黃紫竹　葉逍逍

摘要 如今我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，交通行業(yè)也不斷朝著智能化、智慧化方向發(fā)展，智慧交通雖然在我國起步較晚，但也已取得一定階段的成效。文章總結(jié)了智慧交通的內(nèi)涵，分析了我國智慧交通發(fā)展的現(xiàn)狀，并對(duì)我國智慧交通未來的發(fā)展趨勢做出預(yù)測。針對(duì)西安市智慧交通的發(fā)展現(xiàn)狀，深入分析了西安市智慧交通系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問題，提出了加強(qiáng)系統(tǒng)協(xié)同能力、強(qiáng)化數(shù)據(jù)挖掘能力、提升交通控制系統(tǒng)智慧水平、改進(jìn)調(diào)度指揮系統(tǒng)等建議，可為其他城市提供參考。

關(guān)鍵詞 智慧交通;現(xiàn)狀;應(yīng)用技術(shù)

中圖分類號(hào) U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）11-0010-03

引言

隨著新基建和交通強(qiáng)國等一系列重大國家戰(zhàn)略的部署，智慧交通體系的構(gòu)建在我國各大城市得到了持續(xù)的進(jìn)步與發(fā)展。所謂智慧交通其本質(zhì)就是將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)應(yīng)用于交通基礎(chǔ)設(shè)施上，最終所形成的一種虛實(shí)結(jié)合的交通體系[1]。智慧交通的開發(fā)與構(gòu)建代表傳統(tǒng)交通運(yùn)輸行業(yè)開始朝著融合的方向發(fā)展與轉(zhuǎn)變，有效解決了交通突出問題的同時(shí)為交通行業(yè)帶來了新的機(jī)遇。

1 智慧交通的概念

智慧交通屬于一種覆蓋了交通運(yùn)輸、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、建筑等多個(gè)領(lǐng)域的交叉學(xué)科[2]。

廣義來說智慧交通是將通信、控制、電子信息等技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)交通運(yùn)輸行業(yè)當(dāng)中形成的新興領(lǐng)域，在智慧交通系統(tǒng)中充分采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)，及時(shí)掌握道路、車輛情況，行人、周邊設(shè)施的信息，利用信息處理平臺(tái)進(jìn)行分析，提供交通參與者需要的實(shí)時(shí)信息服務(wù)，因此，智慧交通需要人、車、路的共同協(xié)作，完成人與車、車與路之間的信息交互與共享，打破障礙，實(shí)現(xiàn)交通一體化。

例如，智慧路側(cè)停車、智慧停車場、立體停車庫、共享停車場、新能源充電樁等都是智慧交通的具體應(yīng)用，市場需求巨大，智慧停車場如圖1所示。隨著5G等技術(shù)的落地，又將催生新一代智慧交通。

2 我國智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

2.1 我國智慧交通的發(fā)展現(xiàn)狀

自2008年底我國首次提出智慧城市以來，城市的公共交通逐步向智慧化發(fā)展，2011年交通運(yùn)輸部在“十二五”規(guī)劃更是明確指出，智慧交通將是未來交通運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)展的重中之重。如今，我國部分城市在智慧交通系統(tǒng)構(gòu)建方面已卓有成效，北京市在推動(dòng)智慧交通場景應(yīng)用創(chuàng)新方面，基于智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施和智慧交通云腦能力，從“企業(yè)運(yùn)營、社會(huì)出行、交通治理”三個(gè)方面推進(jìn)九大領(lǐng)域66項(xiàng)智慧交通重點(diǎn)應(yīng)用場景建設(shè)。包括站內(nèi)AR導(dǎo)航、預(yù)約進(jìn)站、停車無感支付、網(wǎng)約車聚合約車、車路協(xié)同信息服務(wù)、服務(wù)區(qū)充電樁預(yù)約、公交車輔助駕駛等場景;上海市圍繞智慧出行、智慧管理與決策、智慧運(yùn)營和智慧物流，形成本市智慧交通總體布局，大力推進(jìn)城運(yùn)系統(tǒng)道路交通管理子系統(tǒng)（“IDPS系統(tǒng)”）建設(shè)，通過感知人、車信息，運(yùn)用數(shù)據(jù)模型智能誘導(dǎo)交通、主動(dòng)降壓事故、有效緩解擁堵;廣州市作為全國智能網(wǎng)聯(lián)車與智慧交通試點(diǎn)城市，提倡統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)模式，為車路協(xié)同提供一種可行方案，構(gòu)建了車路協(xié)同的基礎(chǔ)技術(shù)框架，明確提出了系統(tǒng)、分類、子系統(tǒng)、組成單元四層結(jié)構(gòu)，并從人、車、路、云、圖等多個(gè)維度進(jìn)行劃分。

