基于城市更新背景的智慧交通设计研究

田腾辉

（潍坊市市政工程设计研究院有限公司）

1 城市更新背景下智慧交通设计需求

城市更新是在城市内部设施无法满足城市居民衣、食、住、行需求后，对城市基建设施进行有计划改造的建设理念。城市更新的主要内容包括住宅区域、城市道路、公园、绿化等，更新目的是为城市居民建造良好的生活环境，增强城市环境的舒适性[1]。

智慧交通是新时期城市更新的重要举措，是利用各类现代技术对当前城市交通系统的智能化升级、创新改造。智慧交通的实现可以促进城市交通数据的共享、集中管理，有利于提升城市交通管理信息的利用率。在此过程中，智慧交通设计的基本需求包括“城市道路交通管理服务”、“拥堵、违停等交通问题的管理服务”、“城市居民出行服务”。

①城市化发展中，区域内机动车数量变多，出行量增大。智慧交通设计应提供“城市道路交通管理服务”，满足道路交通需求。即用计算机、自动化、信息化等技术，建立智能化交通系统，高效分析城市路网内的交通量，逐一排查、解决道路交通管理问题。

②满足“拥堵、违停”等交通问题的管理需求，优化城市交通管理技术，加强城市交通活动中违规、违法行为的管控力度。

③智慧交通设计方案还应具有改善交通出行环境的作用，以此满足居民出行服务需求。相关人员可借助智慧交通的信息、数据整合能力，动态管控城市交通信息，并针对居民出行需求，为其提供合理的出行、换乘建议。

2 智慧交通设计的目标分析

2.1 建设“智慧交通信息库”

智慧交通设计阶段，相关人员应基于大数据、云计算技术，建设智慧交通信息库，使其作为城市更新中城市交通管理的“数据资源中心”，提供交通数据分析、交通信息资源管理、交通系统管理、公共出行服务所需的基础交通数据。同时通过数据共享平台，为城市交通部门提供数据开发、共享交换服务，满足交通部门管理城市交通的数据需求[2]。

2.2 强化城市综合监控能力

智慧交通设计的主要目的是提升城市交通部门对道路交通的运行监测能力，所以需要打造能够连接、覆盖城市公路、路网结构、城市公共交通的智慧交通监管平台。该平台具有交通预警、交通监测功能，可自动化感知城市路网范围内的交通动态，包括交通枢纽情况、停车情况、超限治理情况等，让交通部门精准监控城市交通活动，研判交通系统运行时可能存在的风险问题。

2.3 辅助交通管理决策

智慧交通设计是通过深挖交通数据的方式，建立数据模型，并在机器学习技术、云计算技术的支持下，总结城市交通规律，为城市交通管理提供其所需的决策数据，使其能够根据智慧交通信息，有计划地处理交通问题，制定科学的交通决策

2.4 打造交通管理服务平台

基于城市更新需求，智慧交通建设需要对交通出行信息服务质量有所改善。对此，智慧交通设计的目标之一就是打造交通管理服务平台，构建支持手机终端、互联网公共服务网站、媒体终端的一体化平台，为城市居民出行、城市交通资源管理提供信息服务。

3 城市更新背景下的智慧交通设计要点

3.1 整体架构

智慧交通设计需要结合当前城市更新现状、交通系统信息化建设需求，以及未来智慧交通系统的开发需求，技术架构包括“交通安全管理”、“数据智能化采集和感知”、“智慧交通业务”、“数据分析建模”等，如图1所示。

图1 智慧交通设计中的技术架构

①数据感知、采集模块是在现有通信技术、物联网技术、RFID技术的支持下，采样录入城市物理空间中的物理量、电子信号，自动凭借计算机算法，采集原始数据，感知城市范围内的交通事件、车辆驾驶信息。

②数据分析建模的核心技术为大数据技术，智慧交通设计时需提前设计“数据接入标准”，便于智慧交通系统采集交通数据，并在数据录入后，通过转换、关联、统计、标识算法，建设城市交通数据资源库，使关联数据相互融合后形成算法模型，便于交通管理部门在处理交通业务时利用数据分析结果，制定业务决策。

3.2 具体设计

3.2.1 数据智能化采集和感知系统

1）系统设计

该系统是在各类硬件设备的支持下，对城市道路交通活动中的数据进行主动、自动采集。智慧交通建设时，还应在特定区域布设“电警卡口”、“监控系统”、“AR实景监控”、“交通流量感知器”的终端设备。智慧交通系统中，该模块可实现城市地图内交通数据的共享，便于交管部门掌握车辆行驶动态，以及交通设施、道路、路网内行人的行动轨迹[3]。

2）系统硬件设计

主要设备包括“高分辨率的视频监控和摄像设备”、“高清智能卡口设备”、“高清电子警察”、“雷达设备”等。其中雷达设备可监测行驶车辆的速度，多目标地跟踪不同车辆，并对其进行定位、抓拍。

