促进包容性和经济的可持续发展，还可以改善居民生活质量。为增强经济实力和全球竞争力，美国联邦运输部明确了弹性供应链、先进的资产管理、系统效能、创造高质量就业机会等四个优先主题，旨在构建弹性可靠的供应链系统。
主题一：弹性供应链。
该主题确定了两个研究方向：货运规划和效能、货运安全和运行。研究目标是提高美国货运和供应链系统的安全性、可靠性、高效性和弹性，解决“最后一英里”的配送问题。在货运规划和效能方面，要研究货运系统性能评估的工具和方法，通过汇聚更准确、实时的和本地化的货运数据，提高货运系统实时监测和趋势预测的能力，强化供应链数据的收集、共享和分析，研究考虑运费的综合交通运输规划方法。在货运安全和运行方面，要提高货运系统的安全性、可靠性和弹性，研究货运基础设施、货运车辆、货运管控系统的设计方法，通过总结和推广优秀案例，提高货物多式联运的安全性和可靠性，解决“最后一英里”的配送问题；研究货运系统弹性评估方法和技术，并将供应链弹性作为制定货运规划时的考虑因素；研究高效、可持续的港口货物装卸转运技术，研究减小货运对居民生活和环境负面影响的方法；研究支撑货运车辆公平执法的技术。
主题二：先进的资产管理。
该主题确定了两个研究方向：先进的材料和结构、资产管理和检测。研究目标主要是通过自动检测、智能传感器、边缘计算和人工智能等技术的应用，延长基础设施使用寿命，降低基础设施全寿命周期成本。在先进的材料和结构方面，提出要通过新材料和新结构的应用来提高基础设施的耐久性和可持续性，研究降低基础设施全生命周期成本的方法，攻克基础设施服役性能保持、维护和修复的方法，研究高性能材料工程性能和环境性能的评估方法，积极开发可持续和可循环使用的新材料，研发支撑新型基础设施设计建造的先进材料，提高结构可靠性和快速维护修复能力。在资产管理和检测方面，提出要研究资产管理和维护方法，降低资产全寿命周期的管理成本，延长基础设施使用寿命；推进快速修复技术研发；推动高性能传感器和自动检测技术应用，支持基础设施结构缺陷和性能恶化的早期识别；研究无人机系统等新兴技术在资产管理和维护中的作用，提升基础设施弹性。
主题三：系统效能。
该主题确定了三个研究方向：面向效能的规划、加快项目交付、交通系统的管理和运营。研究目标是为基础设施规划、投资规划及决策等提供支撑，减少交通拥堵和能源消耗，促进多式联运发展。在面向效能的规划方面，提出要推动面向效能的交通规划以及政策制定工具的研发和使用，研究考虑交通、行人、自行车等因素的多模式网络规划和项目开发方法，研究交通投资对经济、财政、就业以及个人的影响，研究基于新兴技术的出行行为和出行需求预测方法，研究土地集约化利用和交通规划方法。在加快项目交付方面，提出要利用新的建造技术加快项目交付、提高基础设施建设质量，研究基础设施建设和项目管理效率提升的新技术、新方法，研究加快项目交付的投资策略，研究针对使用者收费等可持续发展策略。在交通系统管理和运营方面，提出要加强多式联运系统的管理和运营，研究测试和评估交通系统管理和运营水平的技术，研究更加主动的、动态的、综合的交通管理和应急响应策略，研究提升空中交通管理系统安全性和有效性的技术和方法，研究紧急状态下人员和货物安全撤离和转运的策略。
主题四：创造高质量就业机会。
该主题确定了两个研究方向：数据收集和案例分享、创造高质量的工作岗位和职业道路。2022—2026年交通科技规划提出，交通运输正成为国家经济中最具创新性和活力的领域之一，机器人技术、人工智能、传感器、数字地图、大数据等技术的应用推动了交通运输变革，同时也对交通从业人员提出了新的要求，交通部门要积极开展继续教育，吸引各方面优秀人才进入交通行业，要从供应链的角度加强人才队伍建设。在数据收集和案例分享方面，要研究创造高质量就业机会的方式方法，研究面向就业机会创造的资助项目评估方法，收集工作场所公平性、工作质量方面的数据，评估引进人才、留住人才方面面临的挑战，评估交通运输部门人才短缺的程度和产生原因，研究吸引人才的政策和方法，研究信息通信技术、装备技术等迭代更新所需要的技能和知识储备。在创造高质量的工作岗位和职业道路方面，提出要通过培训、能力提升和“师带徒”等方式加强人才培养，积极开展培训，加强与学术机构、工会、私营企业合作，推动科教融合，实施交通职业道路和注册学徒计划，积极推广应用能够创造就业机会和培养人才的新技术、新模式。
