數字交通支撐智慧城市建設研究

宋金龍 張金斗

（山西省交通信息通信有限公司，山西太原 030006）

據國家統計局統計，截至2020年底，全國城鎮人口約9.02萬人[1]，占全國總人口的63.89%。經濟高速發展和城市化進程加快，農村人口向城鎮轉移的趨勢愈發明顯，城市的人口密度、交通擁擠度將進一步提高，增加城市交通壓力。據公安部統計，2020年全國機動車保有量達3.72億輛[2]，城鎮人口密度和機動車數量飛速增加，造成交通擁堵現象[3]。

大數據、人工智能、物聯網、云計算等新一代信息技術迅猛發展，為城市建設提供新的智慧化、科技化實施方案。城市發展過程中，需要優先完成交通建設，智慧城市建設工作在全國的推進，為交通領域的發展帶來的新的方向與挑戰。面向智慧城市建設目標，工作人員通過研究城市道路出行、城市交通基建、城市出行管理等方面內容，實現“數字交通”“智慧交通”建設。相關工作者以數據為關鍵要素和核心驅動，引入大數據、人工智能、5G等技術，全面提高交通領域的數智化能力，將數字交通應用在智慧城市中，能夠緩解城市交通擁堵問題，改善城市交通運行環境，助力打造數據驅動下的全面感知、系統運作、協同整合的智能化城市。

本研究分析國家2011—2020年機動車保有量、城市交通擁堵指數等數據，對全國交通發展現狀進行問題診斷與原因剖析，闡明交通領域對數字化、智能化發展的迫切需求；對數字交通的基礎概念、發展現狀等進行系統的闡述，分析數字交通與智慧城市建設的發展趨勢和促進關系，針對性地提出面向智能交通領域發展需求的交通行業數智化能力提升方案和建議。

1 我國交通發展現狀

隨著社會經濟逐漸攀升，居民生活水平不斷提高，對日常交通出行提出新需求。

2011—2020年全國機動車保有量、汽車保有量、私人汽車擁有量變化趨勢如圖1所示。

圖1 2011—2020年全國機動車保有量、汽車保有量、私人汽車擁有量變化趨勢

由圖1可知，2011—2020年全國機動車保有量由2.19億輛增至3.72億輛，增長了1.53億輛，漲幅達69.86%；全國汽車保有量由1.00億輛增至2.81億輛，增長了1.81億輛，漲幅達181%；全國私人汽車擁有量由0.73億輛增至2.43億輛，增長了1.70億輛，漲幅達232.88%。私家車作為代步工具，已經成為居民生活和日常出行的必需品，但是城市交通基礎設施、道路建設現狀等已經無法滿足人民的高質量出行需求。

基于交通通信網絡，將城市街道的動態車輛位置信息實時回傳至網絡計算平臺和數據處理中心，深入加工處理車輛位置信息，可以實現城市交通狀況的實時態勢研判[4]。根據百度地圖《2021年度中國城市交通報告》，本研究整理2021年度城市不分類擁堵排名10名城市的交通數據。

2021年城市通勤高峰交通擁堵指數與實際通行速度排名如圖2、圖3所示。

圖2 2021年城市通勤高峰交通擁堵指數排名

圖3 2021年城市通勤高峰實際通行速度排名

由圖2、圖3可知，北京市通勤高峰交通擁堵指數最大，通勤高峰實際通行速度僅為25.84 km/h；重慶市和長春市通勤高峰交通擁堵指數較大，分別為2.006和1.956，實際通行速度分別為25.27 km/h和25.99 km/h。10個城市中通勤高峰實際通行速度最快的是廣州市，通勤高峰交通擁堵指數為1.776（排名第六），實際通行速度僅為30.94 km/h。

百度地圖《2021年度中國城市交通報告》進一步指出，全國交通擁堵情況仍在加劇，交通擁堵指數總體處于上升趨勢，超過64%的城市在通勤高峰期時的交通狀況為堵塞或緩行。

