无人驾驶技术对货运市场的影响及启示

王怀相，黄 鑫，张梦迪，夏 阳，宋小满，罗 莹，周 茵

（1.中国铁道科学研究院集团有限公司 运输及经济研究所，北京 100081；2.中国国家铁路集团有限公司 货运部，北京 100844)

0 引言

随着人工智能(AI)技术的应用逐渐广泛，其对经济活动的影响逐步扩大、加深。在交通运输领域，AI 最直接、直观的表现之一就是无人驾驶。2021 年9 月30 日，美国加州机动车辆管理局批准了美国通用汽车公司旗下Cruise Automation 公司和Alphabet 公司旗下Waymo 公司在当地投放自动驾驶汽车的许可[1]，虽然本次许可中还包括一些限制条款，同时Waymo 公司的申请中包括了1 名安全员，并不是真的“无人”，但毫无疑问，无人驾驶已经开始融入日常的经济活动；同年10 月15 日，北京市批准了百度在线网络技术(北京)有限公司和北京小马智行科技有限公司采用“副驾有人”模式开展无人化道路测试[2]。尽管并非是完全无人模式，而且集中在小型客运汽车领域，但无人驾驶技术的应用发展对交通运输领域产生的深刻影响不容忽视。

目前无人驾驶研究投放的应用试点主要是针对公路运输领域，而且随着人口红利逐步消失，公路运输对无人驾驶的需求比其他运输方式更加紧迫。无人驾驶的大规模应用将会对公路运输经营产生直接和间接影响，不仅体现在公路运输的微观层级，也会体现在企业组织方面，而后者带来的“赢者通吃”效应可能会对现有公路运输行业的架构产生颠覆性影响。当前，我国经济社会活动主要的交通运输方式是公路和铁路，2020 年我国公路、铁路在货运市场的份额按照货运量计算分别为78.1%和10.2%，按照货物周转量计算分别为53.6%和27.1%。公路运输领域的变化将会对其主要竞争对手——铁路运输带来影响。当前对无人驾驶的研究是以软件算法、硬件技术研发为主线，从经营管理角度开展的研究较少。史锦伟等[3]针对无人驾驶在降低物流成本方面的前景进行了定性分析，但该文所指“无人驾驶”包括了无人机等各种运输方式，并没有专门针对公路货运；刘大成[4]针对无人驾驶对行业结构的影响开展了研究，认为无人驾驶将提高物流行业集中度。

无人驾驶对货运企业的经营和行业管理都将带来显著影响，对这些可能的影响进行研判，提前规划好应对预案，有助于铁路在运输行业技术进步和市场竞争中保持并提升竞争力，推进综合交通运输的协调发展，减小行业管理的纠偏成本。为此，分析无人驾驶对公路货运在运输成本和运输组织模式方面的影响机理和影响结果，并提出铁路运输行业应对的措施建议。

1 无人驾驶对公路运输的影响

1.1 运输成本方面

1.1.1 公路货运成本结构

商品价格是市场竞争的最直观体现，而决定价格的既有当期供求关系，也有长期成本水平。当前对公路货运成本水平及结构已开展较多研究，陈光升、王玲、叶亮等[5-7]分别利用调查、模型测算等方法从总体上对公路货运成本进行了研究，认为公路运输成本结构主要包括燃油费、道路通行费、人工成本、折旧、维修费及税费等，但在不同研究条件下得到的公路运输成本结构有所不同。

近年来，在市场竞争激烈、燃油等投入要素价格发生较大波动的背景下，一些机构也开展了公路货运成本方面的研究，为公路货运争取更好的经营政策环境，或者为其他运输方式提供价格策略参考。交通运输部公路科学研究院在开展公路货运价格指数研究的过程中，对煤炭、集装箱和普货公路货运成本结构进行了分析；2021 年11 月2日，河南省物流与采购联合会联合郑州物流协会等12 家河南省地方物流行业组织共同发布的《关于推动建立运价与油价联动定价机制维护物流行业运行稳定的倡议》中指出，燃油成本占公路货运成本的30%～ 40%；上海汉唐物流服务有限公司范金生以苏州—上海洋山港单程运输为例给出了具体的成本数据[8]。但是，从铁路货运的角度，需要关注的是公路的中长途运输部分。不同的运输距离会带来运力资源运营效率的差异，同时，相应的运输成本水平和结构也会有所不同。理论上，随着运距的延长，各项运力资源的利用效率将相应提高。中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所(以下简称“铁科院运经所”)运价监测团队通过建立公路货运成本测算模型，分别对山西灵石—陕西渭南(420 km)和陕西榆林—河南焦作(820 km)公路煤炭运输成本进行测算[9]，得出的测算结果与交通运输部公路科学研究院的监测结果近似。