1.3 公平
美国的交通战略规划提出要创造一个公平的交通系统，为所有用户提供安全、经济、便捷的交通选择。公平性的目标是扩大交通不发达地区的可达性和交通流动性，受益对象包括残疾人、老年人以及农村和边远山区。为此，确定了三个优先主题：一是公平性和可达性评估，二是出行技术创新，三是财富创造。
主题一：公平性和可达性评估方法。
该主题提出要收集表征交通系统用户多样性的数据，开发新的分析工具来评估宏观政策的公平性、可达性，目的是要确保交通参与者都能够享受到交通运输服务和新的交通技术。强调要强化技术研究，确保交通服务符合《民权法案》（Civil Rights Act）、《美国残疾人法案》（Americans with Disabilities Act）等法律法规中的公平性要求，研究交通不发达地区居民的出行需求和货运需求，并通过提供多样化的出行服务，确保交通不发达地区的出行者能够公平地享受交通服务，研究妇女、有色人种和交通不发达地区的出行需求，研究无障碍交通的发展策略，研究交通基础设施可达性的评估方法和工具等。
主题二：出行技术创新。
该主题的研究旨在通过对新技术和新模式的评估，以提高交通运输的可达性、公平性和可持续性水平。在美国，由于出行费用、年龄、残疾或无法考取驾照等原因，约有数百万人无法自驾出行，将信息通信技术、大数据技术和清洁能源技术等的进步与新的服务模式结合，可以让出行者能够负担得起自驾出行的费用。过去十年，共享自行车、共享汽车、拼车等模式，为人们提供了更多的出行方式选择，改变了交通需求、服务模式和消费期望，必须进一步优化公共交通服务、基础设施设计和投资。出行技术创新，强调要挖掘可服务于所有用户的新技术、新模式和新方式，研究具有自适应性、包容性和辅助驾驶功能的新技术，研究新的出行服务模式对工作质量和工作场所公平性的影响，研究面向未来的公共交通服务模式和技术，研究将交通服务推广到交通不发达地区的政策、技术和商业模式，研究提升交通安全水平和弹性的政策和措施。
主题三：财富创造。
该主题旨在为小微企业、传统黑人学院和大学以及少数族裔提供技术援助，提高他们的知识水平和技术能力，要积极与传统黑人学院和大学、少数族裔服务机构建立合作关系，积极实施联邦运输部的小企业创新研究计划（Small Business Innovation Research and Development Program, SBIR），支持国内中小企业的创新发展，支持导师制、实习制和学徒计划的实施，提升弱势群体在交通科技创新中的参与度，破除制约产学研用协同的制度障碍。
1.4 气候和可持续发展
美国提出了净零排放目标，认为气候变化对国家的交通基础设施及其服务的安全性、有效性、公平性和可持续性构成了重大且日益增长的风险。在美国，交通运输的温室气体排放占全国排放总量的27%，是温室气体排放量最大的行业。而气候变化带来的海平面上升和极端天气频发，使交通运输系统面临日益增长的山体滑坡、火灾等风险，因此有必要通过技术创新来减少温室气体排放，建立更具韧性和可持续性的运输系统。由此确定了两个优先主题：一是脱碳，二是可持续的韧性基础设施。
主题一：脱碳。
