基于智能交通的道路管理系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用

一、前言

科技的發(fā)展為人們的生活帶來了許多便利，根據(jù)大數(shù)據(jù)為交通系統(tǒng)提供的多源、大數(shù)量、判斷精準的信息，為打造城市智能交通系統(tǒng)提供堅實的技術(shù)條件。智能交通將云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)應(yīng)用到交通領(lǐng)域之中，包含了交通運輸、交通管理等諸多交通領(lǐng)域，同時也有利于交通建設(shè)的全過程掌控，最終保障交通的安全性，提升交通運行的管理水平及效率[。

二、智能交通

（一）智能交通的概念

智能交通就是利用計算機、數(shù)據(jù)信息、人工智能技術(shù)、電子控制技術(shù)、視頻影像技術(shù)等將人、汽車、交通綜合聯(lián)系起來，利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，使傳統(tǒng)的交通問題得以改善。智能路面是信息、技術(shù)和功能的結(jié)合，是智能交通的重要部分。信息收集和數(shù)據(jù)處理方法各不相同，服務(wù)和技術(shù)的發(fā)展也隨著時代的發(fā)展不斷更新。該智能交通系統(tǒng)可以提供技術(shù)服務(wù)和出行指導(dǎo)。當前，智能道路的架構(gòu)主要分為四個部分。四者之間的聯(lián)系如圖1所示[3]。

智能交通的核心就是交通信息的處理、快速的反饋，要解決交通擁堵等問題除了傳統(tǒng)的擴建道路，還可以大力發(fā)展智能交通，科學(xué)解決交通問題[4。智能交通系統(tǒng)比傳統(tǒng)道路管理更加高效。在交通領(lǐng)域，智能技術(shù)有其獨特的優(yōu)勢，能夠結(jié)合交通的特點發(fā)展智能交通技術(shù)。

（二）智能交通的作用

智能交通可以為交通管理部門提供許多幫助，減輕相關(guān)部門的工作負擔，提高工作效率，也為交通使用者提供便利。人們可以利用智能交通了解路況，例如，避開擁擠道路和有交通事故的道路，還能夠了解行駛路徑中有哪些交通基礎(chǔ)設(shè)施。

第一，可以提高道路的利用率。城市發(fā)展導(dǎo)致交通量劇增，智能交通可有效緩解擁堵，減少因擁堵擴建道路的資源浪費。智能交通管理系統(tǒng)通過優(yōu)化交通信號、實時路況監(jiān)測等手段，降低行車延誤，提升道路通行能力。

第二，可以改善交通環(huán)境。智能交通系統(tǒng)能夠快速收集交通運行數(shù)據(jù)，及時向駕駛?cè)藛T推送擁堵及事故信息，降低交通事故發(fā)生率，減少環(huán)境污染，避免二次傷害。

第三，可以有效提高交通管理部門的工作效率。智能交通的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可快速、精準地處理交通信息，減少人工干預(yù)，顯著提高交通管理部門的工作效率，降低管理成本。

第四，智能交通通過優(yōu)化交通環(huán)境，減少擁堵和交通事故，降低“路怒癥”發(fā)生率，提升出行體驗，為人們提供更高效、更安全的交通環(huán)境。

三、國內(nèi)智能交通發(fā)展現(xiàn)狀

我國智能交通的研究起步較晚，在現(xiàn)實的應(yīng)用中還處于初始階段，但也已經(jīng)完成了一些富有成效的基礎(chǔ)性研究。不可否認的是，我國智能交通的研究已經(jīng)進入高速發(fā)展期，相關(guān)的研究正得到政府的大力支持。2016年，國家發(fā)展改革委和交通運輸部就聯(lián)合發(fā)布了《推進“互聯(lián)網(wǎng) +\" 便捷交通促進智能交通發(fā)展的實施方案》，首次提出了智能交通運輸系統(tǒng)的整體框架和具體落實的措施細節(jié)。交通運輸部門在2016年也同步印發(fā)和落實了《關(guān)于推進交通運輸行業(yè)數(shù)據(jù)資源開放共享的實施意見》。2017年，國務(wù)院印發(fā)了《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》，在該規(guī)劃當中明確提出建設(shè)我國智能交通基礎(chǔ)設(shè)施的主要目標和任務(wù)。同年，國務(wù)院在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中，強調(diào)了對智能交通技術(shù)應(yīng)用的重要性，并對其具體應(yīng)用提出了要求[。福建省交通運輸大數(shù)據(jù)資源全景圖如圖2所示。