2 數字交通發展現狀

智慧交通借助先進的電子信息技術，實現交通運輸領域的知識挖掘、信息抽取、深度融合等，全面帶動交通運輸領域智慧升級，推動道路交通運輸安全、高效、便捷地運行和發展[5]。智慧交通是智慧城市建設的重要組成部分，智慧交通的發展對智慧城市的建設具有重要的推動作用[6]。數字交通建設內容包括基礎數字化采集設備、交通大數據中心、交通一體化數據中臺等，通過促進物理世界交通運輸數據和虛擬空間的不斷融合、交互、可視化展示，實現現代綜合交通運輸體系的數字化、智能化改造。將先進信息技術在交通領域進行深度融合應用，可以實現數字交通的廣泛拓展應用，推進智慧交通的發展，加快推動智慧交通建設進程[7]。《數字交通十四五發展規劃》指出，2025年深入推進建立“交通設施數字感知，信息網絡廣泛覆蓋，運輸服務便捷智能，行業治理在線協同，技術應用創新活躍，網絡安全保障有力”的數字交通體系。全面推進數字交通建設是我國交通運輸行業發展的重大戰略性任務，為交通運輸轉變發展方式、實現跨越式發展提供機遇。

3 智慧城市發展現狀

智慧城市利用信息技術打造城市運行新模式，促進城市規劃、建設、管理和服務智慧化，提高城市運行效率，改善居民生活質量[8]。2014年8月，智慧城市建設的權威文件《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》正式發布，在各部委共同研究和跨部門、跨行業的協同配合下，新型智慧城市建設相關政策逐步推出，我國新型智慧城市建設政策體系逐漸趨于完善[9]。隨著智慧城市建設深入推進，建設方向發生多維度轉變。進一步分析智慧城市的發展現狀，智慧城市建設存在諸多需要改進的內容，基礎設施建設可持續性和創新性亟須提高，信息采集、處理與共享機制有待完善，一體化平臺建設需要落實，對新技術、新思路的認識有待提高等[10]。

4 新時期下數字交通支撐智慧城市建設方向

4.1 提升道路交通設施數智化感知能力

智慧交通建設過程中，需要開展智慧建造、數字化等前沿技術研究，探索傳統產業數字化商業模式，助力建設“數字鐵建”，逐步實現決策分析信息化、產品服務數字化、生產運營智能化、產業體系生態化。為了實現智慧交通發展，相關人員應研究設計施工協同技術，實現規劃設計咨詢成果向建造、制造階段的數字化、標準化交付；研究一體化項目全過程“智慧+”應用技術；研究智慧工地、智能工廠、數字化車間技術打造交通等，全面提升道路交通設施數智化感知能力。

4.2 構建交通運輸數字底座與智慧大腦

基于數據資源體系，研究人員可以構建行業數據“小中臺”架構，強化交通運輸行業數據資源匯聚、治理、存儲、共享、開放、應用；推進行業數據交換共享，建立跨部門、跨行業、跨層級數據交換共享機制，實現系統內政務數據直接采集、橫向部門間數據共享、企業社會數據合作。為了加強數據資源治理，完善行業個性化數據應用支撐，可以構建綜合交通運輸體系“智慧大腦”，提升精準動態監測預警水平，增強交通綜合管理的監控預警、應急響應和跨領域協同能力。

4.3 打造交通領域“BIM+GIS”孿生平臺

利用GIS空間模型算法和BIM建模，疊加動態性交通出行信息，形成支持管理、運行、養護的交通設施全要素基底，構建可展示、可測量、可控制的大范圍交通出行三維場景，實現道路運行多維場景一體化展示。以BIM+GIS為數字底座，打造綜合交通“BIM+GIS智慧大腦”，將交通實體目標信息轉化為三維虛擬目標，推進建設交通運輸一體化智慧應用平臺，構建與現實交通環境同生共存、虛實交融的交通“數字孿生”系統，實現道路交通的協同設計、可視化管理、信息共享以及決策支持。

5 結語

本研究分析我國城市交通現狀，剖析交通發展問題，明確數字交通建設的必要性；系統闡述我國數字交通、智慧交通、智慧城市的建設進程及其聯系，發現數字交通建設能夠推動智慧城市建設；針對性地提出提升道路交通設施數智化感知能力、構建交通運輸數字底座與智慧大腦、打造交通領域“BIM+GIS”孿生平臺的新時期下數字交通支撐智慧城市建設內容，為推動實現數字交通、數字經濟與智慧城市發展的深度融合提供參考。