该主题的研究旨在减少运输过程中的空气污染和温室气体排放，主要是研究行业脱碳的方法和政策，鼓励交通参与者减少排放，实施新能源和运营效率提升等项目，确定了电气化、替代燃料和隐含碳这三个研究方向。在电气化方面，提出要推动纯电装备的研究使用，强调通过建设充电走廊、提供技术援助和开展培训等方式，支持电动汽车的发展，研究低噪声、低能耗、低排放技术，研究公路货运、铁路货运、水路货运的减排策略，支持近零排放货车和公共汽车研究，推动无线快速充电技术研究，研究公路基础设施感应式充电技术，研究锂电池等电池技术的安全性评估方法。在新能源方面，研究新能源交通走廊建设、技术援助和培训等新能源推广策略，研究航空新燃料，研究新能源车的安全运行和维护标准，研究氢燃料等新能源的安全性和技术性能，包括使用者个人安全和救援人员安全。在隐含碳方面，提出要减少原材料生产以及基础设施建养过程中的碳排放，研究基础设施全生命周期减碳降碳方法，建立环保产品清单，研究可循环使用的材料和产品，推动高性能低碳材料的研究和使用，研发比传统硅酸盐水泥更低碳的替代粘合剂，研究在沥青等路面材料中包埋碳的技术。
主题二：可持续的韧性基础设施。
该主题的研究旨在通过减少有害物质、废弃物等的暴露，打造绿色基础设施，减少噪声对居民生活和生态系统的影响，解决城市热岛问题。基于此，确定了两个研究方向：生态环境保护、气候弹性。在生态环境保护方面，提出要加强交通运输环境影响的作用机理研究，评估生态环境保护策略的有效性，研究交通运输污染物排放对健康和环境的影响成本评估模型，研究交通运输对弱势群体的健康影响评估方法，研究评估交通运输政策、项目可持续性和全生命周期排放的方法。在气候弹性方面，提出要降低气候变化带来的风险，将气候变化、可持续性和韧性作为交通规划、项目开发和设计的考虑因素，开发关键基础设施在极端天气、海平面上升情况下的脆弱性风险评估和决策支持模型，研究考虑气候弹性的交通规划、基础设施管理维护和项目开发方法，提高交通基础设施对水灾、过热等气候影响的适应性，研究适应新技术、气候变化和交通条件变化的新型基础设施，提升交通基础设施投资和风险分析建模能力。
1.5 转型
政府对科技创新的投入，助推了美国人的创业热情，促进了美国的就业增长。推动交通高质量发展，需要政府、高校、科研机构和企业协同合作，还需要加强国际合作，推动信息的共享，支持自动化、无人机系统发展，创建一个以人为本的未来交通系统，由此明确了综合交通运输、数据驱动、新兴技术等三个优先主题。
主题一：综合交通运输。
传统交通领域之间的界限正在模糊，逐渐融合成一个更综合、更全面的交通系统，需要研究各运输方式融合发展的政策和技术，支持跨运输方式、跨区域的出行，确定了运输结构、基础设施数字化、跨运输方式融合等三个研究方向。运输结构方面，提出要支持跨运输方式的互操作、数据共享和安全保障，提供跨运输方式的、差异化的用户体验，研究支持以人为本的交通技术，研究支持未来多种运输方式协同、路空一体的交通发展，制定支持多种交通运输方式协同和满足网络安全需求的统一标准体系，研究新技术应用带来的社会效益评估方法。在基础设施数字化方面，提出要建立安全可靠的数字交通基础设施，研究基础设施数字化的长期愿景、路线图和投资计划，研究基础设施数字化相关技术，研究数字基础设施长期可持续发展的商业模式和管理方式，研究政策、标准、指南等的成本效益分析和测试平台，研究无人机、无人车等的发展政策、路径和标准。在跨运输方式融合方面，提出要利用网联化的基础设施、云服务和数据服务提供商以及信息通信技术，来提高交通系统的安全性、公平性和环境友好性，推动无线电频谱使用来提升交通安全，研究对数据安全性、准确性和有效性的验证方法。
主题二：数据驱动。
未来的交通系统将把数十亿个传感器连接在一起，从而产生大量的数据，通过数据的交换和挖掘分析来评估安全风险、支持投资决策、改善交通系统运行。与此同时，大量数据的分析和存储是当前面临的重大挑战。数据驱动确定了大数据技术和战略预见两个研究方向。在大数据技术方面，提出要研究先进的数据收集和数据处理技术，提供及时、准确、可靠和可获取的信息，以支持交通决策，强调要明确数据收集、管理和存储的标准、方法、机制和职责分工，对生成的交通数据进行深度挖掘，开发数据源、数据分析和数据可视化工具，通过政府与市场合作扩大对交通系统多源数据的获取，依托交互式多智能体模型、数字孪生技术、实时地理空间和传感器数据建立交通系统管理、预测和可视化模型，支持开放地理空间数据，为科学研究、交通规划和政策制定提供信息基础。在战略预见方面，提出要开发计算机辅助决策系统，评估新兴技术的影响和潜在应用场景、预测出行需求，要加强与民营企业、公共机构和学术部门交流技术发展趋势，研究针对各类突发事件的预测、应急响应和处置技术。
