智慧城市中智能交通建设的应用研究

张毅 ZHANG Yi

（中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031）

1 智能交通建设背景

近年来，我国城市交通建设的高速发展和机动车保有量的持续上升，人口和产业的聚集为城市的交通发展带来了严峻挑战，日益严重的交通拥堵和交通安全问题，造成了巨大的环境污染。在当前的大数据时代，在完善交通系统基础设施的基础上，信息化、智慧化的交通管控方式已成为实现交通系统可持续发展的一种重要手段，引起我国政府的高度重视。

结合城市交通体系发展现状，以加快转变社会管理方式、提高便民服务能力为核心，建设协调可持续发展的综合交通体系，打造“畅通、便捷、绿色、安全”的交通环境，建设综合智能交通系统工程，以大数据服务全链条，进一步促进城市交通体系的可持续发展[1-2]。

2 智能交通建设思路

城市智能交通旨在打造一体化智能交通，从服务、管理、决策等角度出发，实现道路交通管理、公共交通管理、货运物流管理、综合枢纽管理、停车管理、交通安全防控为一体的综合智能交通应用。同时，基于交通基础数据、交通业务数据和交通服务数据，利用大数据分析处理技术，构建大数据分析数据仓库和分析模型，开展大数据挖掘分析，使交通大数据服务于智能交通管控全链条，进一步提升城市交通大数据的综合处理能力与应用领域。智能交通系统建设工程建设完成后，能够提升城市道路交通运行效率，缓解城市交通供给与需求矛盾，提高城市交通信息化管理水平，实现城市交通体系可持续发展[3]。具体实现的影响如下：

2.1 提高智慧化管理水平

利用智能交通技术，将分散的调控措施进行整合，实现基于动态交通数据整体调控交通需求结构和时空分布。充分吸收和借鉴国内外智能交通系统的先进理念，立足于交通管理的实际需求，采用先进成熟的技术和设备，建设基础资源共享、接口标准规范、可扩展性良好、高度集成的智能化管理系统。

2.2 提升交通运行管控

能够实现对道路交通信息的全面采集和综合管理；能够实现对道路交通状况的实时监测和判别；能够实现对道路交通拥堵的实时、准确、可靠预测，为后续主动式交通控制和指挥调度提供支撑；能够进一步优化现阶段道路交通信号控制系统，提升单点、干线及区域交叉口的交通需求通过能力；能够提高交通指挥调度的效率，实现调度资源优化配置；能够基于交通大数据的研判分析实现城市路网的交通安全防控。

2.3 提升交通监管能力

能够实现公共交通企业的精细化管理，提高管理效率和水平；提高城市交通运输行业相关数据的统计应用分析能力，提高政府科学决策的依据，提高政府的管理水平和城市形象；提高城市公共客运交通行业的整体规划能力，优化资源配置；实现市民出行方便、快捷，常态化、动态化、智能化的公共交通服务体系。

2.4 缓解交通供需矛盾

在已进行或规划的道路组织优化、基础设施完善、交通流运行感知设备布设的基础上，通过发布信息和控制交通等手段来引导交通，进一步提高现有道路网络设施运营管理效率，引导城市交通流量时空均匀分布，实现城市道路、快速路交通运行的智能化管控，改善城市交通状况。

3 智能交通建设内容

以“资源整合、信息共享、提高效率”为重点，以“一个共享平台，七个应用领域”为智能交通系统建设的总体构架[4]，如图1所示。

图1 智能交通建设内容

3.1 智能交通管理与控制系统

交通指挥中心、综合监测系统、信号区域控制系统和实时信息服务及诱导系统。

3.2 智能公共交通系统建设

对所有监控车辆和使用用户进行实时监控、远程操作的综合管理平台。

3.3 高速公路电子收费系统ETC

路段中心子系统、客服网电子系统、呼叫中心子系统，客服网站子系统、安全设施子系统及配套的联网通信子系统等。

3.4 客货管理与行业管理系统

省际长途综合客运枢纽信息系统和交通运输数据库和综合查询分析系统。

3.5 交通综合信息服务系统

交通网站、公交网、交通服务热线、交通调频广播、电视媒体、动态车载导航仪、手机短信等多种交通信息发布媒介。

4 关键信息技术

4.1 物联网技术

在智能交通领域中应用物联网技术，基于射频识别技术和传感器网络技术，将交通要素唯一化接入互联网络，实现交通要素的互联互通，实时获取交通要素的运行状态和功能状况[5]。

射频识别技术能够实现对数据的实时传输，当车辆行驶到某个特定的区域时，可以收集车辆的各种行驶信息，并且这些收集的数据信息会被快速的解读并且传输到相关的平台进行处理。

