張玉珅 嚴(yán)予彤 楊旌

摘要：交通作為聯(lián)通城市的血脈是智慧城市的重要一環(huán)，伴隨著高新科技的迅猛發(fā)展以及“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的日漸成熟，技術(shù)與交通的結(jié)合愈發(fā)緊密，越來(lái)越多的智慧交通出現(xiàn)在我們的生活中。首先描述了智慧交通的來(lái)源及概念，分析了各國(guó)智慧交通的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了我國(guó)交通當(dāng)前面臨的困境，重點(diǎn)闡述了智慧交通的實(shí)際應(yīng)用以及基于大數(shù)據(jù)的發(fā)展新方向。

關(guān)鍵詞：智慧交通;現(xiàn)狀;大數(shù)據(jù);發(fā)展方向中圖分類號(hào)：U495

收稿日期：2022—02—28DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.05.018

1 智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀

智慧交通是由智能交通發(fā)展演變而來(lái)，具有可持續(xù)性、注重以人為本、能有效地解決道路通行問(wèn)題等特點(diǎn)。2009年，美國(guó)智能交通協(xié)會(huì)首次提出智慧交通的概念—在智能交通的基礎(chǔ)上將物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)融入交通行業(yè)。2012年，我國(guó)在《全國(guó)智慧城市（區(qū)、鎮(zhèn)）試點(diǎn)指標(biāo)體系（試行）》中提出智慧交通的概念，智慧交通是智慧城市的重要一環(huán)。在我國(guó)，智慧交通是指在現(xiàn)有道路基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的IT技術(shù)改進(jìn)交通管理，將交通管理與交通數(shù)據(jù)資源同步，形成包含交通服務(wù)在內(nèi)的智能綜合交通體系。

1.1發(fā)達(dá)國(guó)家智慧交通發(fā)展情況

美國(guó)通過(guò)制定五年計(jì)劃規(guī)劃發(fā)展智慧交通：2010～2014年智能駕駛發(fā)展階段，主要開發(fā)車車通信、車路通信、道路氣象管理等。2015～2019年互聯(lián)車輛發(fā)展階段，通過(guò)DSRC通信傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)駕駛員建議、警告及車輛與基礎(chǔ)設(shè)施的控制。2020～2025年協(xié)同駕駛自動(dòng)化發(fā)展階段，支持自動(dòng)駕駛車輛之間及高速公路基礎(chǔ)設(shè)施之間的安全交互，改善交通基礎(chǔ)設(shè)施性能降低成本。

歐盟委員會(huì)于2010年提出《ITS發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，在歐洲道路上全面地裝配智能交通協(xié)同系統(tǒng)，致力于在2050年實(shí)現(xiàn)交通死亡及重傷人數(shù)趨于零。2012年，歐盟委員會(huì)提出要著重于交通行業(yè)的創(chuàng)新和高新科技。

日本于1992年開始采用視頻偵察系統(tǒng)（VICS）著重解決交通擁堵問(wèn)題，這套系統(tǒng)可以快速獲取交通障礙、停車場(chǎng)、交通管制等信息。2004年采用DSRC通信發(fā)展智慧交通，2014年開展戰(zhàn)略性創(chuàng)新項(xiàng)目研究自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、車路協(xié)同系統(tǒng)，2018年開展第二階段的創(chuàng)新計(jì)劃推動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的開發(fā)和驗(yàn)證，提高公眾對(duì)自動(dòng)駕駛的接受程度。

1.2 我國(guó)智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)智慧交通較發(fā)達(dá)國(guó)家起步晚，但發(fā)展迅速。我國(guó)自20世紀(jì)90年代中期開始研究智能交通系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略、體系框架，2013年交通部提出了“四個(gè)交通”的發(fā)展理念，其中以智慧交通為關(guān)鍵，“四個(gè)交通”相輔相成。

2017年黨的十九大報(bào)告中習(xí)近平總書記首次提出建設(shè)“交通強(qiáng)國(guó)”的發(fā)展戰(zhàn)略。2019年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》指明了智慧交通的發(fā)展方向。交通部部長(zhǎng)在2019年全國(guó)交通運(yùn)輸工作會(huì)議中進(jìn)一步對(duì)“交通強(qiáng)國(guó)”作了闡述，追求高質(zhì)量發(fā)展到2035年基本建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)，本世紀(jì)中期建成交通強(qiáng)國(guó)。

1.3 我國(guó)交通現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)

智慧交通的要點(diǎn)是交通，憑借智慧管理平臺(tái)給居民提供高效安全的出行服務(wù)。車是交通四要素——人、車、路、環(huán)境中的主體。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，人均GDP的不斷增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車保有量一直處于快速增長(zhǎng)的階段。根據(jù)公安部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示：截至2021年12月27日，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量數(shù)量高達(dá)3.91億，每年新登記機(jī)動(dòng)車3 000多萬(wàn)輛，新領(lǐng)證駕駛?cè)? 000多萬(wàn)人，總量和增量均居世界第一。

