数字交通支撑智慧城市建设研究

宋金龙 张金斗

（山西省交通信息通信有限公司，山西太原 030006）

据国家统计局统计，截至2020年底，全国城镇人口约9.02万人[1]，占全国总人口的63.89%。经济高速发展和城市化进程加快，农村人口向城镇转移的趋势愈发明显，城市的人口密度、交通拥挤度将进一步提高，增加城市交通压力。据公安部统计，2020年全国机动车保有量达3.72亿辆[2]，城镇人口密度和机动车数量飞速增加，造成交通拥堵现象[3]。

大数据、人工智能、物联网、云计算等新一代信息技术迅猛发展，为城市建设提供新的智慧化、科技化实施方案。城市发展过程中，需要优先完成交通建设，智慧城市建设工作在全国的推进，为交通领域的发展带来的新的方向与挑战。面向智慧城市建设目标，工作人员通过研究城市道路出行、城市交通基建、城市出行管理等方面内容，实现“数字交通”“智慧交通”建设。相关工作者以数据为关键要素和核心驱动，引入大数据、人工智能、5G等技术，全面提高交通领域的数智化能力，将数字交通应用在智慧城市中，能够缓解城市交通拥堵问题，改善城市交通运行环境，助力打造数据驱动下的全面感知、系统运作、协同整合的智能化城市。

本研究分析国家2011—2020年机动车保有量、城市交通拥堵指数等数据，对全国交通发展现状进行问题诊断与原因剖析，阐明交通领域对数字化、智能化发展的迫切需求；对数字交通的基础概念、发展现状等进行系统的阐述，分析数字交通与智慧城市建设的发展趋势和促进关系，针对性地提出面向智能交通领域发展需求的交通行业数智化能力提升方案和建议。

1 我国交通发展现状

随着社会经济逐渐攀升，居民生活水平不断提高，对日常交通出行提出新需求。

2011—2020年全国机动车保有量、汽车保有量、私人汽车拥有量变化趋势如图1所示。

图1 2011—2020年全国机动车保有量、汽车保有量、私人汽车拥有量变化趋势

由图1可知，2011—2020年全国机动车保有量由2.19亿辆增至3.72亿辆，增长了1.53亿辆，涨幅达69.86%；全国汽车保有量由1.00亿辆增至2.81亿辆，增长了1.81亿辆，涨幅达181%；全国私人汽车拥有量由0.73亿辆增至2.43亿辆，增长了1.70亿辆，涨幅达232.88%。私家车作为代步工具，已经成为居民生活和日常出行的必需品，但是城市交通基础设施、道路建设现状等已经无法满足人民的高质量出行需求。

基于交通通信网络，将城市街道的动态车辆位置信息实时回传至网络计算平台和数据处理中心，深入加工处理车辆位置信息，可以实现城市交通状况的实时态势研判[4]。根据百度地图《2021年度中国城市交通报告》，本研究整理2021年度城市不分类拥堵排名10名城市的交通数据。

2021年城市通勤高峰交通拥堵指数与实际通行速度排名如图2、图3所示。

图2 2021年城市通勤高峰交通拥堵指数排名

图3 2021年城市通勤高峰实际通行速度排名

由图2、图3可知，北京市通勤高峰交通拥堵指数最大，通勤高峰实际通行速度仅为25.84 km/h；重庆市和长春市通勤高峰交通拥堵指数较大，分别为2.006和1.956，实际通行速度分别为25.27 km/h和25.99 km/h。10个城市中通勤高峰实际通行速度最快的是广州市，通勤高峰交通拥堵指数为1.776（排名第六），实际通行速度仅为30.94 km/h。

百度地图《2021年度中国城市交通报告》进一步指出，全国交通拥堵情况仍在加剧，交通拥堵指数总体处于上升趋势，超过64%的城市在通勤高峰期时的交通状况为堵塞或缓行。