主题三：新兴技术。
跨运输方式的自动化技术集成应用可以拓展出行选择，提高交通运输的安全性、公平性、效率和环境可持续性。技术研发的目的是评估先进的驾驶辅助系统和自动驾驶车辆的安全性和技术性能，以及它们对基础设施、交通拥堵、交通公平性和环境的影响。同时，美国联邦运输部还积极关注无人机、空中出租车、超音速商业飞机等新兴航空技术的发展，确定了自动化、先进的航空运输系统这两个研究方向。在自动化方面，提出要支持自动化技术的研究，以提高交通运输的安全性、效率、公平性和可达性，研究跨运输方式自动化系统的安全评估框架和技术，开发自动化技术测试和评估平台，研究自动驾驶车辆与非自动驾驶车辆、路侧设备、应急响应人员、行人、摩托车骑手的相互作用机理，研究新一代道路基础设施设计和运营方法，推动路空协同的智能交通系统发展，研究交通自动化对交通从业人员、工作质量和人员培训需求的影响。在先进的航空运输系统方面，提出要推动新兴的航空技术和商业模式的应用，研究制定国家空管系统和无人机系统操作的法律法规、政策、管理流程和标准，研究商业太空旅行对运输系统和公众的影响，研究先进的航空航天飞行器安全技术，研究提高空域运营和管理能力的技术，研究亚音速和超音速飞机相关的国际标准，研究无人机系统的推广路径，推动无人机在基础设施建设、运营和维护中的应用。
2 美国交通科技战略布局重点的转变
对比美国联邦运输部《研究、开发和技术战略规划（2022—2026年）》与《研究、开发和技术战略规划（2017—2021年）》，发现美国在上一版即2017—2021年交通科技规划中提出的保障安全、提升机动性、改善基础设施和保护环境四个战略目标的基础上，在新一版即2022—2026年交通科技规划中提出了安全、经济实力和全球竞争力、公平、气候和可持续发展、转型升级等五个战略目标，并在科技战略布局中充分考虑全球科技发展趋势和美国交通发展需求，将供应链安全、交通脱碳、数据驱动、交通公平性等作为交通科技战略布局的重点。
2.1 更加关注供应链的安全
美国2017—2021年交通科技规划中并没有关注供应链的安全，但2022—2026年交通科技规划高度关注供应链安全，认为弹性的货运和供应链系统是美国获取全球资源、创造优质就业机会，进而提升经济全球竞争力的关键。供应链是高度复杂、相互关联的系统，关键节点的损坏会影响整个供应链系统的性能，弹性的货运和供应链系统要求在小规模中断后仍能提供可靠的服务，在大规模中断后能快速恢复服务，这也是美国在竞争日益激烈的全球经济中保持领先地位的关键。为提高货运和供应链系统的安全性、可靠性，美国2022—2026年交通科技规划提出要在货运系统规划、货运基础设施建设投资和货运数据收集和维护方面开展研究，识别供应链的关键环节和漏洞，加快发展多式联运，解决“最后一英里”的配送问题，确定了供应链数据收集、共享和分析技术，考虑供应链弹性的货运规划方法、货物多式联运安全性和可靠性提升技术、供应链弹性评估技术等研究内容。
2.2 将公平性作为重要战略目标
2022—2026年交通科技规划将公平性作为五大战略目标之一。虽然上一版交通科技规划从交通对少数群体和低收入群体的公平服务方面做了研究布局，但仅仅是作为提升机动性战略目标的一部分。新版交通科技规划对弱势群体和交通不发达地区的交通运输服务公平性研究进行了更全面的布局。美国联邦运输部认为，未来公平的交通系统是让各个地区、各个层级的出行者都能获得安全、便捷、经济、高效的交通服务，交通不再是获得工作或教育机会、享受医疗服务、参加各类娱乐活动或儿童保育的障碍。为促进交通服务的公平性，2022—2026年交通科技规划提出要开展交通规划、交通项目的公平性和可达性评估，研究避免种族歧视、肤色歧视、国籍歧视、残疾歧视、性别歧视的技术和方法，研究将新技术、新模式推广到交通不发达地区的政策、技术和商业模式，为小微企业、传统黑人学院和大学、少数族裔等提供技术援助。
