智能化技术在市政交通工程自动化控制中的应用

姚延虎、韩洪林、朱涛

（1.山东民丰市政工程有限公司，山东 聊城 252000；2.山东聊建集团有限公司，山东 聊城 252000）

0 引言

智能化技术为城市工程生产管理人员提供了更为科学可信的数据分析支持和运营管理咨询服务。为实现更高效的城市化经营管理，有效降低经营能耗，实现社会效益与经济效益，已成为一项重要且长期的紧迫任务，而市政设施工程企业目前面临着的一些问题，也需要进一步解决。道路交通规划作为城市规划的重要部分，对其实施自动控制能够合理引导道路交通，降低拥堵。智能化技术的使用能够提升自动控制的效能，推动城市的治理。

1 智能化技术在交通智能化管理领域的特点

如今，智能化科技的发展较快，市政工程也逐渐完成了智能化的转变。而智能控制器也逐渐问世，拥有比普通管理设备更好的品质，大大提高了智能管理水平。智能化技术可以提高自动控制的严密性系数。此前，控制器的技术水平不高。如果一个控制系统有复杂的动力学方程，它就可以有效地把握控制，并影响被控对象的设计。智能化技术可以以非常一致的方式处理智能控制数据。智能控制器可以准确地评估输入数据，即使输入数据不经常显示，它还可以快速准确地执行评估工作。控制具有很强的变化性，而且控制也不同，因此控制器的控制效果也不同。智能化技术也无法全面地对控制对象进行把握，尽管控制对象时不需要做出什么行动,也能够获得良好的控制效果,但是不能对全体控制对象进行有效管理，因此在今后的工作中,需要科学的研究智能化控制器,针对不同控制对象科学的分析研究。智能化技术的应用不仅提高了城市交通规划的实用性，而且显著提高了其准确性。

因此，自动控制不仅降低了人员成本，而且提高了运行效率和响应范围。城市交通技术是直接关系到人们生活空间的一个重要范畴。智能化技术的应用范围越大，与城市交通的融合程度越深，人们就越能提高交通法规意识，改善管理，减少安全事故的发生。如今，智能化化技术不断取得突破和创新。5G网络普及后，智能化技术深入城市交通规划的各个方面，为提高城市交通的效率和准确实施提供了重要的辅助作用。

2 智能化技术的作用

2.1 降低劳动力和运营成本

随着中国城镇化进程的不断完善，农村人民对城市的依附程度愈来愈高，城市的发展压力也愈来愈大。合理使用智能化技术，将帮助人类减少对劳动力市场的依赖性。而通过智能思维和强大数据挖掘，更加精细化的城市交通管理可以更显著地节约城市人力资源，从而降低运营成本，是城市交通建设保持健康发展的关键保障。

2.2 摆脱控制模型的局限性

传统的技术管理，通常采取与控制模型兼容的原则。尽管能够进行一定程度的目标筛选，但很容易受到其他因素的影响，从而造成管理准确度降低，或者出现缺陷与偏差。但是随着现代信息技术的不断进步，智能化技术的部署已经能够打破传统单一模式的协调状态，可以通过复杂的大数据算法来检查和筛选动态方程。这种复合动态匹配方式比较科学、有效，其可以正确辨识和评价并提升城市市政交通技术智能化的优势。

2.3 智能化技术控制数据的高度统筹化处理

由于城市规划所产生的信息量很大，对各种数据的合理输入与分类有利于各单位做出更正确的决定，从而推动了城市建设的规范化、科学化发展。智能控制器在现代城市规划中的成熟运用，能够完成对数据的自主收集与录入，并通过set 算法对数据进行分类与分析。在这个过程中，也可依靠智能控制器的高度自动化和智能，从而具有更高的准确度和更全面的数据收集能力，并进行科学决策中的统计分析。