四、城市智能交通的應(yīng)用和發(fā)展

（一）智能交通在交通信息服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展

交通信息服務(wù)系統(tǒng)通過集成實時交通數(shù)據(jù)的采集、分析與傳遞，輔助出行者制定高效通行決策。系統(tǒng)融合大數(shù)據(jù)、云計算、智能通信與GPS等技術(shù)，動態(tài)監(jiān)測道路擁堵狀態(tài)、設(shè)施分布及通行狀況，提供包含擁堵時長預(yù)測的多維度路況信息?；谠朴嬎愕钠脚_可為駕駛員實時生成并推薦最優(yōu)路線方案，實現(xiàn)路線規(guī)劃的智能優(yōu)化，有效減少用戶決策時間。該系統(tǒng)具備動態(tài)響應(yīng)能力，可根據(jù)交通態(tài)勢變化持續(xù)更新導(dǎo)航建議，確保出行者始終獲得當前最優(yōu)路徑指引。

交通信息服務(wù)系統(tǒng)通過整合大數(shù)據(jù)、云計算、智能通信和GPS等技術(shù)，實時收集和分析交通數(shù)據(jù)，為出行者提供道路擁堵情況、通行時間預(yù)測及沿途設(shè)施信息。系統(tǒng)可快速生成最優(yōu)路線方案，幫助駕駛員避開擁堵路段，減少路線選擇時間，提升出行便利性和效率。

（二）智能交通在交通管理中的應(yīng)用和發(fā)展

基于大數(shù)據(jù)與云計算的實時交通數(shù)據(jù)整合分析，使交管部門能夠快速感知全域交通態(tài)勢并動態(tài)優(yōu)化管理策略。針對節(jié)假日高峰與極端天氣場景，系統(tǒng)通過多源數(shù)據(jù)融合處理即時生成疏堵方案（如信號配時調(diào)整、分流路徑推送），同步向駕駛員傳遞精準路況預(yù)警與替代路線建議，有效降低擁堵擴散風險及事故發(fā)生率。相較于傳統(tǒng)管理模式的響應(yīng)滯后，智能交通系統(tǒng)實現(xiàn)了對擁堵熱點、事故點位及違法行為的毫秒級識別與處置，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策閉環(huán)顯著提升路網(wǎng)通行效率與管理效能。

（三）智能交通在車輛控制系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展

在智能交通系統(tǒng)中，保障車輛行駛安全、保護人民財產(chǎn)安全的重要系統(tǒng)是車輛控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)更加離不開大數(shù)據(jù)、云計算在其中不可替代的作用。通過收集車輛控制的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，將其輸入云計算系統(tǒng)中，對得到的車輛控制數(shù)據(jù)進行分析處理可以得到司機的習(xí)慣性駕駛和面對緊急情況時的操作細節(jié)，將這些信息進行分析后就可以發(fā)現(xiàn)車輛的控制系統(tǒng)里面是否有缺陷，駕駛?cè)藛T有無危險駕駛和面對危險情況時候的應(yīng)急處理方式是否合理等，以此來提高駕駛?cè)藛T的安全駕駛意識，從而降低意外事故，保證駕乘人員的安全。另外，對于車輛控制系統(tǒng)的分析數(shù)據(jù)可以反饋給車輛企業(yè)，對于有缺陷的控制系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)并進行改進，加強車輛安全。

五、智能交通系統(tǒng)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

（一）智能交通在信息與數(shù)據(jù)方面的挑戰(zhàn)

