“元宇宙”是虚拟世界与现实世界叠加、并生、共存的新世界。“元宇宙”依托数字技术构建现实世界的孪生体———数字孪生世界，这个数字孪生世界与现实世界通过虚拟现实、增强现实、扩展现实等技术叠加在一起，形成虚实映射、实时连接、动态交互的世界。

尽管元宇宙的概念早已出现，但社会层面的“元宇宙元年”始于2021年，因此，对于元宇宙的实践和理论探索未来大有可期。

随着5G、物联网、区块链、人工智能等基础设施的不断完善，虚拟现实、云计算和数字孪生等技术的不断发展，人类信息技术革命的下一个“奇点”正不断迫近。

即使是面对世界范围的疫情和地区范围战争的人们，也对元宇宙将如何改变生产、生活、学习、社交和娱乐，投去希冀的目光。由此，元宇宙对交通的影响方式和效果，也逐步揭开了神秘的面纱。

元宇宙技术及其相关设想，正在不断从虚拟现实层面丰富未来交通运输发展的可能性。

元宇宙将实现一个高度网络化的未来，在这种未来中，会出现一种新的跨越交通网络的出行服务（元宇宙 ＭaaS）方式。这种管理复杂性的新方法将得到自动化的帮助，代码由人工智能不断编写和更新，这将取代当今基于人类思维构建的低效和过于僵化的交通管理模式。

它将是交通运输模式的整体重构，交运形式可以跨多种方式动态实现。当这种情况发生时，目前在出租车和拼车平台等进行的点对点网络与公交和地铁等中心辐射网络之间的区别将被消除，各种交通运输方式都已成为网络的一部分。

基于元宇宙技术赋能下的智能科技新赛道，将完全改变现有的交通 运 输 形 式。当下离元宇宙技术的广泛运用还有很大的突破空间，在交通和运输领域的诸多发展趋势是必然与确定的，需从学术理论层面对现有研究成果进行阶段性评估。

一、元宇宙在交通运输领域的研究进展

（一）元宇宙与数字经济、数字交通的研究进展

元宇宙与数字交通的融合，主要的立足点在抓住元宇宙为交通运输产业所带来的历史机遇，重点是明确元宇宙及其衍生技术将是做大做强数字交通与数字经济发展战略、抢占未来交通新基建国际竞争的制高点以及把握高新技术主动权的重要现实路径。

一方面，元宇宙中相关的数字孪生交通、出行即服务、交通基础设施建设、自动驾驶仿真、宣传与舆情管理、教育与培训等发展应用案例及相关政策等，是破解当下交通运输产业发展困境的有效手段与创新尝试。

另一方面，考虑到交通强国背景下的数字交通发展设计，理解元宇宙及其对交通产业的全维度影响，也将以科学、正向的角度对建设培育出一批行业内“专、精、特、新”企业与交通运输产业聚集区提供科技加持，引导我国企业加快切入元宇宙交运产业发展的赛道，追赶并领跑全球下一代互联网和数字交通发展。

研究显示，元宇宙赋能数字经济与数字交通的主要技术表现以虚拟现实、人工智能、GPU（视觉处理芯片）、物联网、区块链/NFT等前沿技术为代表，围绕数字交通目前已催生出的交通科技研发、智能运输算力、交运场景应用与数字交通管理四大趋势和方向。

现有研究已经佐证了元宇宙将引领全球数字交通发展，尚未确定的只是技术实现与理论研究预期之间的动态调整与平衡。

（二）元宇宙在交通运输领域的现有技术应用

元宇宙的核心技术是如何构建出一个最大化对现实进行模拟仿真的虚拟空间实景，目前仅仅是理论化的构想，就已经将交通运输领域的发展引申出了多样化的可能性。

在国内颇为棘手的交通路况管理方面，元宇宙技术可通过接入交通路况数据，对实时交通指数、拥堵路段、交通事故、监控视频等信息进行监测，并可结合专业的模型算法，对辖区路况态势进行科学评估，为交通管理指挥提供科学的决策支持。