2.2 我國智慧交通發(fā)展趨勢

2.2.1 綜合交通智慧化協(xié)同與服務(wù)

近年來，各種運(yùn)輸方式發(fā)展迅速，但這些運(yùn)輸方式之間的信息交互服務(wù)不及時(shí)，限制了綜合運(yùn)輸協(xié)調(diào)和高效服務(wù)[3]。未來，隨著綜合交通的發(fā)展和出行便捷的要求，信息共享和智能服務(wù)技術(shù)將得到充分的發(fā)展和應(yīng)用。未來將逐步完成各種運(yùn)輸設(shè)備的集成、基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)字設(shè)備的集成、運(yùn)營調(diào)度與服務(wù)的集成，不斷提高信息交互服務(wù)水平，全面實(shí)現(xiàn)綜合運(yùn)輸方式之間的信息共享。

2.2.2 智慧交通管理各系統(tǒng)信息集成與共享

涉及智慧交通管理系統(tǒng)部門眾多，如公管部門、交管部門、城建部門等多個(gè)職能部門。但是目前各部門之間缺乏有效、及時(shí)的信息溝通，導(dǎo)致一系列資源分散問題，例如部分機(jī)構(gòu)設(shè)置冗余、信息重疊或脫節(jié)、各系統(tǒng)間相互獨(dú)立。而通過跨轄區(qū)的信息共享、部署和管理，實(shí)現(xiàn)信息資源的無縫銜接，是智慧交通管理系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

2.2.3 交通運(yùn)輸系統(tǒng)安全運(yùn)行智慧化保障

交通安全一直是交通領(lǐng)域存在的問題，智慧交通系統(tǒng)安全運(yùn)行將是未來發(fā)展的主要方向。未來確保運(yùn)輸系統(tǒng)安全運(yùn)行的重點(diǎn)將是利用現(xiàn)代信息技術(shù)分析事故原因、演變規(guī)律和控制策略，從“人-車-路”協(xié)調(diào)的角度設(shè)計(jì)集成運(yùn)營安全和有效管控的主動(dòng)安全技術(shù)和管理方法。

2.2.4 智慧交通系統(tǒng)技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)化體系的完善

我國現(xiàn)有的智慧交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化體系是20世紀(jì)末結(jié)合我國國情發(fā)展起來的。系統(tǒng)技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)化體系對(duì)智慧交通系統(tǒng)的發(fā)展起到了積極的作用。同時(shí)，在智慧交通系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展中，開發(fā)研究了許多智慧交通的新應(yīng)用和新技術(shù)，并且在許多領(lǐng)域取得了顯著成效?？偨Y(jié)已有發(fā)展成果，積極了解國際新技術(shù)發(fā)展趨勢，學(xué)習(xí)國際良好的智慧交通建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來完善智慧交通系統(tǒng)體系框架，將是未來智慧交通系統(tǒng)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要工作。

2.2.5 智慧交通產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈跨界融合

發(fā)展并應(yīng)用新技術(shù)為出行者提供更加完善、準(zhǔn)確、精細(xì)的服務(wù)，將是未來智慧交通系統(tǒng)面臨的新挑戰(zhàn)。這些服務(wù)的提供將加速交通產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的跨界融合，汽車制造業(yè)、汽車服務(wù)業(yè)、交通運(yùn)營服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)、信息服務(wù)、智慧交通等行業(yè)的融合發(fā)展將是大趨勢。

3 智慧交通的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

3.1 智慧交通的關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1 V2X網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

是在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)集成和頻譜資源共享的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高度智能化的車路通信與協(xié)作，達(dá)到無處不在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋（如5G、DSRC、RSRC、WIFI等）效果，車路協(xié)同系統(tǒng)如圖2所示。

3.1.2 高精度地圖技術(shù)6956D528-B5F4-4810-A7C1-094204267FA1

利用集成無線定位、衛(wèi)星定位、車輛自主定位、慣性導(dǎo)航定位、路邊設(shè)施輔助定位和高精度地圖，可以實(shí)現(xiàn)大型車輛在智能道路上的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位。

3.1.3 車輛隊(duì)列技術(shù)

通過距離檢測傳感器、車與車及車與路通信技術(shù)使車輛保持安全距離，從而使車流保持整體的一致性。

3.1.4 無線充電技術(shù)

智能道路上配置了無線充電模塊，太陽能等新能源提供動(dòng)力，大大降低了電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池容量，也減少了能源排放，降低了電動(dòng)汽車的運(yùn)營成本。

