市政交通工程自动化控制中智能化技术的运用

聂冰

上海城建智慧城市运营管理有限公司 上海 200120

市政交通工程涉及城市道路、桥梁、隧道、停车场等多个方面，是城市交通系统的重要组成部分。智能化技术主要包括人工智能、大数据、物联网、云计算等前沿技术。这些技术在市政交通工程自动化控制中的应用，可以实现对交通信息的实时采集、分析和处理，提高交通运行的智能化水平。通过智能化技术的运用，可以实现交通信号灯的智能控制、公共交通优先调度、道路拥堵预测等功能，从而有效提高城市交通的运行效率和安全性。

1 智能化技术在市政交通工程自动化控制中的优势

第一，提高系统运行效率。智能化技术能够实时采集和处理交通数据，对交通信号进行优化控制，合理分配道路资源。例如，智能交通信号控制系统可以根据实时交通流量调整信号灯控制策略，实现路口通行效率的最大化。还可以实现公共交通的智能调度，提高车辆利用率，进一步优化交通资源配置。第二，降低运营成本。智能化技术可以提高市政交通设施的自主运行和维护能力，降低人力成本。例如，智能监控系统可以自动检测设备故障，进行远程诊断与维护，减少现场巡检次数[1]。还可以帮助优化能源消耗，降低运营成本。例如，智能照明系统可以根据实时光照强度和交通流量调整路灯照明强度，实现节能降耗。第三，优化资源配置。智能化技术能够对交通数据进行深入挖掘和分析，为交通规划和管理提供有力支持。通过分析交通需求、出行习惯等数据，可以优化公交线路、站点布局，提高公共交通的服务质量和覆盖范围。同时，可以帮助政府制定科学合理的交通政策，引导市民合理出行，优化城市交通资源配置。第四，提高安全性与可靠性。智能化技术可以实时监测市政交通设施的运行状态，发现并预警潜在安全隐患。例如，基础设施检测系统可以对桥梁、隧道等结构进行健康监测，及时发现病害并提出维修建议。还可以提高交通运行的安全性。例如，无人驾驶技术可以降低人为因素导致的事故风险，提高道路交通的安全性。

2 智能化技术在市政交通工程自动化控制中的应用

2.1 智能交通信号控制

智能交通信号控制是一种利用先进的计算机技术、通信技术和数据分析手段，对城市道路交通信号进行实时调整和优化的控制系统。通过收集和分析实时的交通数据，包括车流量、车速、道路拥堵状况等，基于交通流量的需求和道路的通行能力对信号灯的时序进行自动调整，以达到最优的交通状态。

在交通高峰期，智能信号控制系统会自动增加绿灯时间，以减少车辆等待时间。这是因为高峰期道路上车辆较多，如果绿灯时间过短，会导致很多车辆无法通过路口，增加交通拥堵。增加绿灯时间可以有效缓解这一问题，使交通流动更加顺畅。而在交通平峰期，智能信号控制系统会适当减少绿灯时间。这是因为平峰期道路上车辆较少，绿灯时间过长会导致道路资源的浪费[2]。通过适当减少绿灯时间，可以提高道路的通行能力，使交通资源得到更高效的利用。系统还能根据特殊情况进行实时调整。例如，当发生交通事故或其他突发事件时，系统可以及时调整信号灯的时序，引导车辆绕行或减速，避免交通拥堵的扩散。例如，广州智能交通系统项目是我国较早应用智能化技术进行市政交通管理的案例。项目包括智能交通信号控制、视频监控、交通信息处理与发布、电子警察等系统。通过这一智能交通系统，广州成功提高了道路通行能力、减少了拥堵现象、降低了交通肇事率。

2.2 智能公交系统

智能公交系统通过实时监控公交车位置、速度、载客量等信息，对公交车的运行进行优化调度，提高公交车的运行效率和乘客满意度。系统还可以提供实时的公交到站信息，方便乘客规划出行路线。通过智能公交系统，可以有效降低公交车空驶率、减少交通拥堵，提高城市公共交通的运营效益。