根据以上资料测算的公路运输成本结构如表1所示。

尽管公路货运不同运距范围的成本结构测算结果不同，但总体来看，公路货运成本中占比最大的3 个科目为燃油费、人工成本和道路通行费。从表1 中的折旧单项占比数据看，各种来源的数据相对一致。就燃油费而言，目前还缺乏能耗与无人驾驶关系的足够数据，仅能从理论上定性地推论，即无人驾驶可以集成最佳的驾驶方案，实现能耗的最优。道路通行费目前的收费规则是和车辆的通过次数及空重车状态有关，未来在不涉及到疲劳驾驶的情况下，有可能出现通行费水平随车流拥挤程度调整的策略，这样无人驾驶就有利于降低道路通行费，如利用深夜的道路空闲时段通行。车辆维修费一般与行驶里程正相关，理论上不因为无人驾驶而显著降低。鉴于此，不讨论无人驾驶对燃油费、道路通行费、维修费的影响，主要从人工成本、折旧、安全成本3 个方面进行分析。

表1 公路运输成本结构 %Tab.1 Cost structure of highway transportation

无人驾驶理论上免除了驾驶员人工成本，同时避免了未来人工成本上涨带来的经营压力。按照上述分析，在实现完全“无人”的情况下，无人驾驶可以使目前的中长途公路货运成本下降约15%。在实际操作中，无人驾驶应用初期预计还需要配备安全员，但这对劳动技能的要求会降低，相关的劳动力供给潜力将增加，人工成本也会实现一定的下降或者其涨幅将得到抑制。

1.1.2 降低运输车辆折旧

无人驾驶会影响公路车辆的运用效率，从而影响到车辆折旧在成本中的占比。根据我国《道路交通安全法实施条例》《机动车驾驶证申领和使用规定》[10]，公路驾驶员连续驾驶时间不能超过4 h，驾驶4 h 后需要停车休息不少于20 min；同时，根据《中华人民共和国劳动法》[11]，每天工作时间不超过8 h，每月加班时间不超过36 h。以上述规则为基础推算，如果公路驾驶员没有节假日，平均每天的驾驶时间最多为9.2 h，每辆车需配备至少2名司机才能实现运营时间的最大化(即全天运营时间最接近24 h 的状态)；若每月正常休息，则工作日(22 d)每天的驾驶时间最多为9.6 h (8+36/22=9.6 h)，按自然天数折算为月(30 d)平均每天工作7 h，每辆车需配备3 名司机才能实现运营时间的最大化。但是，公路驾驶员的换班时间、地点都难以确定，难以进行有效的组织。因此，一车配备2 名或更多司机实现车辆运营时间最大化的组织难度较大。根据2018 年《货车司机从业状况调查报告》[12]，2 名及以下货车司机完成运输任务的占比高达98.51%，其中1 人驾驶完成运输任务的占比为67.21%；每天驾驶时间在10 h 及以上的司机占67.53%，加权平均为每日9.7 h；从休息日的情况看，42.17%的司机每月在家休息天数仅有1～ 2 d，32%的司机可以休息3～ 4 d，加权平均休息日为每月3.8 d。总体来看，目前公路货车司机的休息日天数基本合规，但每天的工作时间略微超过法律规定。

在车辆技术条件允许的情况下，无人驾驶可以实现7×24 小时运行，实现车辆运用的极大化。按照目前实际每日9.7 h 的加权驾驶时间，无人驾驶可以将车辆运用时间延长1 倍，从而将车辆的单位运用时间折旧成本减少50%。根据表1 中的数据，大部分研究认为，折旧目前占公路货运成本的6%，由此可以预估车辆效率的提升将降低3%的公路成本。