在事故处置方面，通过对各类重大事故模拟和人员行为数值模拟的仿真，在虚拟空间中最大限度地模拟真实情况的发生，并支持对辖区内各类治安重点人员和敏感人群进行多维度的可视化监测，这项技术在国内外已经开始初步测试。

就国内而言，业内已经形成了元宇宙交通体系构建的初步技术架构，即实现从交通的互联互通城市化到“丝路五通”，再到全球化的交通元宇宙，围绕全息文明的科技、生态、文旅、自贸、金融、社会、文化等全域产业应用场景与创新体系，探索元宇宙加持下的数字交通新基建技术，以实现与相关产品、平台化建设的高度融合。

元宇宙植入交通产业链路的技术目前总体处于理论探索期，但技术应用的想象空间已经完全打开。

（三）元宇宙衍生数字孪生技术在智慧交通方面的研究进展

元宇宙概念衍生出的数字孪生技术目前已对国内外智慧交通运输的建设产生了积极影响，无论是形成虚实三维的新型交通运输方式打破传统交通隔阂，还是突破物理条件限制带来效率的大幅度提升，数字孪生技术都在引领交通行业形成新一轮的技术革新与技术突破，同时加速行业对元宇宙的关注。

现有研究通过对“实时感知—虚拟空间映射—仿真推演—智能决策—实时控制—再感知”基本特性的分析，提出了建设闭环数字孪生智慧交通管理系统实操模型，并对其应用进行了设想和展望。

数字孪生综合运用感知、通信、计算、建模等信息技术，对物理空间进行描述、诊断、预测与决策，进而实现物理空间与赛博空间的交互映射。

车辆运行、交通管控、道路建管养等现代交通运输体系的各个环节都将受益于数字孪生；数字孪生作为元宇宙架构下的重要技术方向，正改变着传统交通运输基础设施建设的格局，给交通领域数字化、智慧化、信息化增添新时期推动力。

通过梳理国内外有关元宇宙推动交通运输行业发展的文献可以发现，大部分论及探讨的主题是元宇宙对交通运输的正向促进作用。

总体而言，专家学者更多地关注的是元宇宙技术赋能下交通运输行业的未来变革与当下具体技术的研发与实现，肯定了元宇宙对于数字经济下数字交通运输发展的正向价值。

但是，相关研究缺少元宇宙对交通产业可能带来的负面效应，同时也缺少对目前技术局限性的深入判断。因此本文主要从元宇宙赋能交通运输发展的技术革新、数字孪生引领交通新阶段技术迭代，以及元宇宙对行业可能带来的风险等方面来论述；

目的是通过对现有的相关研究进行总结的同时，进一步从现有研究缺失的细分维度来丰富元宇宙对于当下与未来交通运输行业发展的意义；

回答“为什么说技术局限性是当前元宇宙赋能交通行业所面临的最大瓶颈”，“为什么元宇宙加持交通运输发展需要国家从技术与政策层面予以更多支持”，以及“为什么对于国内交通运输发展现状而言要审慎辩证地拥抱元宇宙技术”等核心问题，从一个崭新的视角总结、复盘与梳理元宇宙交通运输，并提出利用元宇宙及数字孪生技术推动交通运输发展助力数字交通，以及交通强国战略实现的新思考。

二、元宇宙交通运输发展的前景及其影响

（一）元宇宙交通运输的内涵

交通运输业与“元宇宙”联系紧密。随着复杂交通产品研制工业化的逐步发展，交通“数字孪生”应运而生，比如车辆的仿真制造、交通出行三维场景的搭建、海量动态交通信息的实时呈现、道路运输模型的模拟运行等等。

随着“数字孪生”在交运领域的快速发展，“元宇宙”也与交通运输紧密联系了起来。

“元宇宙”的交通运输不仅作用于“物”的虚拟搭建，而且更多的是直接作用于人的活动，不仅是复杂的技术体系，而且搭建了一个复杂的社会交通体系。元宇宙的时空拓展性、人机融生性、经济增值性已经融入了交通场景生产、交通服务体验、虚拟交通管理等。

