智慧城市理念对城市交通规划的影响

摘要 文章从“大数据技术驱动”“智慧管理”两个角度分析了智慧城市理念对城市交通规划影响的场景，其中“大数据技术驱动”角度包括交通流量分析与预测、智能交通调度、路网优化规划、公交站点优化规划；“智慧管理”角度包括强化顶层设计、保障智慧交通基础设施建设、完善智慧交通数据共享机制、推进智慧交通管理人才培养，并通过引入上海市嘉定区智慧道路升级改造工程项目案例予以辅证，旨在为城市交通规划和管理提供参考建议。

关键词 智慧城市；城市交通规划；交通流量分析

中图分类号 TU984 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）16-0010-03

0 引言

随着我国城市化进程不断推进，交通拥堵、环境污染及能源消耗等问题严重影响居民的生活质量及城市经济发展，为解决这些问题，智慧城市理念应运而生。城市交通规划作为城市发展的重要组成部分，与智慧城市理念密切相关。该文基于“大数据技术驱动”“智慧管理”两个角度，结合多个城市智慧交通规划现状，分析智慧城市理念对城市交通规划产生影响的具体场景，并引入实际案例说明，以期为当下城市交通规划与管理提供可借鉴的思路，促进城市可持续发展。

1 智慧城市理念对城市交通规划的指导作用

1.1 目标与原则

（1）目标。智慧城市理念下，城市交通规划的目标不再是简单地“满足公众出行需求”，而是转变为“高效交通运行、便捷交通出行、智慧交通服务、绿色交通生态”。

（2）原则。1）数据驱动原则：运用数据挖掘技术实时收集、整合、分析多维度的城市交通数据，建立预测模型，制定基于数据的交通规划方案；2）智能化原则：运用人工智能、机器学习等创新技术实现交通规划要素之间的信息交互，提升城市交通系统的智能化程度；3）绿色环保原则：智慧城市理念强调可持续发展，在城市交通规划上应注重碳排放量，降低对环境的负面影响；4）人性化原则：基于以人为本的核心思想，为公众提供便捷安全的出行服务，提升公众出行的体验满意度。

1.2 技术与方法

智慧城市理念要求城市交通规划技术与方法更具复合性、创新性，主要表现为3S（GPS、GIS、RS）技术与大数据技术之间的融合。

（1）全球定位系统（GPS）与大数据技术的融合。GPS技术主要用于获取地理位置、速度和时间等信息。在城市交通规划中，GPS技术能够实时监测车辆位置、行驶速度以及行驶轨迹，为出行公众以及交通管理部门提供精准的数据支持。

（2）地理信息系统（GIS）与大数据技术的融合。GIS技术主要用于集成、查询、分析及可视化多维空间数据（道路、土地利用、人口等）。在城市交通规划中，运用GIS技术能够直观掌握城市交通网络、交通设施分布等情况。运用机器学习等技术训练GIS样本数据，能够辅助交通规划工作者快速评估交通项目特征。

（3）遥感技术（RS）与大数据技术的融合。RS技术主要用于实时监测城市土地利用变化、道路建设状况等。运用大数据技术对遥感数据展开分析，不仅能够预测城市交通需求，还可以对交通设施建设效果进行客观评估，为交通规划提供有力的实验依据。

2 智慧城市理念对城市交通规划影响的场景分析

2.1 “大数据技术驱动”角度

2.1.1 交通流量分析与预测

传统模式下对城市交通需求的预测通常采用“四阶段法”，这种方法耗时耗力，可拓展性较差[1]。在智慧城市理念下，交通需求预测主要采用构建城市交通需求场景库平台的方式开展。该平台采用前后端分离的云架构设计，通过深度学习方法挖掘城市各出行场景中的规律。城市交通规划人员可以借助平台实现自定义交通规划场景，并在每种场景下进行交通需求预测，有效提升交通规划方案的科学性，减少交通拥堵及事故发生的概率，提高城市交通运行效率。例如，义乌市政府为更好地掌握交通流演变特征，选择特定交叉口进行交通流量的分析与预测，精准得出高峰时期各进口道的车流通行规律、车流去向分布、出行路径的起终点时间差等。