智能公交系统功能包含：①实时监控。通过安装在公交车上的传感器和摄像头等设备，智能公交系统可以实时收集公交车的位置、速度、载客量等信息。这些数据通过无线通信技术传输到系统服务器，为后续的数据分析提供基础。②优化调度。智能公交系统根据实时的公交运行数据，结合历史数据和公交线路的规划，对公交车的运行进行优化调度。系统可以自动调整公交车的发车间隔，使公交车在高峰期能够满足乘客需求，降低空驶率，提高运行效率[3]。③实时公交信息推送。智能公交系统可以提供实时的公交到站信息，方便乘客规划出行路线。通过手机APP、公交站牌等信息渠道，乘客可以随时了解公交车的运行状况，合理安排出行时间。④数据分析与应用。智能公交系统对收集的公交车运行数据进行深入分析，挖掘潜在的运营规律和乘客需求。这些数据可以用于优化公交线路规划、调整发车间隔、提高服务质量等，从而提高乘客满意度。⑤节能减排。通过实时监控公交车行驶速度和载客量，智能公交系统可以优化公交车的运行策略，降低油耗和排放。这有助于减少交通拥堵，提高城市空气质量，促进绿色出行。

2.3 智能停车场管理

智能停车场管理系统通过对停车场内的车位实时监控，提供空余车位信息，方便驾驶者快速找到停车位。系统还可以通过预约停车、电子支付等手段，提高停车场的使用效率和用户体验。通过智能停车场管理，可以有效缓解城市停车难的问题，降低交通拥堵。

智能停车场管理系统功能包括：①实时监控。通过安装在停车场内的传感器和摄像头等设备，智能停车场管理系统可以实时收集车位使用情况、车辆进出等信息。这些数据通过无线通信技术传输到系统服务器，为后续的数据分析提供基础。②空余车位信息推送。智能停车场管理系统可以根据实时的车位使用情况，向驾驶者推送空余车位信息。驾驶者可以通过手机APP、停车场显示屏等信息渠道，快速找到合适的停车位，减少寻找车位的时间。③预约停车。智能停车场管理系统提供预约停车功能，驾驶者可以提前预约停车位，确保在到达目的地时有空余车位可供使用。这有助于减少驾驶者在寻找停车位过程中的时间和精力消耗，提高用户体验。④电子支付。智能停车场管理系统支持电子支付功能，驾驶者可以通过手机支付、银行卡支付等方式，快捷地完成停车费用的支付。这不仅提高了停车场的收费效率，也减少了用户找零钱的麻烦[4]。⑤数据分析与应用。智能停车场管理系统对收集的停车场数据进行深入分析，挖掘潜在的运营规律和用户需求。这些数据可以用于优化停车场管理策略、调整收费标准、提高服务质量等，从而提升用户体验。

2.4 自动化调度系统

自动化调度系统主要负责对交通信息的全面收集、高效处理和深入分析，以及对各类交通设备的智能调度和精确控制，并根据交通需求进行及时、灵活的调整，从而优化交通信号灯的时序，提高道路通行效率，缓解交通拥堵问题。

自动化调度系统功能和应用包含：①交通信息收集与处理。系统通过部署在道路上的各种传感器、摄像头等设备，实时收集道路的交通流量、车辆速度、行驶方向等信息。这些数据经过无线通信技术传输至系统服务器，实现实时监控。②交通数据分析。系统对收集到的交通信息进行深入分析，挖掘交通规律和拥堵原因。通过分析历史数据和实时数据，找出交通问题的症结，为优化交通管理提供数据支持。③交通信号灯优化。系统根据交通流量和交通需求，实时调整交通信号灯的时序。通过优化信号灯控制策略，实现绿波带通行，提高道路通行效率，降低拥堵程度。④交通路线优化。系统根据实时交通情况和目的地需求，为驾驶者提供最优路线建议。这有助于分散交通流量，避免拥堵，提高道路利用率。⑤公共交通调度。系统可以对公共交通车辆进行实时监控和调度，确保公共交通资源的合理分配和高效运行。通过对公共交通线路的优化调整，提高公共交通的服务质量和满意度。⑥应急预案。在遇到突发交通事件或极端天气等特殊情况时，自动化调度系统可以迅速启动应急预案，对交通流量进行紧急调整，确保道路交通的顺畅和安全。例如，上海高速公路智能管控系统利用大数据、人工智能等技术，实现对高速公路交通流量的实时监控、分析和预测。通过智能调控道路通行条件，提高了高速公路的运行效率，降低了交通事故发生率。

2.5 无人驾驶技术

随着科技的不断发展，无人驾驶技术逐渐成为市政交通工程自动化控制领域的一大研究热点。无人驾驶技术是指通过车载传感器、高精度地图、全球定位系统（GPS）等技术手段，实现车辆的自动驾驶、自动泊车、自动避障等功能[5]。在市政交通工程自动化控制中，无人驾驶技术具有重要的应用价值，可以有效提高交通运行效率、降低能耗和减轻环境污染。