按照“元宇宙”的定义和内涵，“元宇宙＋交通运输”可以划分为现实交通和虚拟交通两个层面。“元宇宙＋交通运输”是一种交通发展的新模式、一个转型的新路径、一股推动交通运输行业深刻变革的新动力。

因此，“元宇宙＋交通运输”将是我国新型交通运输业发展的必经之路和未来选择。

相比过去的数字交通、智能交通，元宇宙的虚拟交通将拥有高度数字化、智慧化的基础设施，这些设施包括新型的运输工具、道路基础设施、信息传递设备和管理设备，能充分对接起实际物理世界和虚拟信息世界的两大空间。

这样，就能构建出与历史上任何时期都完全不同的社会交通形态。未来，元宇宙交通将催生出更为立体、先进、人性化的交通业态。

伴随着新技术在交通应用中的快速发展，“元宇宙＋交通”发展的条件已然满足。住建部已将我国新型城市基础设施建设试点扩容，其中重点任务就包括了打造智慧出行平台“车城网”。

工信部“十四五”期间数字化工作的三个文件中，提出的重点任务之一就是“数字孪生”，包括数字技术发展与应用。各地的“十四五”规划中，都将实景三维、智慧高速、车联网等智慧数字空间建设放在重要位置。

从某种意义来说，我们现在就生活在“元宇宙交通”的雏形当中。“元宇宙交通”赋予的沉浸、全息、原生的体验感是传统交运模式所无法企及的。

“元宇宙＋交通运输”将是交通运输顺应时代发展，快速自我调整和自我发展的关键路径，并深刻影响到交通运输系统、交通运输基础设施系统、综合交通运输组织协调管理等各个方面。

（二）元宇宙交通运输的创新性及其未来影响

在即将到来的元宇宙交通中，人类不仅能体验到物理空间交通的便利性，同时也能在数字虚拟空间中获得原生、全息的出行体验。重要的是，后者并非前者体验的简单复制，而会深刻影响到人类个体的生活。这种影响主要呈现为如下的具体改变：

１．从出行运输方式看，元宇宙交通将通过数字虚拟空间，改变人们在物理空间中的交通方式。例如，元宇宙交通会诞生更有效的数字虚拟出行工具，具有取代目前必需的实体位移过程的潜能。

例如，通过VR、可穿戴设备，能打造出沉浸式的虚拟现实场景，人们可以足不出户就走进公司工作、步入会议室开会，而不需要乘坐汽车、地铁、飞机完成会面。这种建立在虚拟空间内的“出行”，会打破人们已有的交通习惯。

通过类似虚拟交通体系的建设，全社会用于出行运输的资源投入将会大为减少，意味着会节约更多资源。

２．从出行运输的管理看，元宇宙交通利用大数据计算、自动感知、数字孪生推演、多端系统等技术，对交通工具和基础设施产生的海量数据进行融合应用，并以此构建能实时体现交通运输复杂路况的平台。

通过这一平台，身处不同物理地点的个人和机构，根据自身权限，能有效获得交通信息并 进行行为联动。驾驶者可以获得个性化的智能出行建议，获得最科学的路线，管理者则能形成最佳的交通管控方案。

３．从交通基础设施的建设和维护来看，元宇宙交通能利用数字孪生等典型技术，在虚拟空间中搭建完整的交通系统，包括“人—车—方式—环境”组成的各大交通场景，均能在这一虚拟系统中清晰展示。

同时，这一虚拟系统还能为无人驾驶、交通基础建设提供规划涉及的全流程、全平台支持，以此提高交通基础设施的生产维护效率。

４．从交通体系管理协调发展角度来看，元宇宙交通会推进交通设施与其他基础设施、相关行业之间的数字联系。

具体而言，即在虚拟平台中构建出数字形式的道路交通网、智能车联网、智能管网、智能电网等，以此延伸数字管理的领域。

元宇宙交通监管体系中，通过人工智能方式，生成自动化的交通监管手段，以此为基础开展以机器为主的执法监管、道路养护、公共设备联网等活动，实现人类在机器人的辅助下开展工作，进而大大提高交通管理资源的使用效率。