1.數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性

交通數(shù)據(jù)處理中的技術(shù)漏洞可能引發(fā)雙重風險：一是實時分析誤差（如將擁堵誤判為暢通）引發(fā)車輛集中涌入，加劇路段超負荷并誘發(fā)事故。二是系統(tǒng)性誤報（限速、信號燈數(shù)據(jù)失真）對依賴導(dǎo)航的駕駛員形成安全隱患。此類缺陷不僅降低路網(wǎng)運行效率，更會削弱公眾對智能交通系統(tǒng)的信任度，長期可能阻礙技術(shù)迭代與應(yīng)用推廣。為提升數(shù)據(jù)可靠性，需構(gòu)建專業(yè)化數(shù)據(jù)處理團隊，研發(fā)具備容錯糾偏機制的智能分析系統(tǒng)，強化大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)在交通管理中的融合應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸與發(fā)布的全程質(zhì)量管控。

2.信息的安全問題

面對智能交通系統(tǒng)中個人信息泄露的問題，相關(guān)技術(shù)人員要加強保護個人信息管理的力度，對用戶數(shù)據(jù)按要求加以保護，對可疑的信息漏洞盡快修復(fù)。能接觸到用戶個人信息的技術(shù)人員要定期進行培訓(xùn)，加強對技術(shù)人員關(guān)于保護個人信息的法律培訓(xùn)，阻止在大數(shù)據(jù)下智能交通快速發(fā)展而引起的個人信息泄露問題。

智能交通系統(tǒng)雖便利，但數(shù)據(jù)收集涉及個人信息，保護用戶信息安全至關(guān)重要，否則會影響其應(yīng)用和推廣。當前個人信息易泄露，智能交通系統(tǒng)用戶需填寫真實信息，易被不法分子利用。因此，保護用戶信息是智能交通發(fā)展的關(guān)鍵。

為應(yīng)對智能交通系統(tǒng)中的個人信息泄露問題，技術(shù)人員需加強個人信息管理，按要求保護用戶數(shù)據(jù)，及時修復(fù)可疑信息漏洞。同時，定期對接觸用戶個人信息的技術(shù)人員進行培訓(xùn)，強化其法律意識，降低大數(shù)據(jù)下智能交通快速發(fā)展引發(fā)的信息泄露風險。

（二）智能交通在互聯(lián)方面的挑戰(zhàn)

交通系統(tǒng)主要包括駕駛?cè)?、車輛、周邊環(huán)境和交通基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)展智能交通不能忽視這幾方面的有機結(jié)合，應(yīng)將智能交通與駕駛?cè)?、車輛與交通基礎(chǔ)設(shè)施進行有效互聯(lián)，如圖3所示。

1.駕駛員與車輛互聯(lián)的技術(shù)問題

人可以依靠聽覺和視覺來感知車輛傳遞的信息，車輛可以根據(jù)人的操作變化、視線調(diào)整等信息推斷駕駛情況。例如，車輛的防疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)（MKE）通過駕駛員操作的變化幅度和變化頻率來判斷駕駛員是否為疲勞駕駛，如果系統(tǒng)判斷出駕駛員是在疲勞駕駛，則會通過語音提醒駕駛員需要休息。更有甚者，可以利用車輛的智能系統(tǒng)將駕駛員的駕駛習(xí)慣記錄下來，當有危險駕駛和疲勞駕駛的時候，就會提醒駕駛員安全駕駛。這種方法能大幅度保證交通安全，但是在實際中實施還需要很多研究。通過駕駛員的身體狀態(tài)進行判斷的人與車輛互聯(lián)技術(shù)還在發(fā)展起步階段，有待進一步提高。

2.車輛與交通基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)問題

車輛與交通基礎(chǔ)設(shè)施（如交通信號燈、收費站等）通過物聯(lián)網(wǎng)連接，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。交通設(shè)施（如測速儀）可感知車輛數(shù)量、車速等信息，與鄰近設(shè)施數(shù)據(jù)匯總分析后，通過云計算為駕駛員規(guī)劃最優(yōu)路線并反饋至導(dǎo)航系統(tǒng)。該技術(shù)能緩解擁堵、節(jié)約時間、減少事故發(fā)生概率、提升管理效率。交通信號燈可智能判斷通行時間，自主調(diào)整紅綠燈時長，減少等待，提高通行能力。然而，構(gòu)建這樣的系統(tǒng)需大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、快速計算能力和精確數(shù)據(jù)處理能力，每輛車還需安裝傳感設(shè)備，且需汽車生產(chǎn)企業(yè)、城市規(guī)劃機構(gòu)、科技公司多方合作，難度較大，需進一步科學(xué)論證。

