史琳 黃漢 陳鑫鳴 張鑫博 章銀銀 沈敏強(qiáng)

摘 ?要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，在國家政策引導(dǎo)下，智慧交通成為解決城市交通問題的有力工具。在智慧交通建設(shè)和探索過程中，當(dāng)前已取得了初步成果，這極大的推動(dòng)了道路建設(shè)和管理運(yùn)維的快速轉(zhuǎn)型?；诖耍疚尼槍?duì)目前智慧交通存在的問題，深度分析智慧交通內(nèi)涵，提出面向未來的智慧交通技術(shù)架構(gòu)，強(qiáng)化智慧道路事件應(yīng)用場景，為推動(dòng)智慧交通長足發(fā)展提供思考。

關(guān)鍵詞：智慧交通;信息技術(shù);智慧照明;車路協(xié)同;智慧停車

中圖分類號(hào)：F542 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）03-0000-00

0 前言*

交通是城市運(yùn)行和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)脈，為實(shí)現(xiàn)城市交通的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，加大城市能效發(fā)揮，智慧交通建設(shè)成為目前解決城市交通問題的重要技術(shù)手段。智慧交通是智慧城市建設(shè)的重要構(gòu)成內(nèi)容，黨的十九大報(bào)告將建設(shè)“交通強(qiáng)國”作為強(qiáng)國戰(zhàn)略目標(biāo)之一，為此國務(wù)院、交通運(yùn)輸部等相關(guān)部門發(fā)布了一系列的政策來指導(dǎo)和規(guī)范智慧交通行業(yè)的發(fā)展。

國內(nèi)在經(jīng)歷了數(shù)年的基建浪潮后，交通向數(shù)字化、自動(dòng)化、智慧化轉(zhuǎn)型成為了必然趨勢。在新時(shí)代和面向未來的發(fā)展需求下，必須將新技術(shù)和道路、交通相結(jié)合，建立新時(shí)代下的智慧交通和運(yùn)營治理體系，構(gòu)建智慧交通出行場景，創(chuàng)造更加美好的生活場景。

1 智慧交通解析

1.1 智慧交通內(nèi)涵

智慧交通是一種智能化的交通模式，將電子、通信、計(jì)算機(jī)、控制、傳感和檢測等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于各種交通運(yùn)輸系統(tǒng)中，通過實(shí)時(shí)信息傳輸來提高交通的安全性、效率，改善交通狀況，并將其運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系[1]。

目前，我國城市交通主要存在以下問題：（1）道路交通事故頻發(fā)，危害公共和個(gè)人安全;（2）我國城市道路擁堵時(shí)間長，車輛行駛平均時(shí)速低;（3）市內(nèi)道路停車難，停車泊位難找，待泊車輛低速行駛導(dǎo)致整體車流速度降低，甚至引發(fā)交通事故，加劇擁堵。諸如此類的交通問題，給管理者帶來了較大壓力。

針對(duì)以上問題，智慧交通以解決實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)，并且以人為本，對(duì)城市交通進(jìn)行管控，使得城市道路在保持美觀的同時(shí)，可以有效提高資源的合理運(yùn)用率，減少能源消耗、降低道路運(yùn)營成本并且保障行人和車主的人身安全，解決了民生問題，構(gòu)建了人民滿意的交通環(huán)境。

1.2 智慧交通目前存在的問題

智慧交通是一個(gè)綜合性系統(tǒng)，其信息量大，易形成信息孤島，信息共享程度對(duì)于項(xiàng)目建設(shè)協(xié)同的影響較大。目前在智慧交通研究和建設(shè)運(yùn)營過程中，主要存在以下問題：

1.2.1 缺乏統(tǒng)一性

在傳統(tǒng)的公路設(shè)施智慧化建設(shè)中，道路建設(shè)與智慧化設(shè)備建設(shè)彼此分割，國內(nèi)極度缺乏能夠整合道路、交通、安防、景觀等各領(lǐng)域各專業(yè)一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1.2.2 缺乏適應(yīng)性

國內(nèi)智慧交通建設(shè)開發(fā)尚處于起步階段，還未形成自有理論及方法。各地智慧交通規(guī)劃設(shè)計(jì)明顯處于模仿、照搬的階段。對(duì)于如何結(jié)合國內(nèi)智慧城市建設(shè)的整體要求，在生態(tài)城市、人本城市等方面創(chuàng)新發(fā)展，還未進(jìn)行深入研究，無法適應(yīng)現(xiàn)階段中國特色城市發(fā)展的新方向。