正因元宇宙交通是即将到来的新型数字交通形态，与国计民生有着无所不在的联系。因此，从各级政府到行业相关的研发机构，都应充分重视元宇宙相关技术给交通运输行业带来的变革，迎接机遇，直面挑战。

尤其是政府应牵头引领，找准数字交通发展的革新点，积极出台相关政策，既要引导各大研究机构、龙头企业，投入到对相关重要系统的实验探索中，也要扶持相关中小企 业，加快对元宇宙技术的创新应用尝试，从而提前完成对先进技术应用的创新布局。

此外，还应广泛宣传，充分动员社会力量，开展与建设数字空间有关的基础设施建设，完善实景三维、智慧高 速、智慧车联网等系统建设，加快元宇宙交通创新试点平台建设，确保新型交通设施能和大数据、区块链、物联网、新能源等有关产业充分协调发展。

三、元宇宙交通运输发展的前景及其影响

（一）元宇宙交通运输带来的挑战

当然，我们也应看到，元宇宙交通发展所面临的挑战，并非只局限在技术和应用两大层面。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过程中，“元宇宙＋交通运输”所面临的真实挑战不仅仅停留在技术与解决方案阶段，同时也会表现在发展思路、发展模式、配套设施、产业生态等一系列方面。

尽管我国元宇宙交通成就举世瞩目，但也要看到，我国交通基础设施网络发展不平衡、不充分；综合交通网络数字化水平不高；重点城市群、都市圈的城际和市域（郊）智慧化发展不够均衡；定制化、个性化、专业化运输服务数字化产品供给与快速增长的需求不匹配；交通信息化技术应用深度和广度有待拓展，部分关键核心产品和技术自主创新能力不强。

这些问题的发现与解决，是一个宏大的系统性工程，需要全社会各个市场经济主体广泛参与。

１．从经济风险上看，发展与推进“元宇宙交通”既要警惕行业经济失衡的风险，也要防止过度谨慎和悲观的倾向。

目前，元宇宙交通尚停留在初级萌芽阶段，元宇宙的交通应用场景还无法与交运基础设施生命周期各个阶段（包括勘察设计、施工建设、运维养护、运营服务等不同流程阶段）实现无缝衔接。

同时，因共享应用交通数据资源有限，还无法与铁路、公路、水路、民航等不同运输方式管理部门实现联动。

这样的“模糊地带”容易成为资本浑水摸鱼的工具，难免会导致社会舆论对“元宇宙”产生较大的质疑；再加上目前“元宇宙”技术尚未成熟、储备技术又过于匮乏，不少人对其抱有悲观态度，这对于从业者而言更是不小的心态挑战，很有可能会让交通行业错失引领创新的重大机遇。

２．从企业风险上看，“元宇宙交通”企业面临的市场不确定性太大。

对于企业而言，由于前期元宇宙市场规模不确定、商业模式变现不确定，交通运输相关企业对于涉及元宇宙交通相关的产品尚处于探索阶段，且更多依赖从资本市场融资，缺乏自我造血能力。

行业中的企业更愿意进行资本炒作，或者选择观望，而不愿意沉淀数十年时间走创新发展之路，去推动交通应用场景开发和商业模式发展。

企业不仅在交通基础设施、现代物流、出行服务、高质量发展、整体智治等方向上的意愿不强，而且在运用人工智能、区块链、第三代半导体、量子信息、空天一体化、交通新型装备制造等元宇宙技术手段上去推动“元宇宙交通”落地的能力也很有限。

３．从技术风险上看，“元宇宙交通”存在新技术短板，应防止关键技术被“卡脖子”。

如前所述，元宇宙交通运输的搭建还受技术、基础设施等的影响，目前只能做“轻型元宇宙”。VR、AR技术等增强虚拟现实技术在交通行业的应用尚未成熟，数字交通基础设施还未普及。