1.1.3 降低运输安全成本

根据普华永道与物联网科技公司G7、中国交通报于2020 年5 月共同发布的《中国公路货运行业智慧安全白皮书》[13]，我国公路货运百万公里事故数为3.7，每年的事故保险赔付额约为3 万元/车，单次事故带来平均3 万～ 4 万元的停工损失；公路货运事故中来自司机的因素占比为37%，来自设备盲区的因素占比为35%，而这2 个方面的诱因都可以随着AI 技术的深度应用而被显著消除。同时，AI 技术也有利于行业监管部门对运输过程进行更加严格的监控，实现对事故的事前预防，降低事故的发生，从而降低保险支出。与铁路有竞争的货车主要是大吨位的重型货车，其年度保险费用一般为2 万～ 4 万元，无人驾驶可以降低72%(37%+35%)的事故概率，保费下降幅度取60%、年度保费按照低限2 万元计算，每年可以节省保费1.2 万元，依据目前卡车司机1.5 万元/月的工资以及人工成本占比15%的比例，测算可以降低运输成本约1%。

事故的减少，同时降低了车辆的停驶损失，同时也会降低由此带来的社会成本，其总体效益将远大于账面上的保险费用支出的下降；同时，无人驾驶也会在车辆的采购和维护方面带来调整，目前缺乏获得广泛认可的数据，这两部分可能导致的成本变动暂不讨论。

综合人工、折旧、安全3 个方面的成本变化，无人驾驶将有可能使目前的公路运输成本下降19%(15%+3%+1%)。

1.2 运输组织模式方面

信息技术进入传统行业，往往会带来颠覆性的影响，如移动互联网与出租车的结合、移动互联网与零售的结合均对相应的传统服务带来巨大冲击。理论上，无人驾驶不仅会通过信息技术影响公路货运行业的发展速度、发展方向，而且由于消除了与驾驶员相关的运力资源利用方面的约束，可以合理推测，其对传统公路运输行业的影响力度、范围应超过移动互联网带给传统出租车、零售行业等的冲击。

1.2.1 资本介入力度加大，公路运输企业的集中度将提高

在目前的市场竞争中，公路运输以进入门槛较低、服务方式灵活等集聚了巨量的服务供应商，占据了最大的市场份额，但也正是由此带来了公路运输企业的“小散弱”特征。2014 年，交通运输部的统计数据显示，公路货运卡车的90%为个体所有；根据张青[14]的报告，个体户在物流行业中占比高达87%，规模企业只占0.4%，平均每户拥有车辆2.8 台，公路货运毛利率仅为1.5%。公路运输的这种行业组织特征也是司机个人偏好(如希望或者必须每天回家等)、身体素质(约束安全驾驶时间等)、驾驶技术(影响能耗、安全性等)等差异带来的一种结果。公路货运目前的这种特征，也同时带来了公路货运“个性化”服务的竞争优势。应该说，“驾驶员”这一最稀缺的运力资源，是公路货运的最大影响因素——既影响公路运输的规模化，又助力公路货运服务的个性化。

在无人驾驶条件下，源自司机个体特征及偏好差异的约束将消失，特别是驾驶员的供给规模因为“无人”而变成无穷大，此时，公路运输企业规模的扩张将主要依赖于资本的投入力度以及信息网络覆盖的广度；同时，无人驾驶也有利于公路运输企业实现服务标准化和个性化的融合。公路货运运营方重点要考虑的是车辆设备和网络的技术指标，在硬件设施技术性能满足的条件下，公路运营方可以借助资本的力量，快速获得各类移动设备，并利用信息化平台，赋予并及时调整不同移动设备内置的服务指令，以同时满足不同货主要求的各种车型、服务频率、服务时间、运能规模等服务特性，信息化、无人化带来的这些便利，使未来的公路货运企业可以以更大规模的企业组织形式在更大的地理范围内参与市场竞争。根据互联网对其他传统行业所造成影响的经验，在网络可以覆盖的地理范围内，理论上可以最终形成一家公路运输企业，彻底改变公路运输企业“小散”的形象。

在公路货运企业规模扩大的同时，也可以利用掌握的信息化平台优势，将原来独立或者挂靠在其他企业的个体经营者、小经营者吸引到新的企业平台上，最终实现对目前的公路运输散户的挤压。这种组织模式，更加有利于公路运输经营者打造品牌，支持其在更大的市场范围内与铁路等开展竞争。

1.2.2 公路运输市场上信息的交换模式将发生变化，市场结构扁平化

目前，在公路运输市场上，数量众多的个体户及小规模的运输从业者难以及时、全面地掌握市场上的需求信息；同时，需求方也难以获得数量庞大的服务供应方的信息，这就为货运代理的发展提供了机遇。而无人驾驶推广后，公路运输服务供应方得到整合、壮大，需求方可以直接从数个公路运输服务寡头企业那里获得供给信息，减少信息传递环节，降低公路运输供需双方的交易成本，在合理的监管政策下，有利于进一步降低公路运输成本和服务价格；货运中介的作用将从撮合供求双方调整为主要为小型货主寻求合理的服务，成为小型货主的代言人。政府需要加强对公路货运企业的监管，避免它们通过市场垄断地位获取超额利润，伤害中小货主的利益。