无人驾驶技术在公共交通领域的应用具有显著的优势，对于优化公共交通系统、提升乘客出行体验以及保护环境等方面具有重要意义。首先，无人驾驶公交车可以实现全天候、全时段的运行。相较于传统公交车，无人驾驶车辆不受驾驶员疲劳、情绪等因素的影响，能够在各种天气条件和路况下保持稳定运行。这不仅提高了公共交通系统的运营效率，还可在高峰时段缓解乘客拥挤的问题。其次，无人驾驶公交车可以实现精确到站的实时调度。通过先进的数据分析和人工智能技术，无人驾驶车辆能够实时掌握线路上的交通状况，精确预测到站时间，提高乘客的出行体验。这项功能还有助于减少乘客在站台等待的时间，进一步优化公共交通系统的运行效率。最后，无人驾驶技术还可以有效降低公共交通系统的能耗和排放。由于无人驾驶车辆具备优秀的能源管理系统和自动驾驶能力，能够在行驶过程中实现节能降耗。相较于传统燃油车辆，电动汽车等清洁能源交通工具在排放方面具有显著优势，有利于环境保护。例如，深圳无人驾驶公交项目是我国市政交通领域智能化技术的典型应用。无人驾驶公交搭载了激光雷达、摄像头等传感器，实现了自动驾驶、车路协同等功能。该项目旨在提高公共交通运营效率，降低能耗，为乘客提供安全、舒适的出行体验。而在地铁领域，部分城市的地铁线路已经实现了自动驾驶功能。这些地铁车辆能够在无人驾驶模式下完成行驶、停靠和开关门等操作，降低了人力成本，提高了运行效率。同时，自动驾驶地铁还能够实现精确到站的实时调度，进一步提高乘客出行体验。

2.6 智能监测与诊断系统

智能监测与诊断系统作为市政交通工程自动化控制的关键组成部分，对保障交通设施和设备的安全运行具有重要意义。该系统通过采用先进的传感器、通信技术和数据分析手段，对交通设施和设备进行实时监测与诊断，实现对异常情况的及时预警和处理，确保交通设施和设备处于最佳运行状态。同时，智能监测与诊断系统还可以实现远程控制和维护，提高设施和设备的维护效率，降低运营成本。

智能监测与诊断系统在市政交通领域的主要应用表现在：①实时监测。智能监测与诊断系统通过部署在交通设施和设备上的各类传感器，实时收集设备运行数据，如温度、压力、电压等。这些数据通过无线通信技术传输至系统服务器，实现对设备状态的实时监控[6]。②故障诊断。智能监测与诊断系统对收集到的数据进行分析，运用机器学习、人工智能等技术进行故障预测和诊断。发现异常情况时，系统可以及时发出预警信号，为运维人员提供故障处理的参考依据。③远程控制与维护。智能监测与诊断系统支持远程控制和维护功能，运维人员可以通过系统平台对交通设施和设备进行远程操作和维护。这有助于提高设备维护效率，降低运维成本，确保交通设施和设备的正常运行。④预测性维护。通过对历史数据的挖掘和分析，智能监测与诊断系统可以预测交通设施和设备的可能故障，实现预防性维护。这有助于降低设备故障率，延长设备使用寿命，减少维修成本。⑤能源管理。智能监测与诊断系统可以对交通设施和设备的能源消耗进行监测和分析，发现能源浪费现象，提出针对性的节能措施。这有助于降低能源消耗，减少运营成本，提高能源利用效率。⑥优化运营策略。智能监测与诊断系统可以对交通设施和设备的运行数据进行实时分析，为运营管理者提供优化运营策略的依据。例如，在高峰期合理分配交通资源，提高设施和设备的利用率。⑦应急处置。在遇到突发情况时，如设备故障、交通拥堵等，智能监测与诊断系统可以迅速响应，为运营管理者提供应急处置方案，确保交通设施和设备的安全运行。

3 结语

综上所述，市政交通工程自动化控制中智能化技术的运用，如无人驾驶、智能监测与诊断、交通信息处理等，为城市交通管理带来了前所未有的便捷和高效。这些先进技术相互协同，共同构建起一个高度智能化的交通管理体系，提升了道路通行效率，缓解了交通拥堵问题，同时，也有助于减少能源消耗、降低环境污染，推动绿色出行和低碳城市建设的进程。