2.3 绿色发展向脱碳目标转变
上一版交通科技规划对交通环境保护研究进行了布局，主要包括减少对环境的影响、减少空气污染物和污水排放、交通活动对生态的影响机理、土地综合利用等方面，主题是环境保护。新版交通科技规划则更加关注气候变化，对温室气体排放及其导致的极端天气高度关注，明确提出了近零排放的目标和脱碳的优先主题。美国联邦运输部认为，气候变化给国家的交通基础设施及其服务的安全性、有效性、公平性和可持续性带来了严重风险，交通运输是温室气体最大的排放源，有必要通过技术创新来减少温室气体的排放。为推动交通运输行业的脱碳，提出要研究脱碳战略路径和脱碳方法，推动电气化运输装备的研发和应用，支持电动汽车、低排放和零排放汽车、无线快速充电技术、基础设施感应式充电技术等方面的研究，要推动氢燃料等新能源的研发，要研究基础设施全生命周期减碳降碳的方法，推动低碳材料、可回收和可循环利用材料的研发和应用。
2.4 数据驱动成为重要研究方向
从两版交通科技规划的对比可以看出，美国联邦运输部更加注重基于数据的安全性和智能化水平提升。上一版交通科技规划就已提出要提升数据管理和分析的安全性，研究网络安全。新版交通科技规划再次对数据驱动技术的研究和发展进行了重点布局。美国联邦运输部认为，未来的交通系统将把数十亿个传感器通过网络连在一起，从而产生大量的数据，通过数据的交换和分析，可以评估安全风险，支持投资决策，改善交通管控水平，但大量数据的分析和存储是重大挑战。因此提出要开展大数据技术研究，提升数据收集、处理和挖掘能力，制定联邦运输部的数据分析框架指南，要研究基于数据的评估、预测和规划方法，要基于数字地理空间和传感器数据开发交通系统的数字化模型。同时，随着大数据技术的进步，通过对交通安全数据的收集、管理、分析和评估，加强安全数据与其他数据源的集成和分析，以更好地防范交通运输安全风险。
2.5 更加关注多运输方式协同
上一版交通科技规划虽然对综合交通运输进行了布局，但仅提出了优化综合交通运输系统效能，加强各种运输方式之间的衔接，而新版交通科技规划则明确提出了推动综合交通运输发展的要求。美国联邦运输部认为，自20世纪初以来，传统交通运输系统是由独立的“领域”组成的，包括地面运输、航空运输、海上运输和空间运输，每个领域都有自己的一套运输系统、基础设施和运营需求。但是当前，传统交通运输系统各领域之间的界限正在模糊，逐渐融合成一个更综合、更全面的交通系统，跨运输方式的自动化技术集成应用可以拓展出行选择，因此有必要研究各运输方式融合发展的政策和技术，支持跨运输方式、跨区域出行。新版交通科技规划提出，要研究跨运输方式的互操作和数据共享标准，推动交通系统的协同和自动化，以提升多运输方式的一体化发展水平，推动地面交通和低空交通的自动化集成和协同，加强多式联运系统的管理和运营，提高货物多式联运的安全性和可靠性。
3 我国交通科技战略布局趋势和现状
美国交通科技战略布局重点的转变，对我国明确交通科技发展方向、完善交通科技战略布局具有重要启示。交通科技一直是我国科技创新体系的重要组成部分，新中国成立以来的历次国家科技规划中，交通领域的科技战略布局都是重点，充分体现了我国交通科技战略布局的演变趋势。“十四五”期间，交通运输部、科学技术部联合发布的《“十四五”交通领域科技创新规划》，对当下我国交通科技发展进行了系统布局，交通运输安全、绿色、智慧的价值维度更加凸显。
3.1 我国交通科技战略布局的演变趋势
我国交通科技战略布局经历了三个阶段。