1.2.3 公路货运的行车组织将趋向“铁路化”

随着公路货运企业集中度的提升，公路货运在运输能力规模上具备了与铁路竞争的基础；同时，公路车辆也可以更好地借助物联网等技术，更加容易地在某区间形成公路列车的开行模式，提供稳定的大运能服务。由此，将来的公路货运企业可以在继续拥有公路运输传统优点的基础上，学习运用铁路的一些运输组织模式，弱化其原有的劣势，提升市场竞争力。未来公路货运企业的高集中度及“铁路化”的组织模式，更加有利于公路运输经营者形成品牌，在更大的市场范围内、更多的细分市场上与铁路等开展竞争。

总体而言，无人驾驶技术是一种对公路货运当前模式中存在的主要问题的有效解决方案，对整个运输市场竞争格局都将产生重大影响。铁路运输企业必须要未雨绸缪，主动应对，提升自身实力，加强合作，积极借助新的技术，提升我国交通运输行业的可持续发展能力。

2 铁路运输行业应对措施

我国铁路自2013 年实现政企分离改革后，一直在推进适应中国特色社会主义市场经济要求的改革步伐，目前已经在国家行业监管政策、铁路企业组织管理模式、铁路企业经营策略等各层面取得了进展。在深化经营管理改革的同时，需要认真研究新技术带来的影响。

2.1 提升铁路运输服务质量

无人驾驶技术对公路货运竞争力的提升将十分显著，对铁路的影响幅度相对较弱，这意味着铁路现有的某些相对优势领域可能面临更大挑战。因此，铁路运输企业首先应根据市场需求尽快提升服务质量，以质量提升竞争力，保持相对优势。当前，公路运输的灵活性等比铁路更具优势，在得到无人驾驶技术的支持后，其服务的标准化程度将更高，服务的供给能力、范围也将得到快速扩张，将会弱化铁路在这些方面的相对优势。铁路在降低成本的同时，还需要继续坚持“提质”，才能在竞争中不断“增效”。

2.2 利用公路无人驾驶技术拓展铁路服务链条

当前，铁路在推进两端服务、增强客户体验的过程中，遇到两端服务价格高等问题，降低了铁路的竞争力和盈利能力。公路无人驾驶技术的应用，为铁路运输企业扩展业务范围提供了机遇，一方面可以直接投资开展公路运输业务，对铁路运输形成强有力的补充；另一方面，也可以借助无人驾驶技术改善两端的“门—站”和“站—门”作业，大幅度降低两端作业成本和提高运输时效性，开发以铁路为骨干的多样化多式联运产品，如驮背运输和集装箱运输，助力于将中国国家铁路集团有限公司打造为世界一流的物流企业。

2.3 开展无人化相关技术在铁路作业环节的研究及应用

人工成本既是铁路运营成本中的最大组成部分，也是刚性最强的部分，利用无人化技术是铁路面对未来竞争保持市场优势的必由之路。目前，上海洋山深水港四期和宁波舟山港已实现了全面无人化作业，显著提高了港口的作业效率和经济性。同时，我国也正在积极探索重载铁路应用无人驾驶技术的可能性，以优化列车运行质量，进一步提高运输能力。未来，还可以在全程运输链中涉及的仓储、装卸、客服等众多环节广泛研发无人化技术，缓解机车司机不足、装卸人员老龄化及不足的问题，并在能力较充足的区间开行小间隔、高服务频率的短编组列车，提升对高附加值、生鲜易腐货物等的吸引力。

3 结束语

当前，无人驾驶技术虽然尚未开展正式商用服务，但发展迅速，日后的影响将十分深远，为经济社会活动带来极大的改变。在铁路行业深化推进改革的关键时期，应主动研究并利用好无人驾驶新技术，充分考虑无人驾驶技术对货运市场运输成本、运输组织模式等多方面的影响，将挑战转化为铁路改革与发展的新动力。在研究过程中，尚未对无人驾驶技术可能带来的装备采购成本和维修成本变化等因素进行考虑，需要继续开展跟踪研究。