智能交通管理技術在公路管理中的應用研究

吳燕婷

（山東警察學院,山東 濟南 250014）

0 引言

公路管理是我國交通部門對公路事業的管理，實行統一領導、分級管理的原則，狹義的公路管理包括公路建設、養護等，廣義的公路管理還包括公路安全管理、交通秩序管理等。現代社會發展使我國公路管理工作漸趨復雜，當前國內公路總里程535 萬千米，其中高速公路里程17.7 萬千米，機動車保有量達到4.17 億輛，持有各類駕駛證的公民超過5.03 億人，既彰顯了我國建設發展成就，也意味著公路管理工作難度、壓力的飆升，客觀推動了智能交通管理技術的發展和運用[1]。當前各地一般以《中華人民共和國交通法》等指導公路管理工作，為進一步優化管理效率，就智能交通管理技術在公路管理中的應用優勢、方法等進行研究，具有一定的現實意義。

1 公路管理對智能交通管理技術的需求

1.1 公路管理的復雜性強

公路管理的復雜性較強，這要求其優化管理方式、技術手段，是公路管理對智能交通管理技術的直接需求。從廣義上看，公路管理的內容比較多樣，除公路建設、維護之外，公路交通安全管理、路況跟蹤、人員秩序、車輛違章信息跟蹤處理等，也均屬于公路管理大范疇，上述工作的難度各有不同，很多工作需要持續予以關注，如秩序管理；也有很多工作需要以現代技術提供信息方面的幫助，如違章拍照，這要求應用智能交通管理技術提供支持，保證復雜的公路管理內容得到有效兼顧[2]。

1.2 公路管理的動態性強

公路管理具有一定動態性，這與其管理對象存在直接關聯，也要求能夠以實時管理的方式保證動態因素的控制效果。如在公路安全管理工作中，人員的安全意識、車輛的性能、環境的影響等，均有可能增加安全事故發生率，統計顯示駕駛員死亡事故中，59%與酒后駕車有關，我國每年因酒駕、醉駕導致的事故逐年下降，但總數依然較多，年均死亡超過2 500 人。借助智能交通管理技術，可以快速偵知超速、危險駕駛、酒后駕駛等問題，進而控制動態因素對交通安全的影響，保證公路管理效果[3]。

1.3 傳統管理方式存在滯后性

公路管理工作的開展由來已久，很多管理方式多年沿用、發揮了一定作用，但漸漸不能滿足工作需求，亟待改進。如公路通行秩序的管理，此前主要由交通部門給出公路基本情況、預測通行壓力，駕駛人根據相關信息以及駕駛過程中的觀察分析，選取合適的出行路線。此模式能夠緩解早晚高峰、旅游旺季的公路通行壓力，但精準性不高。智能交通管理技術能夠提供更多的實時信息，使駕駛人以及管理部門更準確地了解公路各區域的通行壓力、態勢，以有效進行管理規劃和出行安排，提升公路管理工作的服務性[4]。

2 智能交通管理技術在公路管理中的應用優勢

2.1 實時性高

智能交通管理技術在公路管理中的應用優勢多樣，基本特點在于具有很高的實時性，使一些突發情況、常見問題得以及時得到察覺和處理。如交通事故的處理，利用智能監控技術，可以在第一時間察覺事故，并根據監控信息進行事故發生地點的分析、定位，快速組織救援。在此基礎上，實時獲取的信息也便于進行事故原因分析和定責，為可能出現的糾紛提供依據，包括監控機制在內，智能交通管理技術大多帶有實時性特點，如GPS 定位、路況分析等[5]。

2.2 普適性強

普適性強，是指公路管理工作中使用的智能交通管理技術，在當前技術條件下已經擁有實現空間，普遍適用于各地區各類管理環節。如城區內的智能交通管理技術也服務路況管理、停車位規劃、車輛定位、安全管理等，城區外的智能交通管理技術可服務超速跟蹤、違章拍照等，對環境、技術的要求并不高。從現實的角度上看，智能交通管理技術以智能技術為中心，為物聯網技術、區塊鏈技術、計算機技術等提供支持，可廣泛建設、運用，適用范圍較廣。