社会主义革命和建设时期，呈现以铁路、公路、水运为重点的独立布局，提出要研究货物和旅客运量以及流动方向的发展规律、制定全国运输网图，发展烧用固体燃料和煤气的装备，解决新型运输工具的构造问题，加强运输线路研究工作，之后提出要推动铁路的内燃化和电气化，突破内燃机车和电气化铁道的关键技术，提高公路路面质量，加强航道、港口等开发整治技术研发，增加汽车和船舶品种。
改革开放和社会主义现代化建设新时期，形成了全面覆盖铁路、公路、航空、水运、管道五种运输方式的均衡的科技布局，管道运输、城市交通被纳入规划，首次提出了智能交通系统的概念，同时将运输组织与管理领域科技需求纳入规划，布局多式联运技术研发，各运输方式之间的界限开始淡化，并开始关注交通运输智能、安全、绿色发展技术需求，信息、能源、材料等领域技术与交通运输融合的特征开始凸显。
进入中国特色社会主义新时代，各运输方式战略布局向一体化融合和转型升级转变，基础设施、运输装备、运输服务三个要素维度和智慧、绿色、安全三个价值维度的体现更为明显，交通运输行业智能化、绿色化转型的技术布局更充分，高水平科技自立自强的需求贯穿全局，综合交通运输一体化融合发展的特征更加凸显，更加关注产业发展。
3.2 各运输方式技术方向布局的演变趋势
公路运输方面，汽车研制从烧用煤气的汽车发动机向清洁能源转变，并重点转向纯电驱动和产业发展，公路建设技术从经济的公路路面材料研究与应用及沥青路面、高速公路的建设，逐步转向跨海湾通道、大型桥梁和隧道等高难度基础设施建设。
水路运输方面，远洋运输主要关注载运装备的研制和谱系化发展，并逐步向高技术、高性能、高附加值和智能绿色船舶转变，内河运输则优先布局航道开发整治技术，之后逐步布局内河船舶研发。
铁路运输方面，采用“车轨同步”的发展模式，车辆从能源内燃化、电气化逐步向高速轮轨、高速磁浮列车、重载列车等高速重载列车研制转变，并随着铁路联结成网逐步转向关注营运管理现代化和运输控制自动化，提出了进行铁路智能服务与管理系统研发。
航空运输方面，早期主要聚焦航空运输装备研究，之后将航空运输安全和运行管理技术纳入科技战略布局，提出了大型航空港建设和养护、新一代空中交通管理系统等研发方向，并将大型飞机自主研发作为重点。
管道运输方面，呈现从陆地到海上的转变历程，“八五”计划首次将管道运输纳入布局，提出要全面掌握恶劣、特殊条件和各种油品的管输工艺及施工技术，之后则重点在深海油气管线建设和养护关键技术及装备研发方面布局。
3.3 我国交通科技战略布局现状
当前，我国交通科技战略布局主要以《交通强国建设纲要》为纲，从交通基础设施、交通装备、运输服务三个要素维度和智慧、安全、绿色三个价值维度布局研发任务。在交通基础设施领域，围绕推进高质量基础设施建设和构建布局完善、立体互联的交通基础设施网络，提出研发重大基础设施建设关键技术、交通基础设施数字化升级关键技术等任务。在交通装备领域，围绕提升交通装备安全智能绿色技术及标准化水平，创建自主式交通系统技术体系，提出突破智能绿色载运装备技术、新型载运工具技术等任务。在运输服务领域，围绕提高运输组织效率与服务品质，降低运输成本，提出开展高品质智能客运、经济高效智慧物流、便捷城市交通运行服务关键技术研发等任务。在智慧交通领域，提出推动新一代信息技术与交通运输融合，加快北斗导航技术应用，开展智能交通先导应用试点。在安全交通领域，围绕提升交通运输安全与应急保障能力，提出交通基础设施安全监测与应急技术、交通安全生产保障与协同管控技术、交通应急与服务保障技术等研发和应用任务。在绿色交通领域，聚焦“双碳”目标与绿色交通发展要求，提出突破新能源与清洁能源创新应用、生态环境保护与修复、交通污染综合防治等领域关键技术等研发任务。
4 美国交通科技战略布局对我国的启示
结合美国2022—2026年交通科技战略布局的重点和我国交通科技战略布局现状，研究认为我国交通科技战略应加强对大数据技术、社会科学研究、供应链安全保障技术、交通公平性保障技术、基础设施韧性提升技术、立体互联交通支持技术等方面的布局。
4.1 加强大数据技术的系统化布局