2.1.2 智能交通调度

城市交通调度主要依靠信号灯完成，传统模式下信号灯调度大多依赖于人工经验及历史数据，在人流高峰期很难应对实时的交通变化。在智能交通调度体系（如图1所示）中，能够集成车辆实时定位、运行状态、客流趋势，结合信号灯监测与预测数据，自适应调整信号灯时长，提高调度监控系统对运行状况的实时掌握与应变能力[2]。例如，湖州市吴兴区为解决交通拥堵问题打造了“智慧交通”应用，建立了重点路口全方位感知系统，强化了边缘计算对路口及干道交通信号灯的实时干预和控制功能。

2.1.3 路网优化规划

《“十四五”全国城市基础设施建设规划》指出，路网总体密度应达到8 km/km2以上。城市路网优化规划中影响权重较大的因素包括交通网络、道路布局、交通流量、人流量等，需要综合这些因素进行仿真模拟，以评估不同规划方案的可行性以及实施效果。智能城市理念下路网规划将运用数字孪生技术，能够提供包括城市交通总体态势监测、区域交通监测、交通人口分布分析、出行需求分析等多个业务领域的数据，点、线、面交通运行态势可一屏呈现，优化了城市交通系统的设计。

2.1.4 公交站点优化规划

城市公共交通枢纽体系中，公交站点是重要组成部分，且公交站点位于地面之上，与道路客流混合在一起，情况较为复杂。智慧城市理念下，公交站点优化规划也采用仿真模拟技术，真实复现交通枢纽站的内外环境，基于客流统计设备实现客流数据的精准采集，客观呈现站点的客流热力，为公交车辆投放、线路规划提供数据支撑；基于卷积神经网络的视频检测技术和基于特征及IOU结合的SORT追踪方法，将雷达检测与视频检测结合应用于交通监控系统，能够提升数据的准确性。例如，南京市以基于车路协同和AI深度应用为核心，打造了首条南京智慧公交全息感知道路，构建了全开放的智能网联与智慧公交全场景的“智慧出行”创新应用。

2.2 “智慧管理”角度

2.2.1 强化顶层设计

在开展城市交通规划设计前，交通管理部门应按照城市交通规划总体设计蓝图，结合智慧城市理念目标与原则，形成“智慧、赋能、生态、服务”的方针战略。引入先进的数据采集设备和数据挖掘技术，挖掘和分析交通流量、地理特征、居民出行需求、空间结构等相关数据。基于人工智能、机器学习等工具训练经验数据，构建预测模型，形成智慧城市交通数据综合应用平台，为城市交通规划提供有力的数据支持。在此基础上，建立智能化交通规划模式，结合城市智能化规划结构，进行路网规划与优化调整、交通枢纽点分析与规划、公共交通系统规划与管理，提高城市交通运行效率，确保城市交通规划的可持续性。

2.2.2 保障智慧交通基础设施建设

2023年，住房城乡建设部颁布了《关于全面推进城市综合交通体系建设的指导意见》，对实施城市交通基础设施智能化改造进行了明确规定。多个城市在建设集成多种设备及功能的智慧杆柱、推动智慧城市基础设施与智能网联汽车的协同发展、构建城市交通基础设施感知网络体系、建设支持多元化应用的智能道路、研发智能道路系统建设及运行状态监测技术、研发路网运行系统优化技术等方面加大了力度，为智慧交通基础设施建设提供了重要支撑。在此基础上，智慧交通基础设施建设中还应注重深度融合新一代信息技术，包括5G、3S（GPS、GIS、RS）、人工智能、机器学习等先进技术，以提高交通基础设施的智能化水平。此外，政府部门还应根据当地城市智慧交通发展目标、关键技术等，提供政策支持及法律法规体系保障。