3 智能化技术在城市交通规划自动化管理中的应用

3.1 道路监控系统

控制系统是监控交通流的重要方式，通过智能终端可以实现内部和外围的现场监测功能。在现代城市规划中，它能够更高效地监测和管控重要地点、特殊道路和桥梁，并获取道路的有关资讯，以及设置室外现场设施、应急电话、巡查车辆等。为了对可能出现的道路交通状况和事件加以分析，尤其是分析不良气候条件或特殊道路，并通过计算机监测系统加以管理，必须使得监测体系更为科学。监测体系可以根据先进的监测模型加以设计和分类，将主线联系到匝道控制，利用汽车探测器、应急电话和摄像机收集道路交通信号，利用带宽控制器和有线传输进行主线管理，从而能够实现对交通现场情况的智能化监控，图1为智能配电系统的示意图。

图1 智能配电系统示意图

3.2 室外智能系统

车辆检测器是一个终端设备，主要用来监测路面上是否存在汽车。根据所观测到的原始资料，能够统计汽车数量、速度以及路面利用率等，为制定道路转向政策提供了依据。车辆检测器主要埋于路面下面，主要分为环形线圈感应器和智能处理器。智能处理器主要分为数字处理单元、数据接口单元和识别信息的放大单元等。和其他仪器一样，车辆检测器也能够丰富道路参数，从而澄清各个车道的车辆规模、车速和利用率等情况。测量准确度也相应更高，能够达到90%。检测器还可以自行补偿道路温度，这样就更便于在现场的连续工作。此外，该检测器还可以更有效地存储道路历史数据，并进行标准的计算机外设和调整通讯传输。只要通信讯号中断，数据立即流入计算机中。

3.3 视频监控系统技术

视频监控系统可以更直观地展示道路摄像头范围内的道路条件，分析从道路摄像头中收集的图像，并提供科学决策，采取相应措施改善路面的平整度和稳定性以及通过数字视频记录事故过程，为将来的分析和证据获取提供了基础。内置的监控系统一般使用微光彩色摄像头，在白天的摄像头效果较好，而晚上由于缺乏灯光，则无法达到较好的监测效果。所以，视频监测系统通常需要采用低照度的球形摄像头在彩色与黑白之间自动转换，具备电子监测功能，并可进行集成。图像对比度正常，并且能够自动补偿背景。相机镜头也能够自动调节光圈和焦距。同时，还增强了加热器和空气循环，使毛细水雾等因素不至于直接影响镜片表面，从而能够在任何环境下正常使用。

近年来，视频监控系统也在城市规划中获得了更普遍的运用。视频监控系统一般由前端摄像机和数据传输模块所构成，传输模块在信息传递后发送给后端设备。后端装置一般为硬盘录像机、视频矩阵和录像播放系统。而现在的摄像头通常为高清晰或数字彩色摄像头，它解决了在白天和夜晚等光照变化很大的环境中原来模拟摄像机的模糊对焦和过度曝光等问题，并丰富了图像色彩和图像细节的效果。在特定地区，摄像机中还增设了加热器和空气循环系统，以减少外界原因（如细水雾）的影响，以便保证系统的正常工作。视频像素过滤系统，能够通过从前摄像机中接收来的图像码流，过滤图像的所有像素。通过图像偏移轨迹、色彩变换、光影测量等边界条件，能够对汽车故障、机动车撞击、行人走过、垃圾喷洒等不同路况作出评价，实现整个控制系统的自动评价和路面的稳定安全工作。

3.4 汽车载荷控制

造成道路路面构造破坏的原因之一就是汽车超重或者过载，这也是路面交通事故普遍出现的原因。所以，很有必要控制超重和超载汽车的行驶速度，以保证路面结构的安全和交通安全，从而减少路面维修的成本。汽车的载荷系统、图像数据和充电管理系统也可以和非法汽车的逃逸相结合。限载系统的动态称重控制系统，主要由快速与慢速监测软件两部分构成。车速监测软件能够在车速动态称重中提取硬件数据，以即时记录车辆并记录所获取的历史数据。如果车辆超重或跨境，该计划将发出警报，执法部门应予以注意。它还能够即时监测汽车并显示该车信息，而且仅需监测超载汽车。该界面仅更新超重汽车的消息，外车辆的信息也只被系统接收，而不能显示。