数据驱动是未来交通发展的主题。当前，随着新一代信息技术的发展和融合应用，交通运输数字化水平显著提升，各式各样的海量数据成为交通运输的重要资产和底层支持，是揭示交通运输运行规律、优化运输管理和控制、保障交通安全的基础和新路径。我国《“十四五”交通领域科技创新规划》对数据驱动技术在各领域的应用场景进行了布局，但仍需加强在数据驱动底层技术方面的布局，如数据存储、清洗和分析等。未来交通发展更多依靠数据驱动，要加强数据采集和传输技术研发，布局智能传感器、低时延通信技术的研发；要提升数据存储能力，研究制定多源数据的统一框架和指南；要加强数据交换和共享，推动数据管理平台建设，研究多源异构数据的融合技术，建立多源数据的交换和共享机制；要加强数据应用技术研发，深入开展数据挖掘技术研究，依靠数据驱动揭示交通运输运行规律，预测交通状态演变趋势，治理交通拥堵，优化交通基础设施及运输服务布局，挖掘交通安全事故发生的深层次原因，支撑交通智能化决策，促进行业转型升级，推动交通产业数字化和数字产业化协同，发展交通运输数字经济产业，让数据驱动成为未来交通运输发展的根本动力和支撑。
4.2 加强社会科学研究领域的布局
交通运输学科具有综合性、交叉性、复杂性和系统性的特征，涉及哲学、社会学、经济学、法学、军事学、地理学、心理学、行为学和管理学等多个学科，呈现多学科交叉融合的特点。交通领域除了自然科学问题，还存在很多社会科学问题。从要素来看，在基础设施建养、装备研制等方面更多的是要解决自然科学问题，而在运输服务方面，涉及的社会科学问题较多，比如表征出行行为特征的交通行为学问题，表征交通基础设施、装备和人流、物流组成的复杂系统特征的系统工程学问题，表征超速、酒驾、疲劳驾驶和注意力不集中等现象的社会学问题，表征交通违法违章心理活动及影响因素的心理学问题，等等。另外，如何提高交通从业者的获得感、幸福感，创造交通领域高质量的工作岗位和职业道路，新技术的发展对交通科技伦理的影响等社会科学问题都有待研究。美国2022—2026年交通科技规划从安全文化和行为、交通出行方式的选择、交通服务的公平性、交通违章行为的原因等方面布局了交通领域的社会科学问题研究，而我国交通科技战略布局对于这些方面的关注度仍然有待提升。未来我国交通科技战略布局需要更多关注社会科学问题，将管理创新、组织创新研究需求纳入科技创新规划，推动对基础理论、科技创新机制、科技伦理等方面研究的布局，开展交通安全文化和行为提升策略研究，开展交通出行行为选择模型和方法研究，开展人工智能、自动驾驶、无人机等前沿领域的立法研究，开展当好中国式现代化开路先锋战略路径、综合交通运输规划理论与方法、交通运输治理能力和治理体系现代化、交通运输科技创新战略路径与方向、交通人力资源集聚和培养策略等研究。
4.3 加强供应链安全保障技术的布局
当前，供应链安全受到国际社会高度关注，已成为保障国家经济可持续发展的关键。美国2022—2026年交通科技规划将供应链安全作为重要目标，认为货运系统和供应链的弹性是美国获取全球资源、创造优质就业机会、提高经济全球竞争力的关键。我国交通科技战略虽然对物流技术进行了布局，提出要推动多式联运发展和物流智能化发展，开展供应链关键技术研究，但是并未从供应链安全角度提出关键科学技术问题。未来交通科技战略布局，要加强从供应链安全的角度凝练科学问题，研究提升供应链弹性的策略和方法，要研究国际和国内供应链有效衔接的技术和方法，分析影响供应链安全的关键环节和瓶颈，研究供应链数据的收集、共享和分析技术，开展考虑供应链弹性的货运规划方法和评估技术研究。
4.4 加强交通公平性保障技术的布局