機(jī)動(dòng)車衣食住行是居民生活不能割舍的四方面，交通是衡量居民幸福指數(shù)的重要指標(biāo)。機(jī)動(dòng)車促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、便利居民的生活的同時(shí)，日益增長(zhǎng)的機(jī)動(dòng)車保有量也不斷地對(duì)“行”發(fā)起新挑戰(zhàn)。

目前交通面臨的主要挑戰(zhàn)有：a.供需求關(guān)系的矛盾，道路基礎(chǔ)設(shè)施承載力不能滿足激增的車流量;b.資源的緊張，傳統(tǒng)的建設(shè)方式不能充分利用土地、環(huán)境、資金等資源;c.服務(wù)能力不足，信息單一且不具有實(shí)時(shí)性和時(shí)效性;d.人員素質(zhì)有待提高，在政策落地的過(guò)程中部分基層人員不具備缺乏現(xiàn)代現(xiàn)代信息技術(shù)能力。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于交通的研究成果

在道路行駛中，實(shí)時(shí)的交通信息就像前行過(guò)程中的指明燈。交通擁堵加上不斷增加的車輛使擁堵變得更加嚴(yán)重。但是如果人們可以實(shí)時(shí)獲取交通擁堵信息，大部分人會(huì)選擇繞路而行，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)也會(huì)減緩擁堵程度。

不對(duì)等的交通信息會(huì)在一定程度上降低了交通的效率，交通信息的全面性、完整性和時(shí)效性是智慧交通的重點(diǎn)，所以信息庫(kù)的建造可以解決這個(gè)棘手的問(wèn)題2。

2.1實(shí)時(shí)公交

實(shí)時(shí)公交、掌上公交是充分利用實(shí)時(shí)信息的典范案例。用戶可利用手機(jī)公交APP隨時(shí)查看公交實(shí)時(shí)到站信息，即避免了乘客“望眼欲穿”的等待也可以幫助用戶合理規(guī)劃出行方案。智能公交是未來(lái)公共交通發(fā)展的必然趨勢(shì)，目前我國(guó)大部分一線城市已完成公交智能化，廈門“掌上公交”日流量高達(dá)75萬(wàn)人，對(duì)減緩交通擁堵有重大意義。

2.2智慧停車場(chǎng)

機(jī)動(dòng)車消費(fèi)持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，“停車難”問(wèn)題日益顯現(xiàn)。城市停車設(shè)施、規(guī)劃、管理等方面的不完善使有限的停車位與無(wú)限的停車需求之間的矛盾愈發(fā)尖銳。智慧停車場(chǎng)能實(shí)現(xiàn)“智能找車位，自動(dòng)繳納停車費(fèi)”，幫助車主快速找到停車位。智能停車場(chǎng)可在時(shí)間和空間上解決停車難問(wèn)題。立體停車場(chǎng)提高了單位體積內(nèi)的停車數(shù)量，線上線下結(jié)合可利用手機(jī)APP獲取停車場(chǎng)信息以提高停車效率。

2.3 綠波帶

司機(jī)在開車時(shí)經(jīng)常遇到一個(gè)綠燈后全是綠燈，或者趕上一個(gè)紅燈就處處紅燈的情況。這主要是因?yàn)槟壳凹t綠燈一般由電腦調(diào)控，一種調(diào)控方法是根據(jù)車流量情況，即車流多時(shí)綠燈時(shí)間長(zhǎng)、車流少時(shí)紅燈長(zhǎng)，另一種調(diào)控方法即是綠波帶。綠波帶意為這條路上的綠燈會(huì)依序亮起，綠燈就像波浪一樣一浪一浪，所以這種調(diào)控方法被形象地稱為綠波帶。一般綠波帶設(shè)計(jì)的時(shí)速會(huì)根據(jù)路況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。假設(shè)道路交通信號(hào)燈按照“綠波帶”原理進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)車輛以60km/h于第一個(gè)路口遇到綠燈，接下來(lái)繼續(xù)以60 km/h的速度行駛，后面經(jīng)過(guò)設(shè)置的路口也將全都是綠燈;遇到紅燈時(shí)不妨調(diào)整下速度，調(diào)整到合適的速度，接下來(lái)的路口也就可以遇到綠燈。

“綠波帶”這一概念準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是指一種相位差，即以駕駛時(shí)速和路口之間間距確定綠燈亮起的時(shí)間差，當(dāng)上游路口的車輛綠燈時(shí)通過(guò)，使用適當(dāng)?shù)乃俣刃旭倳r(shí)，可以在下游路口同樣以綠燈通過(guò)31。合理使用“綠波帶”，可以彈性地控制車流速度，鼓勵(lì)駕駛員以適宜的速度行駛。

