市政交通工程自動化控制中智能化技術的運用

聶冰

上海城建智慧城市運營管理有限公司 上海 200120

市政交通工程涉及城市道路、橋梁、隧道、停車場等多個方面，是城市交通系統的重要組成部分。智能化技術主要包括人工智能、大數據、物聯網、云計算等前沿技術。這些技術在市政交通工程自動化控制中的應用，可以實現對交通信息的實時采集、分析和處理，提高交通運行的智能化水平。通過智能化技術的運用，可以實現交通信號燈的智能控制、公共交通優先調度、道路擁堵預測等功能，從而有效提高城市交通的運行效率和安全性。

1 智能化技術在市政交通工程自動化控制中的優勢

第一，提高系統運行效率。智能化技術能夠實時采集和處理交通數據，對交通信號進行優化控制，合理分配道路資源。例如，智能交通信號控制系統可以根據實時交通流量調整信號燈控制策略，實現路口通行效率的最大化。還可以實現公共交通的智能調度，提高車輛利用率，進一步優化交通資源配置。第二，降低運營成本。智能化技術可以提高市政交通設施的自主運行和維護能力，降低人力成本。例如，智能監控系統可以自動檢測設備故障，進行遠程診斷與維護，減少現場巡檢次數[1]。還可以幫助優化能源消耗，降低運營成本。例如，智能照明系統可以根據實時光照強度和交通流量調整路燈照明強度，實現節能降耗。第三，優化資源配置。智能化技術能夠對交通數據進行深入挖掘和分析，為交通規劃和管理提供有力支持。通過分析交通需求、出行習慣等數據，可以優化公交線路、站點布局，提高公共交通的服務質量和覆蓋范圍。同時，可以幫助政府制定科學合理的交通政策，引導市民合理出行，優化城市交通資源配置。第四，提高安全性與可靠性。智能化技術可以實時監測市政交通設施的運行狀態，發現并預警潛在安全隱患。例如，基礎設施檢測系統可以對橋梁、隧道等結構進行健康監測，及時發現病害并提出維修建議。還可以提高交通運行的安全性。例如，無人駕駛技術可以降低人為因素導致的事故風險，提高道路交通的安全性。

2 智能化技術在市政交通工程自動化控制中的應用

2.1 智能交通信號控制

智能交通信號控制是一種利用先進的計算機技術、通信技術和數據分析手段，對城市道路交通信號進行實時調整和優化的控制系統。通過收集和分析實時的交通數據，包括車流量、車速、道路擁堵狀況等，基于交通流量的需求和道路的通行能力對信號燈的時序進行自動調整，以達到最優的交通狀態。

在交通高峰期，智能信號控制系統會自動增加綠燈時間，以減少車輛等待時間。這是因為高峰期道路上車輛較多，如果綠燈時間過短，會導致很多車輛無法通過路口，增加交通擁堵。增加綠燈時間可以有效緩解這一問題，使交通流動更加順暢。而在交通平峰期，智能信號控制系統會適當減少綠燈時間。這是因為平峰期道路上車輛較少，綠燈時間過長會導致道路資源的浪費[2]。通過適當減少綠燈時間，可以提高道路的通行能力，使交通資源得到更高效的利用。系統還能根據特殊情況進行實時調整。例如，當發生交通事故或其他突發事件時，系統可以及時調整信號燈的時序，引導車輛繞行或減速，避免交通擁堵的擴散。例如，廣州智能交通系統項目是我國較早應用智能化技術進行市政交通管理的案例。項目包括智能交通信號控制、視頻監控、交通信息處理與發布、電子警察等系統。通過這一智能交通系統，廣州成功提高了道路通行能力、減少了擁堵現象、降低了交通肇事率。

2.2 智能公交系統

智能公交系統通過實時監控公交車位置、速度、載客量等信息，對公交車的運行進行優化調度，提高公交車的運行效率和乘客滿意度。系統還可以提供實時的公交到站信息，方便乘客規劃出行路線。通過智能公交系統，可以有效降低公交車空駛率、減少交通擁堵，提高城市公共交通的運營效益。