交通运输提供的服务多为公益性、基础性服务，公平性应作为重要考量指标。美国2022—2026年交通科技规划将公平性作为重要战略目标，提出要为所有出行者提供安全、经济、可获取和便捷的交通选择，改善交通不发达地区的可达性和当地居民出行的便捷性，使残疾人、老年人以及农村和偏远地区受惠。共同富裕是中国式现代化的重要特征，从交通来看，我国已经建成交通大国，正在向交通强国迈进，普惠的、可达的交通服务是交通强国的重要内容，我国交通科技战略虽然没有提出“公平性”这个词，但是在基础设施建设、运输服务等技术布局中均体现了公平性的理念，但也存在对“公平性”的理解不充分的问题，如对交通规划或者运输服务公平性的评估等缺乏深入的研究和思考。未来交通科技战略布局应该更清晰地体现公平性，更加注重公平性相关科学问题和技术方法的凝练，对公平性相关技术做专题布局，要着力研究评估规划、政策、服务公平性的方法和工具，要积极发展无障碍交通，要加强对公平性监督方法的研究，要加强新技术对交通服务公平性影响的评估方法研究，通过技术和方法的创新让公平性更好地落实到规划制定、项目开发和运输服务中。
4.5 加强基础设施韧性提升技术的布局
基础设施的韧性是保障交通系统正常运行的基础。近年来，随着全球气候变暖，洪水、森林火灾、地震等自然灾害以及极端天气频发，交通基础设施遭受损坏的风险日益上升，需要提升基础设施在自然灾害下的抗损坏能力和持续服役能力。美国联邦运输部高度关注基础设施的弹性，在2017—2021年交通科技规划中就提出要提高基础设施的耐久性，延长基础设施的使用寿命，2022—2026年交通科技规划更是将弹性基础设施作为优先主题，提出要将气候变化、可持续性和弹性作为交通规划、项目开发和设计的考虑因素，研究关键设施在极端天气和海平面上升情况下脆弱性的评估方法和工具，研究适应技术、气候和交通条件变化的基础设施建设相关技术。我国交通科技战略也提出了要打造韧性交通系统，并从基础设施智能化维护改造、数字化升级以及应急抢修装备等方面进行了布局，未来需要更加注重基础设施对气候变化的适应性研究，加强基础设施脆弱性评估和关键基础设施识别方法研究，加强基础设施长期性能观测，分析基础设施性能演变规律，要加强高性能新材料的研发及其在交通基础设施中的应用，推动开展考虑交通系统韧性的规划和资产管理方法研究。
4.6 加强立体互联交通支持技术的布局
随着综合交通运输的发展，各运输方式独立发展的形势已经有所转变，各运输方式高效衔接、立体互联的需求更加迫切，尤其是在新一代信息技术快速发展及其与交通运输深度融合的背景下，各种运输方式之间的界限逐渐模糊，而且随着水陆两栖、空地两用等新型载运工具的出现，交通的立体互联具备了更多的选择和可行性。美国2022—2026年交通科技规划提出，跨运输系统的自动化技术集成可以扩大出行选择，提高安全性和公平性，并特别关注无人机系统、空中出租车、超音速商业飞机等新兴技术，强调要开发无人机系统的应用程序，提高交通基础设施建设、运营和维护的效率和效果。我国交通科技战略在综合交通运输理论方法与技术方面已经进行了布局，未来要更加关注海陆空多用的基础设施和交通装备研发，并且随着自动化、信息化技术的发展，要加强依靠自动化技术实现各种运输方式协同的技术方法研究，推动地面与低空自动化交通以及自动化与非自动化交通的集成，要为自动化技术开发一个高效的、分布式的、经济的、多模式的、协同的测试和评估平台，构建多运输方式、多运行模式的立体互联交通系统。
5 结束语
研究发现，美国2022—2026年交通科技规划在战略目标、优先主题等方面相比上一版都作出了一些调整：在继续关注安全的基础上，将数据驱动、供应链安全作为重点研究内容，强调交通对于保持美国经济实力和全球竞争力的重要作用，同时将公平性作为新时期美国交通科技发展的战略目标之一，在绿色发展方面，更加关注脱碳领域的技术研究，将自动化技术下的多运输方式协同作为重点研究内容。这些变化既揭示了美国交通发展面临的科学技术瓶颈和重点关注方向，也体现了美国在发展交通中的价值选择。本文结合当前我国交通科技战略布局现状，提出我国交通科技规划应当在大数据、社会科学研究、供应链安全保障、交通公平性保障、基础设施韧性提升、立体互联交通等领域加强技术布局，推动构建更加安全、便捷、高效、绿色、经济、包容、韧性的可持续交通体系。关于我国未来交通科技战略布局的重点技术方向，有待进一步研究。