元宇宙交通网络连接的范围更广泛，对联接能力、算力、带宽等条件要求更高，目前的技术水平以及基础设施还难以达到理想的高度，仍处于发展初期。当然，元宇宙是新型数字基础设施，一旦核心技术受制于人，将加剧我国交通产业甚至日常生活被卡脖子的风险。

所以，“元宇宙交通”发展有一个重要前提，那就是关键技术不能受制于人。

４．从政策法律风险上看，发展“元宇宙交通”亟待政策规范指引，安全问题不容忽视。

虽然各地在信息产业、文旅行业、智慧城市等方向已经开始涉及元宇宙应用和规划，但“元宇宙”作为交通领域的前沿新兴领域，尚未被纳入行业蓝图的发展重点，也未开展相关试点工作。

各部门、各行业将数字化、智能化的触角延伸到元宇宙，但不能连接起来发挥综合效应，缺乏完整、科学的标准体系。元宇宙这种资本主导形成的产物，对自身的规范化有着极高的要求。

元宇宙交通强调用户参与和体验交互，参与的过程必须需经过监管和审查，还存在一定的法律政策风险。

另外，在元宇宙交通时代，交通安全是整个数字化的基石，除了交通数据的安全、基础设施的安全、技术应用的安全等，还要考虑社交和支付的安全，必须要上升到顶层设计高度。

（二）元宇宙交通运输的发展建议

“元宇宙＋交通运输”是新型数字交通发展模式。因此，交通行业一定要有“争先”的魄力，应积极关注和培育元宇宙相关技术在交通领域的发展。

１．积极把握“元宇宙”发展红利期，加快新型交通基础设施建设

我们应高度重视“元宇宙”给交通运输业带来的机遇和挑战。

交通运输行业要把握元宇宙空间性、人机性、经济增值性的特点，鼓励地方政府找准交通数字空间的切入点进行交通领域试点，加大力度支持科研院校和龙头企业加强关键核心技术的研发突破、前沿技术的创新探索，超前布局，积极扶持中小微科技企业加快“元宇宙”在交通相关场景的创新和应用实践，抢占先机。应加快新型基础设施建设。

推动既有交通设施数字化改造升级，在建设设施运行状态感知系统、设施设备信息交互网 络、整合优化综合交通运输信息平台的基础上，鼓励交通企业开展实景三维、智慧高速、车联网等智慧数字空间相关领域的底层平台建设，推进新型交通基础设施与信息数字、工业制造、运输服务、新型能源等数字产业的融合发展，在元宇宙交通领域开展应用场景和产业生态试点示范，整体提升技术支持和数据安全保障能力。

２．加强关键核心技术攻关，推动交通重点领域协同化创新

聚焦前沿领域，前瞻布局关键技术研发。

加强底层核心技术基础能力的前瞻性研发，加快满足元宇宙要求的区块链技术、交互技术、网络及运算技术、物联网技术、人工智能技术在交通领域的应用攻关，与北斗系统、先进适用运输装备的深入应用融合。

应用数字孪生技术、工业物联网构建的交通元宇宙，代表着“微小中的伟大”，它让未来的交通制造型企业成为数字公司。

通过运用元宇宙技术在数字规划设计领域的优势，要加快研发轴承、线控底盘、基础技术平台及软硬件系统等关键部件，推动实现自主可控，加强智能网联汽车、自动驾驶、车路协同、船舶自主航行、船岸协同等领域的技术研发。

加快交通运输领域的协同化创新。首先是强化与上下游协作，推进基础工艺与材料研发攻关。

以交通装备产品升级为导向，集中力量攻克一批基础材料领域的短板与弱项，加强长三角、环渤海、珠三角、成渝城市圈交通制造业企业与材料企业的上下游联动支撑，运用元宇宙技术，加快基础专用材料研发，强化复杂环境条件下线路、大跨度桥梁、超长隧道等建造技术研发以及高性能工程材料研发。其次是推进交通基础元器件技术攻关与相关产业链协同。