3.1.5 道路智能材料技術(shù)

道路智能材料能夠獨(dú)立感知、分析、處理和評(píng)估環(huán)境。這些優(yōu)越的特點(diǎn)賦予了路面能量收集、自動(dòng)診斷和信息交互等智能功能，提高了道路服務(wù)能力。

3.1.6 面向主動(dòng)安全的道路控制技術(shù)

通過在道路基礎(chǔ)設(shè)施中添加超前預(yù)測、實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)感知、自動(dòng)修復(fù)等工作模塊，提高道路行駛安全性和穩(wěn)定性。

3.1.7 車路交互技術(shù)

出行即服務(wù)（MAAS）旨在建立一個(gè)基于共享交通模式和智能信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化交通系統(tǒng)。

3.1.8 結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施的智能決策與規(guī)劃

包括單車智能決策行為（換道、超車、并入交通流等）和多車協(xié)同運(yùn)動(dòng)規(guī)劃（求解多車路徑或軌跡的過程）。

3.2 智慧交通的應(yīng)用——以西安市為例

3.2.1 西安智慧交通實(shí)施現(xiàn)狀

近年來西安經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人口和機(jī)動(dòng)車保有量持續(xù)攀升，但城市交通基礎(chǔ)設(shè)施不足，道路常年擁擠。有效控制西安交通擁堵離不開智慧交通的創(chuàng)新實(shí)踐，特別是面對(duì)全運(yùn)會(huì)等全國性大型賽事，交通領(lǐng)域的智能升級(jí)和智慧管理迫切需要更多的科技和理念的創(chuàng)新和支持，智慧交通系統(tǒng)的構(gòu)建及改造極大程度地緩解了西安道路的壓力，增強(qiáng)了交通系統(tǒng)調(diào)度的靈活性，提升交通部門管理能力，有效解決了西安道路擁堵的難題。

（1）點(diǎn)-線-面流量實(shí)時(shí)精準(zhǔn)感知。改造前，西安市交警只能通過計(jì)數(shù)的方式統(tǒng)計(jì)交通量，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且收集的數(shù)據(jù)難以形成系統(tǒng)。改造后，地磁、雷電視覺和大數(shù)據(jù)三種不同數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)城市道路口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過中心大腦篩查為點(diǎn)、線、面信號(hào)調(diào)控提供充分的決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)城市信號(hào)優(yōu)化從依靠人工經(jīng)驗(yàn)向科學(xué)準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)變。

（2）綠波路段自動(dòng)識(shí)別。以互聯(lián)網(wǎng)路況大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合智能信號(hào)控制系統(tǒng)，構(gòu)建了“西安交警大數(shù)據(jù)+信號(hào)智能調(diào)優(yōu)平臺(tái)”，該平臺(tái)已成為城市超過1 300個(gè)信號(hào)燈控制的核心，該平臺(tái)根據(jù)城市交通流量的動(dòng)態(tài)變化，達(dá)到智能化，快速識(shí)別綠波線、綠波網(wǎng)絡(luò)、擁堵線、擁堵區(qū)域、自適應(yīng)交叉口的目的，大大提高了工作效率。

（3）綠波方案自動(dòng)生成。基于識(shí)別出的自適應(yīng)交叉口、綠波路段和綠波網(wǎng)絡(luò)，智能調(diào)度系統(tǒng)可以根據(jù)流量變化自動(dòng)劃分信號(hào)控制周期，生成綠波協(xié)調(diào)方案和交叉口相位配時(shí)方案，不斷優(yōu)化迭代，輸出多樣化的評(píng)價(jià)指標(biāo)[4]。該系統(tǒng)改進(jìn)了傳統(tǒng)的信號(hào)調(diào)諧模式。通過系統(tǒng)的自動(dòng)智能調(diào)諧，在保證調(diào)諧效果的基礎(chǔ)上，減少交通延誤，改善出行體驗(yàn)。

（4）信號(hào)燈運(yùn)行態(tài)勢實(shí)時(shí)監(jiān)控。在西安“大數(shù)據(jù)+信號(hào)優(yōu)化監(jiān)控平臺(tái)”運(yùn)行概覽頁面中，交警可以方便地監(jiān)控各路口交通運(yùn)行狀態(tài)和變化趨勢。該平臺(tái)不僅可以顯示正常的路口和異常路口的實(shí)時(shí)情況，優(yōu)化相關(guān)路口的一系列數(shù)據(jù)，也可以為每個(gè)路口進(jìn)行評(píng)分，統(tǒng)計(jì)分析路口產(chǎn)生異常的原因，準(zhǔn)確地判斷故障信息。圖3為西安市“大數(shù)據(jù)+信號(hào)優(yōu)化監(jiān)視平臺(tái)”頁面。