2.3 管理覆蓋面廣

智能交通管理技術的工作范圍較大，大多可在城區內外普遍應用，覆蓋面較廣。如違章拍照技術，通過以城區交通管理部門為中心，下設各分級管理組織（分局等），對各區域、道路進行具體管理，所有信息的采集均是實時化的，且在發現異常（違章）時，相關信息也可以在智能交通管理技術的支持下快速完成共享，以便于組織管理工作，為違章車輛進行處理。智能交通管理技術在其他方面的工作也帶有類似特點，往往可完成本區域各管理工作的全面覆蓋。

2.4 可實現無人化作業

智能交通管理技術的基本特點之一是可以實現無人化作業，一方面智能技術本身依賴信息技術、默認程序提供指令，常規進行管理，應用于交通活動、公路管理時，此優勢得到保持。另一方面公路管理的很多環節帶有循環、反復進行的特點，如路段監控、道路信息采集等，這意味著相關工作也可以依賴智能設備以及對應的管理技術持續進行，免去人員管理的困擾，在半無人、無人狀態下，發揮技術設備優勢進行管理即可，管理效率較高、成本得到控制。

3 智能交通管理技術在公路管理中的應用方式

3.1 系統框架

智能交通管理技術在公路管理中的應用強調發揮其優勢，且必須能夠穩定持續地生效，這要求能夠提供穩定的技術運用框架，系統框架的基本模型如圖1 所示。

圖1 智能交通管理技術在公路管理中的應用系統框架

按圖1 所示框架，系統共有四個核心模塊，即執行模塊、智能模塊、管理處以及輔助模塊。

執行模塊主要為信息采集設備、指令執行設備。前者如分布在道路各處的監控設備、報警設備等，這些設備負責采集道路、環境、車輛以及行人有關的基本信息，為智能管理中心提供分析、決策的依據。當系統認定采集設備提供的信息存在異常時，由指令執行設備執行管理指令，如違章信息的采集上傳等。執行模塊主要負責終端管理工作。

智能模塊是智能交通管理技術的中心，在公路管理工作中，各類無人化管理工作，均依賴智能模塊提供決策依據，其分析過程是智能化的，可通過降維訓練和分析的方式，輔以決策樹模式保證工作準確性和效率，快速對執行模塊（采集設備）提供的信息進行分析，判斷是否存在異常，如違章、超速等，再根據分析結果，將處理指令下達到指令執行設備處，由后者執行管理指令。智能模塊一般以計算能力較強的計算機為核心設備。

管理處即各公路管理工作的負責部門，該模塊負責為智能模塊編寫工作程序、處理一些特殊的指令，如違章車輛跟蹤、責任人處理等。此外，管理處還需要對智能交通管理技術進行分析、更新，更換軟硬件，處理、整合各類零散化的工作數據，以進一步服務管理活動。

輔助模塊包括通信設施、嵌入的存儲器、可視化設備等，其主要作用在于保證系統運行的穩定性，保證各模塊功能均可有效履行，此外也可以提升系統功能的延伸性，使管理人員可以實時了解系統的工作態勢、非異常情況下的道路信息等，便于實現系統功能的進一步提升。

3.2 主要技術

智能交通管理技術在公路管理中的應用，除依賴計算機技術、程序編寫技術外，還需要來自物聯網技術、智能技術的支持，此外，CAN 總線技術、PLC 邏輯控制技術也能發揮輔助作用。從作用上看，計算機技術、通信技術價值突出，但在系統內的應用并無特殊要求，智能技術、物聯網技術的作用更為顯著。

以智能技術為例，常規工作狀態下，道路、車輛、行人、環境信息雖然存在波動，但大體穩定，當出現問題（如交通事故、大霧天氣）時，上述信息將出現對應變化，這一類變化需要由智能技術感知，并作出警報。如大霧天氣，此問題的感知主要依賴室外傳感器，其作業模式如圖2 所示。