智能公交系統功能包含：①實時監控。通過安裝在公交車上的傳感器和攝像頭等設備，智能公交系統可以實時收集公交車的位置、速度、載客量等信息。這些數據通過無線通信技術傳輸到系統服務器，為后續的數據分析提供基礎。②優化調度。智能公交系統根據實時的公交運行數據，結合歷史數據和公交線路的規劃，對公交車的運行進行優化調度。系統可以自動調整公交車的發車間隔，使公交車在高峰期能夠滿足乘客需求，降低空駛率，提高運行效率[3]。③實時公交信息推送。智能公交系統可以提供實時的公交到站信息，方便乘客規劃出行路線。通過手機APP、公交站牌等信息渠道，乘客可以隨時了解公交車的運行狀況，合理安排出行時間。④數據分析與應用。智能公交系統對收集的公交車運行數據進行深入分析，挖掘潛在的運營規律和乘客需求。這些數據可以用于優化公交線路規劃、調整發車間隔、提高服務質量等，從而提高乘客滿意度。⑤節能減排。通過實時監控公交車行駛速度和載客量，智能公交系統可以優化公交車的運行策略，降低油耗和排放。這有助于減少交通擁堵，提高城市空氣質量，促進綠色出行。

2.3 智能停車場管理

智能停車場管理系統通過對停車場內的車位實時監控，提供空余車位信息，方便駕駛者快速找到停車位。系統還可以通過預約停車、電子支付等手段，提高停車場的使用效率和用戶體驗。通過智能停車場管理，可以有效緩解城市停車難的問題，降低交通擁堵。

智能停車場管理系統功能包括：①實時監控。通過安裝在停車場內的傳感器和攝像頭等設備，智能停車場管理系統可以實時收集車位使用情況、車輛進出等信息。這些數據通過無線通信技術傳輸到系統服務器，為后續的數據分析提供基礎。②空余車位信息推送。智能停車場管理系統可以根據實時的車位使用情況，向駕駛者推送空余車位信息。駕駛者可以通過手機APP、停車場顯示屏等信息渠道，快速找到合適的停車位，減少尋找車位的時間。③預約停車。智能停車場管理系統提供預約停車功能，駕駛者可以提前預約停車位，確保在到達目的地時有空余車位可供使用。這有助于減少駕駛者在尋找停車位過程中的時間和精力消耗，提高用戶體驗。④電子支付。智能停車場管理系統支持電子支付功能，駕駛者可以通過手機支付、銀行卡支付等方式，快捷地完成停車費用的支付。這不僅提高了停車場的收費效率，也減少了用戶找零錢的麻煩[4]。⑤數據分析與應用。智能停車場管理系統對收集的停車場數據進行深入分析，挖掘潛在的運營規律和用戶需求。這些數據可以用于優化停車場管理策略、調整收費標準、提高服務質量等，從而提升用戶體驗。

2.4 自動化調度系統

自動化調度系統主要負責對交通信息的全面收集、高效處理和深入分析，以及對各類交通設備的智能調度和精確控制，并根據交通需求進行及時、靈活的調整，從而優化交通信號燈的時序，提高道路通行效率，緩解交通擁堵問題。

自動化調度系統功能和應用包含：①交通信息收集與處理。系統通過部署在道路上的各種傳感器、攝像頭等設備，實時收集道路的交通流量、車輛速度、行駛方向等信息。這些數據經過無線通信技術傳輸至系統服務器，實現實時監控。②交通數據分析。系統對收集到的交通信息進行深入分析，挖掘交通規律和擁堵原因。通過分析歷史數據和實時數據，找出交通問題的癥結，為優化交通管理提供數據支持。③交通信號燈優化。系統根據交通流量和交通需求，實時調整交通信號燈的時序。通過優化信號燈控制策略，實現綠波帶通行，提高道路通行效率，降低擁堵程度。④交通路線優化。系統根據實時交通情況和目的地需求，為駕駛者提供最優路線建議。這有助于分散交通流量，避免擁堵，提高道路利用率。⑤公共交通調度。系統可以對公共交通車輛進行實時監控和調度，確保公共交通資源的合理分配和高效運行。通過對公共交通線路的優化調整，提高公共交通的服務質量和滿意度。⑥應急預案。在遇到突發交通事件或極端天氣等特殊情況時，自動化調度系統可以迅速啟動應急預案，對交通流量進行緊急調整，確保道路交通的順暢和安全。例如，上海高速公路智能管控系統利用大數據、人工智能等技術，實現對高速公路交通流量的實時監控、分析和預測。通過智能調控道路通行條件，提高了高速公路的運行效率，降低了交通事故發生率。

2.5 無人駕駛技術

隨著科技的不斷發展，無人駕駛技術逐漸成為市政交通工程自動化控制領域的一大研究熱點。無人駕駛技術是指通過車載傳感器、高精度地圖、全球定位系統（GPS）等技術手段，實現車輛的自動駕駛、自動泊車、自動避障等功能[5]。在市政交通工程自動化控制中，無人駕駛技術具有重要的應用價值，可以有效提高交通運行效率、降低能耗和減輕環境污染。