2.2.3 完善智慧交通数据共享机制

传统模式下城市交通规划与管理对数据分割使用标准有着明确规定，使交通规划难以实现数据融通。智慧城市理念下的城市交通规划，拥有的是集成了通信网络、物联网、大数据、人工智能、区块链等先进技术与交通运输深度融合的海量复合性数据资源，因此，相关部门应以城市交通大数据为核心，不断完善交通运输数据资源的开放共享机制和交换渠道，制定数据资源开放制度规范，推动条件成熟的数据资源合规开放和共享利用，从而实现交通规划与治理的联动。

2.2.4 推进智慧交通规划管理人才培养

智慧城市理念下的城市交通规划与管理，具有较强的智能化、信息化与高效化。这种趋势下，推进智慧交通规划管理人才培养非常必要，具体包括图像检测与识别、计算机视觉、深度学习与机器学习、智能语音识别、交叉口信号控制、公共交通服务系统、管控平台构建等领域人才。交通管理部门应注重引入技术人才，并基于现有交通规划管理队伍进行人工智能基础、智能交通系统、交通大数据分析等方面的培训，围绕交通路况检测等真实场景，让培训对象在实操中掌握关键技术在智慧交通行业中的应用。

3 案例应用

3.1 项目概况

该文以上海市嘉定区的裕民南路（城固路—天祝路）智慧道路升级改造工程项目为例，分析智慧城市理念对城市交通规划的影响及具体应用情况。该项目历时4个月完成，通过路面规划铺装、智慧交通等手段进一步优化了交通运能，有效提升了道路通行能力。

3.2 规划内容

3.2.1 智慧综合杆建设

以项目范围内裕民南路洪德路路口为例，该项目建设了搭载摄像头、雷达、信号发射三个类别电子设备的智慧综合杆（如图2所示）。这些设备能够实现实时的数据采集、接收以及信息发布等功能，为道路上的行驶车辆提供超视距感知，降低交通事故、拥堵等的发生概率，甚至能够满足无人驾驶对路况的感知需求。

3.2.2 智慧网联交通体系

以白银路为例，该项目构建了车、路、云互融互通的智慧网联交通体系，主要包括三个方面：一是对交通流量、车辆速度、车辆轨迹进行监控与预测时，不仅依靠视频信号，还采用激光雷达和毫米波雷达与之形成互补；二是在道路旁设置智能机柜，用于对设备捕捉到的数据进行运算，对智能网联车辆进行发布，辅助其调整优化行驶策略。

3.2.3 智慧交通数字驾驶舱管理系统

该项目还针对交通管理部门设计了智慧交通数字驾驶舱管理系统，依托多种类型的采集设备（如图3所示），实现道路情况（交叉口信号灯控制、智能网联车辆轨迹等）的全息采集，并进行可视化展示。交通管理部门可通过电子屏，实时监控交通运行环境，做好智能调度、提前预警、信号灯优化控制等工作，以提升管理效能。

3.3 应用价值

项目完成后，能够实现智慧管养、高峰通勤、健康诊断、特车先行和低碳引导等智慧化功能，进一步提升嘉定新城的交通治理能力和服务水平。

4 总结

该文首先分析了智慧城市理念对城市交通规划的指导作用，然后从“大数据技术驱动”“智慧管理”两个维度分析了智慧城市理念对城市交通规划影响的场景，最后以上海市嘉定区智慧道路升级改造工程项目为例，阐述了建设内容与应用价值，指出了智慧城市交通规划能够有效提升交通治理能力及服务水平等。

参考文献

[1]崔文博，刘韵.基于国土空间规划体系的综合交通规划适应性改革——以北京市朝阳区为例[J].城市交通，2023（6）： 29-37+71.

[2]刘尹祯.城市交通运输与景观规划设计分析与运用——以宜昌市沙河综合整治项目为例[J].交通企业管理，2023（5）：60-62.