2 数字交通发展现状

智慧交通借助先进的电子信息技术，实现交通运输领域的知识挖掘、信息抽取、深度融合等，全面带动交通运输领域智慧升级，推动道路交通运输安全、高效、便捷地运行和发展[5]。智慧交通是智慧城市建设的重要组成部分，智慧交通的发展对智慧城市的建设具有重要的推动作用[6]。数字交通建设内容包括基础数字化采集设备、交通大数据中心、交通一体化数据中台等，通过促进物理世界交通运输数据和虚拟空间的不断融合、交互、可视化展示，实现现代综合交通运输体系的数字化、智能化改造。将先进信息技术在交通领域进行深度融合应用，可以实现数字交通的广泛拓展应用，推进智慧交通的发展，加快推动智慧交通建设进程[7]。《数字交通十四五发展规划》指出，2025年深入推进建立“交通设施数字感知，信息网络广泛覆盖，运输服务便捷智能，行业治理在线协同，技术应用创新活跃，网络安全保障有力”的数字交通体系。全面推进数字交通建设是我国交通运输行业发展的重大战略性任务，为交通运输转变发展方式、实现跨越式发展提供机遇。

3 智慧城市发展现状

智慧城市利用信息技术打造城市运行新模式，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化，提高城市运行效率，改善居民生活质量[8]。2014年8月，智慧城市建设的权威文件《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》正式发布，在各部委共同研究和跨部门、跨行业的协同配合下，新型智慧城市建设相关政策逐步推出，我国新型智慧城市建设政策体系逐渐趋于完善[9]。随着智慧城市建设深入推进，建设方向发生多维度转变。进一步分析智慧城市的发展现状，智慧城市建设存在诸多需要改进的内容，基础设施建设可持续性和创新性亟须提高，信息采集、处理与共享机制有待完善，一体化平台建设需要落实，对新技术、新思路的认识有待提高等[10]。

4 新时期下数字交通支撑智慧城市建设方向

4.1 提升道路交通设施数智化感知能力

智慧交通建设过程中，需要开展智慧建造、数字化等前沿技术研究，探索传统产业数字化商业模式，助力建设“数字铁建”，逐步实现决策分析信息化、产品服务数字化、生产运营智能化、产业体系生态化。为了实现智慧交通发展，相关人员应研究设计施工协同技术，实现规划设计咨询成果向建造、制造阶段的数字化、标准化交付；研究一体化项目全过程“智慧+”应用技术；研究智慧工地、智能工厂、数字化车间技术打造交通等，全面提升道路交通设施数智化感知能力。

4.2 构建交通运输数字底座与智慧大脑

基于数据资源体系，研究人员可以构建行业数据“小中台”架构，强化交通运输行业数据资源汇聚、治理、存储、共享、开放、应用；推进行业数据交换共享，建立跨部门、跨行业、跨层级数据交换共享机制，实现系统内政务数据直接采集、横向部门间数据共享、企业社会数据合作。为了加强数据资源治理，完善行业个性化数据应用支撑，可以构建综合交通运输体系“智慧大脑”，提升精准动态监测预警水平，增强交通综合管理的监控预警、应急响应和跨领域协同能力。

4.3 打造交通领域“BIM+GIS”孪生平台

利用GIS空间模型算法和BIM建模，叠加动态性交通出行信息，形成支持管理、运行、养护的交通设施全要素基底，构建可展示、可测量、可控制的大范围交通出行三维场景，实现道路运行多维场景一体化展示。以BIM+GIS为数字底座，打造综合交通“BIM+GIS智慧大脑”，将交通实体目标信息转化为三维虚拟目标，推进建设交通运输一体化智慧应用平台，构建与现实交通环境同生共存、虚实交融的交通“数字孪生”系统，实现道路交通的协同设计、可视化管理、信息共享以及决策支持。

5 结语

本研究分析我国城市交通现状，剖析交通发展问题，明确数字交通建设的必要性；系统阐述我国数字交通、智慧交通、智慧城市的建设进程及其联系，发现数字交通建设能够推动智慧城市建设；针对性地提出提升道路交通设施数智化感知能力、构建交通运输数字底座与智慧大脑、打造交通领域“BIM+GIS”孪生平台的新时期下数字交通支撑智慧城市建设内容，为推动实现数字交通、数字经济与智慧城市发展的深度融合提供参考。