同时高速监控软件方面还能够按照不同的时段查看车辆的状况，并按照情况统计、查看和打印车辆信息。在低速监控软件方面，还能够即时录入车辆，并录入历史数据，以进行数据调查、统计分析、打印等工作。为更好地从收费员界面中反映机动车的拥堵数据，使收费系统可以合理地控制外出车辆通行，还必须把负载限制系统集成到收费管理系统中，并进行互联，以实现对关键信号的共享。而一旦限载管理系统中监测到了超载车辆，系统的自主号牌识别系统就能够有效鉴别超载车辆，从而建立了相关信息库和相应号牌的信息的对应关系，并将数据库信息上传至收费员系统服务器中，以澄清超载车辆列表和即时更新的超载车辆信息。一旦超载汽车经过了负载限制系统所设置的警报后驶离了车道，就可通过汽车充电管理系统的防转功能来检查超载汽车，从而把其从黑名单中剔除。对于超载车辆，应使用收费系统的收费环路功能，在主线收费站检测超载车辆，并向道路交通管理相关部分报告，引导超载车辆到称重控制区检查重量，完成后放行或处罚车辆。

4 智能化技术在市政道路照明和夜间照明中的应用

为落实新城“创新、绿色、开放、共享”的发展理念，我国各地区正在制定相关实施方案，积极推进智慧城市建设，为城市大数据用户界面提供平台，实现公共资源的高效利用，降低市政设施建设成本，改善市政设施的服务运营，满足公众日益增长的市政基础设施的使用需求，加快智能化建设服务型社会。在市政基础设施中，路灯作为一种重要的设施分布在城市街道和小巷，适用于多功能综合服务平台。因此，推广城市道路智能照明系统至关重要。图2显示了城市智能照明系统灯杆功能的集成。

图2 道路照明工程中智能化控制应用

4.1 单灯控制器

智能灯光控制系统通常配备了一个照明控制器。照明控制器与智能控制器之间的通讯模块建议，采用了通过照明电缆的PLC（电力载波）模块。导光板上可选择单向、双向和三向控制器，以完成对机动车道灯光控制电路、非机动车道（或人行道）两侧的灯光监控电路以及其他道路辅助灯光和景观装饰灯监控电路的独立管理。灯光控制台还可集成如下功能：远光灯的启动、关闭和调光功能；电流、电压、功率、功率因数、发电量等的远程读取功能；高压气体放电灯与LED 指示灯的故障检查功能；主动设备故障报告功能；为自动设备命名功能。

4.2 智能灯柱及综合子系统

依托于移动通信网络和路灯上的智慧灯杆，可以形成城市物联网的基础设施平台。采用灯杆为高效的物理载体，并集成网络微基站、Wi-Fi 技术热点、城市监测装置（监测PM2.5、温度、湿度、照明等）以及视频监测装置、多媒体发布显示器、单键通讯装置、清洁能源充电桩等。可完成通信覆盖、Wi-Fi 覆盖、城市监测层监测、视频监控、多媒体数据发送、一键通清洁能源车辆充电服务等功能。通过每个集成子系统实现的光纤通信管理部门监控中心，为智能城市数据库建设提供了方便的数据传输接口。

5 结语

在中国智能科技大发展的背景下，市政交通工程和智慧信息技术的融合发展是市政交通工程及其关联公司顺应创新趋势、紧跟中国高新技术发展脚步，使企业生产经营的效益得到了显著提升，节省了人力资源成本，减少了经营维护成本，使企业步入了智能高效科学管理的全新时期，并产生了可观的社会效益和经济效益。换句话说，智能信息技术在城市规划与自动控制中的应用，有着十分重大的现实意义。它能够降低人力资源损耗，减少管理成本，从而实现城市自动控制与管理的效果，并大大提高了效率，从而使城市交通技术管理与监控的有效性更加顺利地实现。而如今，由于信息科技的蓬勃发展，智能科技也具有了良好的前景，所以人们也需要更加关注智能科技，积极研发智能技术，学习先进经验和技术，全面优化智能技术水平。