無人駕駛技術在公共交通領域的應用具有顯著的優勢，對于優化公共交通系統、提升乘客出行體驗以及保護環境等方面具有重要意義。首先，無人駕駛公交車可以實現全天候、全時段的運行。相較于傳統公交車，無人駕駛車輛不受駕駛員疲勞、情緒等因素的影響，能夠在各種天氣條件和路況下保持穩定運行。這不僅提高了公共交通系統的運營效率，還可在高峰時段緩解乘客擁擠的問題。其次，無人駕駛公交車可以實現精確到站的實時調度。通過先進的數據分析和人工智能技術，無人駕駛車輛能夠實時掌握線路上的交通狀況，精確預測到站時間，提高乘客的出行體驗。這項功能還有助于減少乘客在站臺等待的時間，進一步優化公共交通系統的運行效率。最后，無人駕駛技術還可以有效降低公共交通系統的能耗和排放。由于無人駕駛車輛具備優秀的能源管理系統和自動駕駛能力，能夠在行駛過程中實現節能降耗。相較于傳統燃油車輛，電動汽車等清潔能源交通工具在排放方面具有顯著優勢，有利于環境保護。例如，深圳無人駕駛公交項目是我國市政交通領域智能化技術的典型應用。無人駕駛公交搭載了激光雷達、攝像頭等傳感器，實現了自動駕駛、車路協同等功能。該項目旨在提高公共交通運營效率，降低能耗，為乘客提供安全、舒適的出行體驗。而在地鐵領域，部分城市的地鐵線路已經實現了自動駕駛功能。這些地鐵車輛能夠在無人駕駛模式下完成行駛、停靠和開關門等操作，降低了人力成本，提高了運行效率。同時，自動駕駛地鐵還能夠實現精確到站的實時調度，進一步提高乘客出行體驗。

2.6 智能監測與診斷系統

智能監測與診斷系統作為市政交通工程自動化控制的關鍵組成部分，對保障交通設施和設備的安全運行具有重要意義。該系統通過采用先進的傳感器、通信技術和數據分析手段，對交通設施和設備進行實時監測與診斷，實現對異常情況的及時預警和處理，確保交通設施和設備處于最佳運行狀態。同時，智能監測與診斷系統還可以實現遠程控制和維護，提高設施和設備的維護效率，降低運營成本。

智能監測與診斷系統在市政交通領域的主要應用表現在：①實時監測。智能監測與診斷系統通過部署在交通設施和設備上的各類傳感器，實時收集設備運行數據，如溫度、壓力、電壓等。這些數據通過無線通信技術傳輸至系統服務器，實現對設備狀態的實時監控[6]。②故障診斷。智能監測與診斷系統對收集到的數據進行分析，運用機器學習、人工智能等技術進行故障預測和診斷。發現異常情況時，系統可以及時發出預警信號，為運維人員提供故障處理的參考依據。③遠程控制與維護。智能監測與診斷系統支持遠程控制和維護功能，運維人員可以通過系統平臺對交通設施和設備進行遠程操作和維護。這有助于提高設備維護效率，降低運維成本，確保交通設施和設備的正常運行。④預測性維護。通過對歷史數據的挖掘和分析，智能監測與診斷系統可以預測交通設施和設備的可能故障，實現預防性維護。這有助于降低設備故障率，延長設備使用壽命，減少維修成本。⑤能源管理。智能監測與診斷系統可以對交通設施和設備的能源消耗進行監測和分析，發現能源浪費現象，提出針對性的節能措施。這有助于降低能源消耗，減少運營成本，提高能源利用效率。⑥優化運營策略。智能監測與診斷系統可以對交通設施和設備的運行數據進行實時分析，為運營管理者提供優化運營策略的依據。例如，在高峰期合理分配交通資源，提高設施和設備的利用率。⑦應急處置。在遇到突發情況時，如設備故障、交通擁堵等，智能監測與診斷系統可以迅速響應，為運營管理者提供應急處置方案，確保交通設施和設備的安全運行。

3 結語

綜上所述，市政交通工程自動化控制中智能化技術的運用，如無人駕駛、智能監測與診斷、交通信息處理等，為城市交通管理帶來了前所未有的便捷和高效。這些先進技術相互協同，共同構建起一個高度智能化的交通管理體系，提升了道路通行效率，緩解了交通擁堵問題，同時，也有助于減少能源消耗、降低環境污染，推動綠色出行和低碳城市建設的進程。