（5）信號(hào)優(yōu)化情況一鍵監(jiān)視?！拔靼步痪髷?shù)據(jù)+信號(hào)智能調(diào)諧平臺(tái)”還可以執(zhí)行城市信號(hào)運(yùn)行策略的實(shí)時(shí)監(jiān)控。依據(jù)各種道路動(dòng)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行路況評(píng)價(jià)和健康狀況排名。與此同時(shí)，該系統(tǒng)還可以計(jì)算城市的實(shí)時(shí)擁堵里程、擁堵指數(shù)和平均速度，協(xié)助交警進(jìn)行信號(hào)燈科學(xué)控制。

（6）互聯(lián)網(wǎng)路況和視頻數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)迅捷信號(hào)優(yōu)化。該平臺(tái)還連接到互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)和全市視頻監(jiān)控?cái)z像頭。信號(hào)調(diào)諧人員可以查看視頻監(jiān)控現(xiàn)場，并結(jié)合路網(wǎng)地圖的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)擁堵的路口采取人工措施。

3.2.2 完善西安智慧交通系統(tǒng)的措施

（1）提升系統(tǒng)協(xié)同能力。智慧交通系統(tǒng)由1個(gè)平臺(tái)，6個(gè)子系統(tǒng)耦合而成，各個(gè)子系統(tǒng)之間既相互獨(dú)立又間接為其他子系統(tǒng)提供服務(wù)，因此政府應(yīng)提前做好詳盡規(guī)劃，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮各到子系統(tǒng)之間的密切配合;另一方面，需要建立統(tǒng)一的智慧交通系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能為子系統(tǒng)的對(duì)接融合提供有力的技術(shù)保障。

（2）強(qiáng)化數(shù)據(jù)挖掘能力。目前來看，西安智慧交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘能力相對(duì)較弱，而大數(shù)據(jù)系統(tǒng)是整個(gè)智慧交通系統(tǒng)的核心，因此要完善智慧交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)池，豐富平臺(tái)業(yè)務(wù)，保證集成平臺(tái)平穩(wěn)運(yùn)行;西安市有關(guān)交通部門應(yīng)該加強(qiáng)服務(wù)于智慧交通隊(duì)伍的人才建設(shè)，重點(diǎn)培養(yǎng)大數(shù)據(jù)、人工智能方面的優(yōu)秀人員，目標(biāo)為深度優(yōu)化數(shù)據(jù)算法，提高數(shù)據(jù)的提取能力，加以綜合利用。

（3）提升交通控制系統(tǒng)智慧水平。當(dāng)前西安智慧交通控制系統(tǒng)仍存在許多問題，如：智慧交通信號(hào)機(jī)不夠穩(wěn)定、“啞設(shè)備”大量存在、交通系統(tǒng)檢測器不足、平臺(tái)功能應(yīng)用缺乏等，解決上述問題的關(guān)鍵在于需要尋求更好的交通控制終端，提高信號(hào)機(jī)的使用效率、增加聯(lián)網(wǎng)交通控制設(shè)備的數(shù)量、完善交通控制系統(tǒng)平臺(tái)，彌補(bǔ)應(yīng)用功能不足的缺陷[5]。

（4）改進(jìn)調(diào)度指揮系統(tǒng)。針對(duì)西安智慧交通系統(tǒng)調(diào)度指揮效率偏低，應(yīng)參照管理經(jīng)驗(yàn)豐富的城市的“可視一體化”模式，即構(gòu)建一個(gè)具有可視化移動(dòng)指揮、共享交互、發(fā)布服務(wù)的集成調(diào)度指揮系統(tǒng)。對(duì)調(diào)度指揮系統(tǒng)進(jìn)行改革創(chuàng)新，升級(jí)至前沿的系統(tǒng)硬件設(shè)施，從而降低指揮成本。

4 結(jié)語

綜上所述，我國智慧交通發(fā)展已經(jīng)取得了良好的成效，但還存在規(guī)劃能力欠缺、市場刺激不足、創(chuàng)新能力較弱等問題，但這也帶來了更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。從長遠(yuǎn)來看，未來智慧交通建設(shè)將與智慧城市建設(shè)更加緊密，最終實(shí)現(xiàn)我國從“交通大國”向“交通強(qiáng)國”的升級(jí)。

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收稿日期：2022-03-28

作者簡介：黃紫竹（1994—），女，本科，助理工程師，從事機(jī)電檢測和運(yùn)營管理等工作。6956D528-B5F4-4810-A7C1-094204267FA1