3 智慧交通在大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展新方向

3.1實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈實(shí)時(shí)監(jiān)控，減輕交通擁堵

目前城市交通所應(yīng)用的交通信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，通常是通過(guò)分析某時(shí)段當(dāng)中的汽車流量，使用嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的算法，最終得出的使用標(biāo)準(zhǔn)。在不同的城市、不同的時(shí)段以及不同的路段都會(huì)有不大相同的標(biāo)準(zhǔn)，但一般情況下，固定路口固定時(shí)刻的交通信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)不會(huì)出現(xiàn)頻繁更改的情況。智慧交通技術(shù)在不斷的進(jìn)步，但智慧交通信號(hào)燈等技術(shù)正在發(fā)展，并未完全實(shí)現(xiàn)，因而短時(shí)間內(nèi)紅綠燈時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置不會(huì)有顛覆性的變化。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)公路建設(shè)已經(jīng)取得了很大的成功，城市道路的建設(shè)也一直在不斷地改良與優(yōu)化，汽車到達(dá)目的地的路線選擇不斷增加。

通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)于道路車流量數(shù)據(jù)進(jìn)行抓取，能夠?qū)Φ缆返膿矶虑闆r進(jìn)行更加精準(zhǔn)、及時(shí)的播報(bào)，結(jié)合交通信號(hào)燈的實(shí)時(shí)變化、時(shí)長(zhǎng)等信息，利用模擬算法精確計(jì)算、模擬出預(yù)計(jì)擁堵時(shí)間，同時(shí)根據(jù)擁堵時(shí)長(zhǎng)與預(yù)計(jì)到達(dá)距離信息，計(jì)算出當(dāng)前正在行駛道路可行駛車速的合理范圍之內(nèi)，達(dá)到幫助司機(jī)得到合理時(shí)速以避開擁堵的目的。隨著5G技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，獲得信息的效率會(huì)不斷提升，因此得到的計(jì)算結(jié)果也會(huì)更加精確。并且在自動(dòng)駕駛技術(shù)成熟與完善后，與此技術(shù)結(jié)合使用，可以達(dá)到更好的效果，自動(dòng)駕駛控制的車速更為精準(zhǔn)，因此可以更好地應(yīng)用通過(guò)計(jì)算后的最適宜時(shí)速。

與此同時(shí)還應(yīng)給予司機(jī)在路線上的多項(xiàng)選擇。結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)所得信息，并經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的計(jì)算對(duì)比后，選擇用時(shí)最短的路線作為最優(yōu)路線，通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)的方式告知駕駛?cè)耍{駛?cè)丝梢愿鶕?jù)語(yǔ)音提示提前改變行車路線。并且城市交通管理部門也可以考慮平臺(tái)建立與系統(tǒng)管理，在駕駛?cè)舜蠓秶褂猛恢腔劢煌ㄆ脚_(tái)時(shí)，能更有效的管理車流。如出現(xiàn)突發(fā)狀況，可以通過(guò)平臺(tái)對(duì)駕駛?cè)诉M(jìn)行疏導(dǎo)，提前合理分配車流，以避免大規(guī)模擁堵，提高城市交通的整體運(yùn)行效率。

在城市省道和國(guó)道上，時(shí)常有大型貨車行駛，城市內(nèi)部道路當(dāng)中，公交車也屬于大型車輛。小型轎車尾隨大型貨車行駛時(shí)，很難及時(shí)觀察到交通信號(hào)燈的變化。在車流開始前行時(shí)，大部分小型轎車會(huì)選擇觀測(cè)車流的行駛情況，在前車有駕駛趨勢(shì)后再開始行駛，跟隨大型貨車緩慢行駛通過(guò)路口;而當(dāng)車流停止前進(jìn)時(shí)，很容易導(dǎo)致小型轎車被遮擋視線，出現(xiàn)誤闖紅燈、急剎車導(dǎo)致與后車相撞等問(wèn)題。

對(duì)于交通信號(hào)燈狀態(tài)完全未知的情況下，駕駛?cè)四軌虻玫降男畔⒋嬖谝欢ǖ臏笮裕苋菀自斐山煌ㄊ鹿驶虺霈F(xiàn)違法行為。使用大數(shù)據(jù)技術(shù)使得城市交通信號(hào)燈數(shù)據(jù)可觀測(cè)，當(dāng)交通信號(hào)燈數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)出現(xiàn)在用戶的駕駛設(shè)備上時(shí)，用戶可以實(shí)時(shí)觀測(cè)到前方路口的紅綠燈變化狀態(tài)，提前做好相應(yīng)的駕駛準(zhǔn)備，而不只是被動(dòng)觀察，既能提高路口通過(guò)效率，又能減少事故的發(fā)生。