在智能交通系统中传感器网络技术的应用实现需要在道路的两侧或者是路面安装传感器。除此之外还需要有网络信号来将这些传感器进行连接，以此形成一个传感网络。通过传感器安装能够对车辆信息进行收集还能对车辆的实时行驶速度进行监控。

4.2 大数据技术

对交通大数据的辅助决策，首先需要对交通数据资源整合和交通数据的综合治理。通过对城市交通基础设施、道路运输的人车户等基础数据进行整合；融合区域出租车、公交车车载信息采集控制终端、视频监控、车辆运行动态数据；接入城市道路布设的电子警察、视频监控数据；通过精细化的交通流采集手段感知城市道路交通运行状况以及信号控制数据，为大数据应用提供充分的数据条件[6-7]。

实现交通数据资源整合之后，对相关数据进行数据清洗和交换，建设一套数据服务管理系统和服务标准，形成交通综合服务数据仓库，从而为智能交通大数据的辅助决策提供数据保障。

通过交通大数据的辅助决策，实现交通状况综合监测预测、交通信号的自动优化控制、公交车和应急车辆的信号优先控制、模拟交通事故和加强交通执法体系等。

4.3 CIM技术

CIM城市信息模型，是BIM建筑信息模型概念在城市范围内的扩展，是实现数字孪生城市的基础和关键。CIM以三维的城市空间地理信息为基础，叠加城市建筑、地上地下设施的BIM信息以及城市物联网信息，构建起三维数字空间的城市信息模型，其主要应用流程如图2所示。

图2 CIM应用流程图

基于GIS+BIM手段集成城市建设规划和招标信息，并通过电子商务及融资平台和公共应用平台对外发布，让项目承建方、合作伙伴、客户及社会公众及时了解相关信息，包括交通展示、旅游文化展示、绿化景观展示、商铺展示、服务区展示、车位分布等。打通“神经网络”，形成现实城市的数字孪生，可以对城市进行全局实时分析，自动调配公共资源，修正城市运行中的缺陷，成为治理城市的超级人工智能。为现实城市中的设计规划、建设施工和运维管理提供赋能实践。

5 智慧城市的重要环节

智慧城市是在数字城市的基础上，运用新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式，是现代城市在推进产业和城市信息化进程中的探索实践。在国家八部委联合下发的《促进智慧城市健康发展的指导意见》（发改高技〔2014〕1770号）中明确指出，智慧城市建设，需依托新技术新业态，以科学顶层设计为指导，以网络信息安全、组织管理制度为保障，通过对信息资源的整合共享与开发利用，实现公共服务便捷化、城市管理精细化、生活环境宜居化、基础设施智能化、网络安全长效化。可见，信息资源的整合共享与开发利用，仍是实现智慧城市的核心支撑。

智能交通作为智慧城市的重要组成部分，同时智能交通又应当作为构建智慧城市的首要任务。智能交通系统将与智慧城市其他应用平台实现信息共享，实现智慧城市平台间的数据协同[8]。未来借助BIM、GIS、物联网、大数据等信息技术，通过感知化、物联化、智能化的方式，可以将城市中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来，成为新一代的智慧化基础设施。智慧城市如图3所示。

图3 智慧城市

智慧城市的价值主要体现在：

5.1 物联网

智慧城市与物联网紧密相连。物联网是“物物相连的互联网”，是在互联网基础上延伸和扩展的网络，它将任何物理的实体都可以进行信息交换和通讯，实现了物物相连。而物联的本质是围绕人来打造的，基于人的数据来串联其他物体，既扩充了物体的属性信息，又得以保证物联数据的鲜活性。

5.2 技术整合

智慧城市拥有海量数据，要真正实现“智慧”，城市需要拥有能够采集和处理海量数据的能力，“云存储、云计算”提供了很好的解决方案。大数据支撑采集端，打造多维感知前端，将社会数据应采尽采。通过整合各类高新技术，如传感技术、物联网技术、大数据分析技术、深度学习技术等，实现数据的流转和分析，挖掘数据隐藏的真正价值。

5.3 智能应用

通过云端的计算能力，结合互联网技术，智慧城市通过集中整合各类信息，并将处理后的各类信息通过网络传递出去，实现资源共享，运转到各类应用平台，实现平台间的信息交互，从而完成信息的增值作用。

6 结论

智能交通正是一个利用计算机技术、通信技术等对城市交通网络实施系统性、整体性管理和监控的有效途径。通过应用信息技术等手段，提升整个交通网络的通行能力，提高交通资源的利用效率，保证城市交通体系的可持续发展，带来可观的经济效益。智能交通是城市交通系统的未来发展方向，也是智慧城市建设的重要构成部分，为促进城市及周边地区的社会经济水平快速增长奠定基础。