以突破技术、培优企业为重点，组织交通核心基础器件产品关键共性技术研究攻关，加快高端芯片、电子元器件、智能传感器等基础产品攻关和批量生产，推动新能源与智能网联汽车感知与控制等核心部件的持续攻关突破。

促进基础元器件在车联网、轨道交通和航空通信、汽车电子、北斗芯片制造等领域的产业链协同创新和示范应用。最后是探索交叉领域的终端设备和服务场景应用。

加快交通与相关领域感知交互的新型终端研制，丰富系统化的虚拟场景建设，在打造数字化出行、物流全程数字化、行业治理现代化等方面探索行业应用场景，提升智能化交通管理、交通运行监测、出行即服务、仿真评价服务等方面应用水平。

3、布局“元宇宙＋交通运输”特色化产业，加快创新平台建设

打造未来产业创新的策源地。首先是提前布局特色产业区。依托国家数字经济研发力量，结合未来交通运输区域发展和空间分布特点，重点强化京津冀、长三角、粤港澳大湾区和成渝地区双城经济四极元宇宙交通产业的推广和应用。

开展区域性元宇宙交通综合试点，加快元宇宙龙头企业集聚和在交通领域的创新，大力发展以车联网、自动驾驶、车路协同、出行即服务等为特色的元宇宙交通产业，构建原创技术策源、产学研深度转化的元宇宙生态产业发展高地。

其次是强化元宇宙交通的创新孵化。

大力集聚知识产权服务、信息交流服务、科技研发、智库咨询等要素，鼓励高端交通科创载体和发展国际化生产服务功能，推动具有决策、研发等高端职能的总部机构落地，建成若干区域辐射的元宇宙交通创新中心。

最后是打造元宇宙交通先进智造产业基地。对接国内外“元技术”交通科研资源和科技成果，推动虚拟现实整机设备、感知交互设备、内容采集制作设备等制造项目落地，大力发展关键系统、总装集成、成套设备等制造业环节，探索建设虚拟现实产业发展基地。

加快未来交通元宇宙创新平台建设。首先是坚持试点先行，带动全面发展。推进地方交通实验室建设试点，前瞻打造一批未来技术学院、未来产业技术研究院，加快新型实验室体系和技术（制造业／产业）创新中心建设，构建基础研究、产品开发、商业应用、产业化、效益化全流程闭环的创新体系。

其次是建立以企业为主体、“产学研用”深度融合的技术创新机制。注重用“产、学、研、创、孵、投”的方式打造元宇宙交通科研组织，引导行业骨干企业牵头联合高等院校、科研院所等搭建未来产业创新联合体，鼓励交通行业各类创新主体建立创新联盟，建立关键核心技术攻关机制。

建设一批具有国际影响力的实验室、试验基地、技术创新中心等创新平台，加大资源开放共享力度，优化科研资金投入机制。构建适应交通高质量发展的标准体系，加强重点领域标准有效供给。

4、出台相关扶持政策，激励创新加快转化

首先是深化科研管理和科技投资体制机制改革。

建立对“元宇宙＋交通运输”产业的早期投资、长期投资、分阶段连续投资和产业链组合投资机制，建立操作性强、可落实的人工智能科研投资激励机制，激发研发人员的研发创新活力，为科研人员多出成果、快出成果营造良好的科研条件。

其次是实施科技攻关计划。完善颠覆性和非共识性研究的遴选和支持机制，实现更多原创性突破。

加强前沿性技术多路径探索、交叉融合和颠覆性技术供给，制定行业标准和安全标准，力争取得一批填补空白引领未来的重大成果。

最后是设立交通领域对应专业的元宇宙重大专项。出台政策扶持和创新激励政策，保障“元宇宙＋交通运输”关键技术都能有相应的研发投入，通过专项研究，全面实现新技术、新产品、新工艺研发，形成新产业及新业态，最终实现产业变革。

作者简介：赵光辉，博士， 北京交干智库信息科技研究院院长，交通运输部管理干部学院现代交通运输发展研究中心创办主任，交通运输部青年科技英才。贵州省交通运输厅－贵州财经大学贵州交通经济技术研究院院长、教授、博导。