圖2 大霧天氣的智能感知

該流程下，分布在各點位的傳感器需要實時收集不同點位的空氣信息，所有信息的收集工作同步開展，但各自獨立，相互之間不存在干擾，相關信息實時傳遞給智能中心組織分析，在智能分析模式下，如果空氣信息無異常則繼續組織常規檢測、收集空氣信息；反之，如果空氣中的霧氣水平較高，則由智能模塊確定其發生區域，發出大霧警報，并做信息記錄，此過程中，智能模塊的分析發揮關鍵作用。一般而言，空氣中的霧氣水平是持續變化的，以M 表達其濃度值，通常霧氣濃度會隨著M 上下波動，表現為：

公路管理部門可收集大霧天氣下的空氣信息，形成原始資料，原始資料越豐富，智能技術的運用精準性越高，完成原始資料收集后，將其代入計算機中組織降維訓練，可選維度為空氣中的霧氣濃度，細化為水汽含量、小水滴的密度等直觀參數，完成訓練后由計算機予以記憶，霧氣濃度低于Mmix，默認為非霧氣天氣，反之則均默認為大霧天氣，Mmax則默認為智能模塊可識別的霧氣濃度上限。實際工作中，傳感器收集所獲的信息傳輸至智能模塊中，采用決策樹分析模式，如果決策區域內大部分決策樹認為傳感器提供的信息超過Mmix，智能模塊可認定存在大霧天氣，再根據信息來源確定發生大霧的區域，由于所有傳感器均獨立提供信息，定位工作也可據此快速開展，為相關區域的行人、車輛駕駛人等提供警示信息，注意大霧天氣影響，減少追尾等事故。

4 智能交通管理技術在公路管理中的應用展望

4.1 區域信息互通

區域信息互通，是智能交通管理技術在公路管理中的核心應用趨勢，是指進一步發揮物聯網、區塊鏈、通信管理技術優勢，使一些此前不能實時交互、共通的信息，能夠在較短的時間范圍內快速共享，以改善公路管理工作效率和質量。如A 城市和B 城市各自建有獨立的公路管理系統和智能交通管理系統，當A 地發現大霧問題，且霧氣正向B 地擴散，B 地由于尚未受到霧氣影響，無法及時察覺、預防大霧影響，可由A 地完成信息整理后，自動將大霧擴散信息傳輸到B 地。此工作由管理處（見圖1）負責，也有B 地公路智能交通管理處接受，并根據A 地信息，提前發布大霧預警，安排更多的人員至主要道路處執勤，消除、降低大霧天氣影響，保證公路安全管理活動質量。

4.2 多部門聯動

多部門聯動是智慧城市建設的基本目標和要求，在公路管理系統中，智能交通管理技術并不嚴格要求多部門同步作業，未來城市的建設則呈現出此趨勢，進而為公路管理提供了思路。如醫療部門、公安部門和公路管理部門的聯動，在發生公路交通事故時，借助智能交通管理技術，公路管理部門首先發現該問題，如果現場存在人員傷亡，則由公路部門根據事故定位情況，將相關信息提供給最近的醫療部門、公安部門等，必要的聯動可以提升智能交通管理技術在公路管理中的應用價值，提升社會治理的綜合成效。

4.3 多元覆蓋

多元覆蓋，是指智能交通管理技術在公路管理中的應用關注多元性，除公路管理部門直接參與外，其他部門也應提供輔助，包括機動車駕駛人、行人以及社會組織等。各地可在智能交通管理技術的支持下建立開放性作業平臺，鼓勵各主體參與其中，如駕駛人自外地進入本地，途中發現某路段道路老舊、行駛安全隱患較大，可對該信息進行收集，拍攝視頻或照片等，通過開放性作業平臺提供給當地的公路管理部門，后者可對前者提供的信息進行核實，并組織管理工作，以多元參與的形式發揮技術優勢，改善公路管理質量。

5 結論

綜上所述，智能交通管理技術在公路管理中的應用價值突出，有進一步推廣的必要和空間。從特點上看，公路管理的復雜性高、動態性強，傳統管理方法漸漸難以滿足現代化交通管理需要，智能交通管理技術則具有實時性高、普適性強、覆蓋面廣等優勢，可用于交通管理活動。相關技術的運用以穩定的作業框架為基礎，關注來自智能技術、分布式控制技術、物聯網技術的支持。未來公路管理中的智能交通管理技術呈現出區域信息互通、多部門聯動、多元覆蓋趨勢，也為技術的進一步運用提供了更多思路和空間。