3.2合理利用“綠波帶”，緩解司機(jī)行車負(fù)面情緒

截至2021年底，我國(guó)汽車保有量已經(jīng)達(dá)到3.91億輛，將自駕作為日常通勤方式已經(jīng)成為了主流，私家車為人們的生活提供了便利，然而城市交通問(wèn)題也接踵而來(lái)，城市早晚高峰交通擁堵現(xiàn)象不斷增加，交通事故頻發(fā)，“路怒癥”等新問(wèn)題也不斷出現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)將近60.72%的駕駛?cè)嗽隈{駛過(guò)程中有過(guò)路怒的負(fù)面情緒。

相較于平常，一般司機(jī)駕駛機(jī)動(dòng)車時(shí)更容易產(chǎn)生憤怒、煩躁等負(fù)面情緒。負(fù)面情緒對(duì)于駕駛者的主觀判斷，是會(huì)產(chǎn)生一定不利影響的，有研究表明，帶有憤怒情緒的駕駛者可能會(huì)做出攻擊性駕駛行為，發(fā)生交通事故的風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)增加3.10～5.90倍風(fēng)險(xiǎn)。帶情緒化的駕駛行為多出現(xiàn)于交通擁堵、其他車輛的加塞行為、前車隨意變換車道影響駕駛等情況下51，因此緩解司機(jī)在駕駛過(guò)程中的負(fù)面情緒非常重要。

合理利用“綠波帶”，可以使駕駛?cè)藴p少遇到紅燈以及擁堵的可能性，駕駛過(guò)程更為順暢，從而達(dá)到緩解負(fù)面情緒的作用。目前在國(guó)內(nèi)已有省份嘗試?yán)弥悄芙还芟到y(tǒng)設(shè)置“綠波帶”，成功舒緩交通壓力的案例，以南昌交管部門為例，其為南昌市的多條城市道路設(shè)置了“綠波帶”，2020年南昌市交通擁堵指數(shù)1.27相較于2021年降低了0.04，且平均車速也有所提高，這說(shuō)明設(shè)置“綠波帶”對(duì)于緩解交通擁堵是有效的。

但目前對(duì)于“綠波帶”的使用是有一定限制的，過(guò)快或過(guò)慢的速度、意外交通事故或者道路條件不適宜都會(huì)導(dǎo)致“綠波帶”無(wú)效，駕駛者本人也很難判斷是否需要變換車速以適應(yīng)“綠波帶”，甚至有可能出現(xiàn)一路紅燈的反向情況，為解決這一問(wèn)題，可以轉(zhuǎn)換視角，從駕駛?cè)说慕嵌瘸霭l(fā)，讓駕駛?cè)溯^為準(zhǔn)確地成功應(yīng)用“綠波帶”。

將“綠波帶”概念當(dāng)中的駕駛速度精確為確切的數(shù)字，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)將交通信號(hào)燈實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集并應(yīng)用算法計(jì)算，計(jì)算出相對(duì)準(zhǔn)確的“綠波帶”駕駛速度后，進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)提示供駕駛?cè)藚⒖?，可以有效地減少司機(jī)在駕駛過(guò)程當(dāng)中的停滯次數(shù)，合理避開紅燈;與此同時(shí)，易出現(xiàn)在紅燈時(shí)的前車加塞、變道搶行等行為，也會(huì)因?yàn)橛龅郊t燈次數(shù)減少而得到緩解。駕駛?cè)嗽隈{駛過(guò)程中，也會(huì)因?yàn)轫槕?yīng)“綠波帶”適應(yīng)時(shí)速而保持較為順暢的狀態(tài)，不僅緩解了交通擁堵，還會(huì)減輕司機(jī)的負(fù)面情緒。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)在智慧交通發(fā)展方面屬于后起之秀，發(fā)展迅速，實(shí)時(shí)公交、“綠波帶”等智慧交通成果頻出。但在有大量發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也存在一定挑戰(zhàn)，將智慧交通與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及5G等新興科技結(jié)合至關(guān)重要，高新技術(shù)發(fā)展為智慧交通建設(shè)提供了技術(shù)支撐與保障。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈實(shí)時(shí)監(jiān)控、有效利用“綠波帶”，緩解交通壓力以及駕駛?cè)素?fù)面情緒，為市民提供更加舒適、安全的交通環(huán)境，促進(jìn)智慧交通進(jìn)一步發(fā)展以及智慧城市的實(shí)現(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：

張玉珅，女，2001年生，大學(xué)本科，研究方向?yàn)榻?jīng)濟(jì)管理。