3.2.2 数据分析建模系统

智慧交通设计中的数据分析建模系统承担着整理原始数据的责任，需要处理“交通数据中心”内的大规模数据资源。同时通过数据处理、标识、清洗对比算法，提取有效数据，为上层交通管理服务提供依据。城市更新过程中，该系统的数据模型应包括“交通流量”、“车辆通行”、“区域交通”、“状态异常车辆”、“交通路况”等基础数据模型，以及酒驾醉驾分析模型、假套牌分析模型、机动车违法分析模型等。

①系统数据建模时，可以城市范围内的某路段为主体，建立“某路段的交通模型”。模型中可呈现该路段的交通流量信息、交通违法信息、车辆通行信息等。对于城市事故高发路段，该系统的应用优势更为明显，可提供评估交通安全风险、排查车辆违规风险的数据分析服务[4]。

②通过建立“交通态势模型”，分析城市交通体系中车辆轨迹，并根据区域内车辆通行方向、次数总结城市车辆出行规律，便于交通管理部门更合理地部署各路段的警力资源，改善城市交通环境，优化城市交通组织结构。

③数据分析建模系统设计中，车辆信息模型可作为城市交通管理的基础数据，是借助卫星定位技术、数据监测技术获取车辆通行信息、路段内过车数据，以此建立“车辆通行信息模型”，或是在不同区域内基于车辆检验信息、实际车辆信息，建立“车辆检验信息模型”，加强城市车辆管理。

3.3 智慧交通业务系统

智慧交通设计中的业务系统是根据城市更新后的交通建设需求，实现城市交通资源的统一管理、统一调度。

①系统并联互联网平台、互联网实时地图后，能够实现各类突发情况的应急指挥，包括交通事故、行人或车辆驾驶人员安全事故、大桥损坏事故等。因此，在设计智慧交通业务系统时，还应借助互联网、移动专网、媒体平台的数据融合，促进城市管理体系中各部门的互联互动，实现城市管理资源的统一调度，并通过全警协同作战的方式，保障各类事故应急处理效率，为居民提供更可靠、安全的交通出行环境[5]。

②基于大数据技术，分析不同交通管理维度的通行信息，融合系统内外数据后，总结分析交通态势、车辆通行规律，以此排查车辆通行期间的风险隐患，使智慧交通能够在具体的交通管理中应用在不同场景，包括“违规车辆管理”、行人交通管理（安全过街、闯红灯抓拍）、城市公共交通管理等内容，起到“情报分析”、“交通智慧管理”的作用。

③通过交通研判，智慧处理各类交通违法事故。即利用已有数据资源，从城市交通系统中的路段、事故类型、发生时间段、事故原因等多维度分析或识别城市内的交通违法行为，统计分析后进行信息分类，并逐一地处理交通警务。

3.4 交通系统安全管理

智慧交通安全管理系统包括“数据库”、“通信模块”、“数据应用”等模块。基于系统数据中心，相关人员应在系统运行期间及时完善安全保障体系，即维护系统网络通信安全，做好“访问控制”、“病毒查杀”、“边界保护”、“预防入侵”等安全管理工作。对于智慧交通中的基础设备、计算机设备，其安全管理应集中在数据审计、身份和权限识别等方面。具体应用智慧交通系统时，该模块可在计算机安全技术、密钥技术、数据安全管理技术的支持下，保护系统传输、共享数据以及业务访问时的数据安全。

3.5 数据中心系统

智慧交通的本质是从数据层面、技术层面、服务层面为城市更新期间的交通管理提供保障，并利用更先进的技术手段促进城市交通智慧化管理。数据中心系统是智慧交通设计实现的基础结构，和“交通安全管理”、“数据智能化采集和感知”、“智慧交通业务”、“数据分析建模”等系统共同构成智慧交通系统，属于系统的“数据层”。

设计系统的交通数据库时，应根据城市更新需求，保证数据库内容的全面性，且数据库具有数据交换、信息交互功能，分类存储后可直接按照城市交通管理需求提供所需的数据资源，如“交通应急资源数据”、“视频监控数据”、“出行诱导数据”等。各类数据库在“数据分析建模系统”的支持下，能够实现数据交互，满足城市智慧交通系统中各子系统的数据共享，便于交通管理部门深挖交通数据的价值，制定更科学的交通管制决策。

4 结语

综上所述，为促进城市更新，改善城市内部交通环境，相关人员应基于城市更新的实际要求，建设安全、便捷的智慧交通系统。用智能化交通管理手段，整合城市范围内的交通设施，智能监控城市路网结构，动态感知人、车辆、道路，借此在城市发展中完善区域内交通管理体系，促进城市交通管理的规范化、可视化，满足城市通行需求，实现城市有效更新目标。