車輛檢測技術(shù)，尤其是視頻檢測技術(shù)發(fā)展迅速，具有可靠性和發(fā)展?jié)摿?。但實際應(yīng)用需具備快速處理能力、強信息匯集能力和準確數(shù)據(jù)處理能力，還需與3D技術(shù)結(jié)合以還原場景。視頻檢測器的精度受光照影響，需解決光線不足時的感知能力問題。車輛可通過傳感器感知周圍環(huán)境，提醒駕駛員采取自動保護措施，減少事故損失。

六、智能交通未來發(fā)展方向展望

（一）智能交通感知系統(tǒng)

智能交通感知系統(tǒng)應(yīng)以交通基礎(chǔ)設(shè)施、運輸工具和地區(qū)特征為主要對象，通過車輛、道路設(shè)施及鄰近車輛信息，為駕駛員提供有效信息。系統(tǒng)應(yīng)用中，結(jié)合智能傳感設(shè)備、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，實現(xiàn)多元感知并得到準確結(jié)果。同時，系統(tǒng)可完善交通大數(shù)據(jù)，匯總各路段通行量、擁堵時長等信息，確保區(qū)域交通數(shù)據(jù)的一致性、全面性和及時性，助力智能交通快速發(fā)展及交通管理同步跟進。

（二）可靠的通信系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)在應(yīng)用中，常遇節(jié)假日交通量暴漲、極端天氣交通意外量提升等信息量龐大情況。此時，常規(guī)商用通信技術(shù)易出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰、信息延遲、數(shù)據(jù)錯誤等問題，導(dǎo)致交通更擁堵甚至引發(fā)事故。因此，應(yīng)重視此問題。隨著對智能交通要求的增加和更新速度的提升，通信系統(tǒng)、云計算處理技術(shù)等需與智能交通發(fā)展有效結(jié)合，以確保信息的有效性和可靠性。

（三）智能出行決策系統(tǒng)

基于實時交通路況信息，結(jié)合GPS、GIS技術(shù)和5G技術(shù)，智能交通系統(tǒng)可依據(jù)不同交通工具的運行特點和交通管理信息，為出行者提供最佳交通選擇。利用大數(shù)據(jù)和云計算，系統(tǒng)能根據(jù)出行者需求規(guī)劃合適路線，有效緩解擁堵，減少事故，滿足出行需求，并推動交通行業(yè)智能化發(fā)展。對于貨運交通，智能交通管理可實現(xiàn)一體化線路推薦和一站安檢。對于客運交通，智能調(diào)節(jié)可避免大規(guī)模堵車和減少事故損失。在當今交通中，分析多樣化信息十分必要，智能出行帶來諸多便利，進一步研究多樣化的智能交通應(yīng)用對交通管理意義重大。

七、結(jié)語

交通環(huán)境不僅體現(xiàn)國家實力，也反映國民幸福指數(shù)。然而，傳統(tǒng)擴建道路方式難以滿足日益增長的交通需求，且消耗資源。因此，利用科技發(fā)展智能交通成為關(guān)鍵。應(yīng)以傳統(tǒng)交通規(guī)則為基礎(chǔ)，融合大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)，構(gòu)建智能交通系統(tǒng)，創(chuàng)新融合傳統(tǒng)與智能交通管理。在人工智能與大數(shù)據(jù)高速發(fā)展的當下，立足中國國情，發(fā)展創(chuàng)新融合的智能交通，對實現(xiàn)科學(xué)有效的城市交通管理、改善交通品質(zhì)、助力交通強國建設(shè)具有重要意義。

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作者單位：育才一布朗交通咨詢監(jiān)理有限公司

責任編輯：王穎振鄭凱津