智慧交通在高速公路中的应用研究

赵东慧

摘   要：文章简单介绍了如何利用大数据、GPS等技术，实现高速公路雾天安全行驶的智能指挥。

关键词：高速公路;交通管理;大数据

随着社会经济的快速发展，我国的高速公路已形成了四通八达的快速公路运输通道，原有的交通管理与规划模式难以满足当前复杂的交通需求。交通管理部门需要更先进的举措来改善交通环境、控制和管理交通流量等问题。大数据技术的出现为交通管理部门打开了新思路，通过对交通流量的监控、交通引导系统以及交通需求预测等，帮助交通部门更好地管理和监控高速公路道理交通流量、安全等问题。

1    相关概念介绍

智慧交通是以智能交通系统（Intelligent Transport System，ITS）为基础，在交通领域中充分运用物联网、云计算、互联网、人工智能、自动控制、移动互联网等技术，通过高新技术汇集交通信息，对交通管理、交通运输、公众出行等交通领域全方面以及交通建设管理全过程进行管控支撑，使交通系统在区域、城市甚至更大的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力，以充分保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行效率和管理水平，为通畅的公众出行和可持续的经济发展服务。

智能交通系统是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统[1]。

2    相关背景介绍

随着全国高速公路行车里程和车辆数量的迅速增长，行车安全问题日益突出，特别是雾天情况下的行车问题逐渐成为制约高速公路带来经济效益的瓶颈。当遇到大雾等恶劣天气时，高速公路出现通行能力下降、堵塞、封闭现象，甚至会发生车辆连环追尾事故，导致大量财产损失的同时，也造成人员伤亡。因此，大多数高速公路管理部门，采取压减高速公路运载量的方式避免事故发生。但是耗费大量资金建设的高速公路却因此不能发挥其功能，对运输企业的效益、旅客的出行、货车的及时送达及工商企业的正常生产经营活动都造成了不利的影响。针对这些问题，亟需实现雾天高速公路精细化管理，保障安全通行[2]。

3    系统功能简述

高速公路雾天智能指挥管理服务项目由雾天行车服务管理中心子系统、雾天上路许可管理子系统、收费站通行子系统、雾天驾驶子系统（即用户手机APP）4个部分组成。通过与目前已有平台或系统的对接，获取必要的信息数据，节省平台整体建设成本。同时，实现各单位和部门的信息连通，打破“信息孤岛”，使得数据互通互用，形成整体的大数据格局，为后续的工作提供必要的数据基础和应用基础[3]。

3.1  总体设计

根据对目前高速雾天行车安全问题的分析，建立高速雾天智能指挥管理服务平臺。以标准为指导、以平台为基础、以安全为保障、以数据为核心，综合利用构件技术，统筹规划、设计系统框架体系，建设高可用、高可靠、高可控、高内聚、松耦合的宏观高速雾天智能指挥管理服务平台的总体体系架构。

3.2  系统逻辑架构

高速公路雾天智能指挥管理平台是通过综合数据管理，收集全国道路货运车辆公共监管与服务平台、交通安全综合服务管理平台、公安交通集成指挥平台、高速公路出行信息服务网和当地气象信息共享平台的交互数据并汇总，并将数据推送给相应用户，达到信息认证、数据互通、数据流动和信息收集的效果，从而完成不同用户顺畅交互和信息共享的目标。系统逻辑架构如图1所示。

3.3  设计思路

利用现有资源，接入可利用的平台和设备，通过系统整合、数据互通的方式打破各个部门间的数据壁垒，合理利用云平台技术、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）技术、气象检测数据、手机移动APP形成一套全方位、立体、高安全、可追溯的高速公路雾天安全行驶智能指挥管理服务措施，实时监测驾驶人驾驶是否规范，保障雾天行车安全。

3.4  系统流程及功能

系统的流程主要包含驾驶员登记认证、管理单位审批许可、收费口检查及放行、路面行驶及提醒、车辆驶离高速5个大流程。

3.4.1  驾驶员登记认证流程

驾驶员通过用户APP进行登记和认证。用户首先需要下载APP进行用户注册，填写必要的个人信息，如姓名、手机号码、驾驶证号等，并进行注册手机号的真实性验证。验证通过后用户可自主绑定需要进行雾天行驶许可认证的机动车，通过机动车牌照和注册时预留的手机号码进行验证，即系统会向需要绑定的车辆车主（或企业联系人）预留的手机号码发送短信验证码，填入正确的验证码后即可将当前用户与车辆绑定。车辆绑定后，用户可对已绑定车辆进行雾天上路认证的申请，按规定填写制式表格，提交到高速公路交警认证管理部门进行审批。高速公路交警认证管理部门根据管理政策进行审批，通过后下发雾天高速公路行驶认证证明。

3.4.2  管理单位审批许可流程

高速公路交警认证管理部门按用户申请进行许可审批，需要核准两方面内容：（1）审核车辆定位装置安装及认证情况。（2）审核用户提交的申报资料都符合要求的情况下，审批通过。其中，车辆定位装置安装及认证情况通过与全国道路货运车辆公共监管与服务平台对接进行获取。

3.4.3  收费口检查及放行流程

当高速公路有雾，且能见度在50 m以上时，高速公路收费口开启雾天特许车辆放行专道，供获取雾天许可证明的用户通行。安装用户需在高速收费岗亭使用APP扫描二维码进行身份认证，认证后，高速收费岗亭工作人员能够获取该车信息，同时，获取该车牌对应的车载卫星定位装置，北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）和GPS，即GPS/BDS的位置信息。收费站工作人员根据路况及车辆信息等对车辆流量进行监控及控制。

3.4.4  路面行驶及提醒流程

用户通过收费口检验，上路行驶过程中需保持手机APP在线，以便接受监督、及时接收路况和超速提醒。路况信息、限速信息和超速提示信息等均通过APP进行语音播报。

车辆在行驶过程中应该按照提示进行驾驶。GPS/BDS发回的实时位置，反映了当前车辆所在的区段，中心平台将此区段与能见度检测对应区段相匹配从而获取相应的限速值，继而通过APP下发该路段能见度和限速提示。当前方区段能见度发生变化时，用户可通过GPS/BDS或手机接收到中心发出的语音播报通知，提醒用户需要根据提示对车速进行相应调整。

3.4.5  车辆驶离高速流程

当用户驾车驶离高速公路时，通过闸机识别当前车辆的牌照，中心平台对该车辆解除高速行驶模式，用户APP接收到已驶离高速可关闭APP的语音提示。

4    结语

综上所述，采用大数据、GPS、气象检测数据等现代技术，对交通管理、交通运输、公众出行等交通领域进行全方位监管，充分保障交通安全，提高交通系统运行效率和管理水平，保障高速公路雾天不封路，减少高速拥堵，降低安全隐患。

[参考文献]

[1]邓贤锋.“智慧城市”评价指标体系研究[J].发展研究，2010（12）：111-116.

[2]何东.智慧城市创新发展模式和策略探讨[J].信息通信，2012（1）：265-266.

[3]修文群.数字化城市管理[M].北京：中国人民大学出版社，2011.

Abstract：This paper briefly introduces how to use big data， GPS and other technologies to realize the intelligent command of safe driving in foggy days of expressway.

Key words：highway; traffic management; big data