1.2.3 缺乏經(jīng)濟(jì)性

當(dāng)前國內(nèi)智慧交通的建設(shè)多以廣泛存在的路燈為載體，對(duì)路燈的桿體進(jìn)行升級(jí)替換，堆砌了監(jiān)控、廣播、LED屏幕、充電樁、環(huán)境檢測、通信基站等各類功能，雖然滿足了當(dāng)前道路交通的需求，但是路燈桿的升級(jí)成本過高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了絕大部分城市的承受力，制約了智慧交通的發(fā)展。

1.2.4 缺乏前瞻性

當(dāng)前智慧交通的建設(shè)，以解決當(dāng)前有明確需求的功能為主，這是符合產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)利益訴求的必然方式，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G通訊技術(shù)、大數(shù)據(jù)及AI技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)城市精細(xì)化管理的需求也必將與日俱增，因此必須將可持續(xù)發(fā)展作為根本要求，在這種情況下，智慧交通的規(guī)劃設(shè)計(jì)，不能僅僅滿足當(dāng)下城市發(fā)展，還必須具有一定前瞻性，而目前智慧交通規(guī)劃設(shè)計(jì)在此方面的研究還極度欠缺。

2 智慧交通技術(shù)架構(gòu)

在智慧交通建設(shè)方面，推動(dòng)道路感知網(wǎng)絡(luò)與基礎(chǔ)設(shè)施同步規(guī)劃、同步建設(shè)，在重點(diǎn)路段實(shí)現(xiàn)全天候、多要素的狀態(tài)感知，打造融合高效的智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施。

如上圖1所示，智慧交通立足于道路基礎(chǔ)設(shè)施，通過智慧化改造獲取數(shù)據(jù)底盤，利用先進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸方式，獲取智慧交通數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過人工智能、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、目標(biāo)檢測、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)數(shù)據(jù)智能中心和智慧交通可視化平臺(tái)，并以此為基礎(chǔ)，在實(shí)際道路場景中應(yīng)用，構(gòu)建智慧出行場景和交通運(yùn)營管理新模式。

3 智慧交通應(yīng)用場景

3.1 智慧化照明

智慧化基礎(chǔ)設(shè)施是智慧交通建設(shè)的基石，在傳統(tǒng)城市道路設(shè)施基礎(chǔ)上，融合物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)，整合信息數(shù)據(jù)，對(duì)原有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化抽象[2]。

智慧路燈是智慧交通的主要載體，是道路智能化感知數(shù)據(jù)的主要來源。智慧路燈集成石墨烯大功率照明模組、高清攝像頭（球機(jī)和槍機(jī)）、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、廣播設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)（wifi）、信息交互LED屏幕、物聯(lián)網(wǎng)中繼設(shè)備、SOS呼叫器、太陽能板、充電樁等，對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃與管理，對(duì)搭載件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并預(yù)留相應(yīng)擴(kuò)展接口，實(shí)現(xiàn)智慧道路桿件的快速拆裝、增減、維護(hù)等，適應(yīng)智慧道路桿件在不同道路環(huán)境和場景下的使用需求。

通過智慧路燈智能化感知，建立路燈亮度和方向與周圍環(huán)境之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)亮度和方向的智能調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)路燈精益化和節(jié)能化控制。

3.2 路面設(shè)施運(yùn)維

道路是智慧交通的重要承載基礎(chǔ)，因此維護(hù)路面本體健康和道路設(shè)施健康是智慧交通建設(shè)的重要內(nèi)容，其能保證交通正常運(yùn)行。

采用視頻分析、圖像處理與深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測技術(shù)，結(jié)合道路管理系統(tǒng)異常場景信息（如車輛繞行信息）等，對(duì)照明異常、路面病害、井蓋異常、路面標(biāo)線異常、道路積水、護(hù)欄損毀、標(biāo)牌標(biāo)識(shí)損毀、單車亂停亂放等問題實(shí)現(xiàn)智能感知，智能監(jiān)測和評(píng)估道路路面設(shè)施健康狀況，引導(dǎo)城市道路路面設(shè)施遠(yuǎn)程智能化管理和運(yùn)維，指導(dǎo)相關(guān)部門及時(shí)對(duì)道路病害進(jìn)行精準(zhǔn)化修復(fù)等，實(shí)現(xiàn)路面設(shè)施運(yùn)維體系的信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、動(dòng)態(tài)化建設(shè)。

3.3 智慧交通管理與控制

聯(lián)動(dòng)道路中智能感知設(shè)備，結(jié)合多模態(tài)信息融合關(guān)鍵技術(shù)，通過視頻監(jiān)控、移動(dòng)設(shè)備接入量等關(guān)鍵信息，建立智慧道路交通管理系統(tǒng)。感知道路交通流量信息、人流量信息、擁堵程度信息等，實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈、潮汐車道的智能控制，及時(shí)在道路桿件交通誘導(dǎo)屏上發(fā)布交通信息，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)道路交通信息及時(shí)預(yù)警與研判[3]。

3.4 路側(cè)停車管理

從服務(wù)城市監(jiān)管角度出發(fā)，提升道路路側(cè)停車智慧管控能力，以高低位智能監(jiān)控和物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)， 充分利用道路路側(cè)智能感知設(shè)備，可建立道路路側(cè)停車場無感出入、無感支付、無人值守系統(tǒng)，提升道路路側(cè)資源管控能力。借助跨攝像頭下多鏡頭融合視頻圖像處理技術(shù)，通過融合多鏡頭、聚合多算法，在多重深度學(xué)習(xí)算法的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)路側(cè)泊位多目標(biāo)智能監(jiān)測、違章停車檢測、車牌智能識(shí)別、以及車輛?？繝顟B(tài)智能識(shí)別、泊位違法占用等。通過潮汐規(guī)律、停車導(dǎo)流預(yù)測等數(shù)據(jù)分析，為城市靜態(tài)停車資源管理運(yùn)營提供依據(jù)，有效提高城市車位周轉(zhuǎn)率，緩解因停車問題引發(fā)的交通擁堵。規(guī)范統(tǒng)一的API接口對(duì)接智能感知設(shè)備，以采集道路內(nèi)外停車數(shù)據(jù)，打破傳統(tǒng)車場信息“孤島”，實(shí)現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)管理城市所有道路路側(cè)停車場。

3.5 車路協(xié)同

以智慧燈桿和智慧公交站候車廳為載體，可實(shí)現(xiàn)道路交通要素和公交行駛狀態(tài)要素的直接交互，對(duì)公交路線、速度等進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)智能公交報(bào)站及到站時(shí)間預(yù)測等重要功能。采用先進(jìn)的無線通信和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，整合智慧道路中所有關(guān)鍵要素，提供技術(shù)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車和智慧交通中各交通要素的直接交互[4]，為自動(dòng)駕駛提供關(guān)鍵輔助信息，為未來自動(dòng)駕駛的應(yīng)用提供有力支撐和技術(shù)支持。

4 結(jié)語

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)應(yīng)用、人工智能等新一代技術(shù)的快速發(fā)展，道路攜帶的數(shù)據(jù)資源進(jìn)一步增加，“連接一切、跨界融合”將持續(xù)催生道路運(yùn)輸新模式、新業(yè)態(tài)，這要求智慧交通強(qiáng)化互聯(lián)網(wǎng)思維，搭建政企合作平臺(tái)，大力推動(dòng)新技術(shù)與智慧道路融合創(chuàng)新發(fā)展。

智慧交通是新時(shí)代下社會(huì)發(fā)展和國家政策支持出現(xiàn)的必然產(chǎn)物，是新基建背景下的必需品。智慧交通必須面向未來，因此智慧交通必須以目標(biāo)為核心，依據(jù)功能和需求設(shè)計(jì)智慧交通體系，完善頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃，系統(tǒng)性解決目前交通問題，滿足現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展和人民出行需求。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2021-02-01

作者簡介：史琳（1988—），女，北京人，碩士研究生，工程師，從事新基建相關(guān)工作。

Abstract： With the rapid development of information technology， under the guidance of national policies， intelligent transportation has become a powerful tool to solve urban traffic problems.In the process of intelligent transportation construction and exploration， preliminary achievements have been made， which greatly promotes the rapid transformation of road construction and management operation and maintenance.Based on this， this paper deeply analyzes the connotation of intelligent transportation in view of the existing problems of intelligent transportation， puts forward the technology framework of intelligent transportation for the future， and strengthens the application scenarios of intelligent road events， so as to provide thinking for promoting the long-term development of intelligent transportation.

Keywords：intelligent transportation; information technology; intelligent lighting; Vehicle-road collaborative system; Intelligent Parking