深圳國(guó)際生物谷壩光核心啟動(dòng)區(qū)智慧交通規(guī)劃研究

1 引言

深圳壩光定位為以“國(guó)際生物谷”為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)科技小城,一座在綠色中生長(zhǎng)的科技園區(qū),一座生態(tài)和諧、國(guó)際品質(zhì)的濱海小城。為避免由于機(jī)動(dòng)化交通引起的嚴(yán)重交通擁堵和環(huán)境污染,減少生態(tài)破壞,壩光以低碳交通理念為基礎(chǔ),借鑒國(guó)外相關(guān)城市的規(guī)劃經(jīng)驗(yàn),通過(guò)規(guī)劃完善的公共交通系統(tǒng)、慢行交通系統(tǒng),并設(shè)置綜合交通樞紐,配合相關(guān)的交通管控措施,盡可能避免交通擁堵。

在智能化交通管控和智慧化出行服務(wù)方面，壩光規(guī)劃充分融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，推進(jìn)智慧交通建設(shè)。作為智慧城市的重要組成部分，智慧交通在智能交通發(fā)展的基礎(chǔ)上，依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在系統(tǒng)建設(shè)方面,更加強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)集成的智能性和協(xié)作的靈活性；在公眾服務(wù)方面, 更加強(qiáng)調(diào)服務(wù)內(nèi)容的個(gè)性化以及服務(wù)模式的人性化、智能化[1]。

強(qiáng)調(diào)交通信息系統(tǒng)最大限度地與其他各類(lèi)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，進(jìn)而催生全新的應(yīng)用和服務(wù)方向, 最終提高交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率, 減少交通事故, 降低環(huán)境污染,促進(jìn)交通管理及出行服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的信息化、智能化、社會(huì)化、人性化, 有助于最大程度地發(fā)揮交通基礎(chǔ)設(shè)施的效能, 提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率和服務(wù)水平, 為公眾提供高效、安全、便捷、舒適的出行服務(wù)[2]。

2 壩光片區(qū)交通組織規(guī)劃

結(jié)合《大鵬新區(qū)保護(hù)與發(fā)展綜合規(guī)劃》、《大鵬新區(qū)綜合交通發(fā)展規(guī)劃》、《深圳市壩光片區(qū)規(guī)劃》、《壩光法定圖則》等上層次規(guī)劃要求，壩光片區(qū)規(guī)劃遵循“綠色交通”發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)展“停車(chē)+換乘”（P+R）的交通組織模式，梳理和確定道路、公交、停車(chē)和慢行交通組織方案，為智慧交通的建設(shè)提供指引。

壩光片區(qū)路網(wǎng)進(jìn)行交通管控，采用在3個(gè)對(duì)外聯(lián)系出入口設(shè)置綜合交通樞紐（鹽壩高速、新葵壩路、鵬壩出口）的方式，截留外部駛?cè)肫瑓^(qū)的社會(huì)車(chē)輛，使其在交通樞紐內(nèi)完成換乘公交車(chē)或慢行設(shè)施后放行。進(jìn)入受控區(qū)域的社會(huì)車(chē)輛接受交通管控在區(qū)內(nèi)通行；不進(jìn)入受控區(qū)域的社會(huì)車(chē)輛僅在環(huán)壩路和進(jìn)出綜合交通樞紐的對(duì)外交通組織通道內(nèi)通行。壩光交通組織示意圖如圖1所示。

圖1 壩光交通組織示意圖

3 壩光片區(qū)智慧交通解決方案

根據(jù)智慧壩光的規(guī)劃，智慧停車(chē)、出行服務(wù)、交通管控是壩光智慧交通的建設(shè)重點(diǎn)?；陧?xiàng)目整體的智慧交通頂層設(shè)計(jì)，壩光片區(qū)智慧交通頂層設(shè)計(jì)架構(gòu)圖如圖2所示，建設(shè)內(nèi)容主要包括“1個(gè)中心、3朵云、3個(gè)平臺(tái)、N個(gè)應(yīng)用”。1個(gè)中心指的是1個(gè)智慧交通中心，該中心與智慧健康、智慧社區(qū)、智慧生態(tài)等管控平臺(tái)協(xié)同管理，共同服務(wù)于智慧壩光；3朵云指的是運(yùn)營(yíng)管理云、運(yùn)行監(jiān)控云和信息服務(wù)云；3個(gè)平臺(tái)指的是大數(shù)據(jù)平臺(tái)、智慧停車(chē)管理平臺(tái)和車(chē)路協(xié)同管理平臺(tái)；N個(gè)應(yīng)用指的是面向停車(chē)換乘、車(chē)輛管控、無(wú)人駕駛公交車(chē)、無(wú)人駕駛清掃車(chē)等的多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。

圖2 智慧交通頂層設(shè)計(jì)架構(gòu)圖

通過(guò)構(gòu)建覆蓋路內(nèi)、路外停車(chē)場(chǎng)和立體停車(chē)庫(kù)的智慧停車(chē)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)路內(nèi)外停車(chē)一體化管理，提供無(wú)感支付、停車(chē)誘導(dǎo)、交通誘導(dǎo)、智能停車(chē)等服務(wù)。通過(guò)構(gòu)建車(chē)路協(xié)同管理平臺(tái)，一是可以為公眾出行提供全方位的信息服務(wù)，包括路況、突發(fā)事件、公交車(chē)換乘等信息，二是可以提供運(yùn)營(yíng)管理和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)壩光運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的狀態(tài)和位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、交通駕駛行為監(jiān)管等，三是通過(guò)路側(cè)基站、傳感器等設(shè)備的輔助，可以為壩光的無(wú)人駕駛公交車(chē)、無(wú)人駕駛清掃車(chē)等提供輔助信息，提高行車(chē)安全性，實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛示范應(yīng)用。

3.1 車(chē)路協(xié)同管理平臺(tái)

3.1.1 平臺(tái)總體架構(gòu)

車(chē)路協(xié)同管理平臺(tái)主要由智能路側(cè)設(shè)備、智能車(chē)載終端系統(tǒng)及中心平臺(tái)三部分組成[3]。智能路側(cè)設(shè)備根據(jù)實(shí)際需求集成攝像頭、道路傳感器等信息采集設(shè)備，實(shí)時(shí)采集路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、交通事件及環(huán)境氣象等信息，通過(guò)專(zhuān)網(wǎng)及時(shí)上傳至中心平臺(tái)，智能路側(cè)設(shè)備具備一定的邊緣計(jì)算能力，需要實(shí)時(shí)快速發(fā)布的信息經(jīng)過(guò)處理后，通過(guò)情報(bào)板、車(chē)路通信等手段及時(shí)向周邊車(chē)輛發(fā)布；車(chē)載終端通過(guò)V2X通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)車(chē)與車(chē)、車(chē)與路側(cè)設(shè)備之間的通信，將車(chē)輛速度、方向、加速度等信息經(jīng)過(guò)處理后上傳至智能路側(cè)設(shè)備或向周邊車(chē)輛發(fā)布，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與周?chē)h(huán)境的協(xié)同，避免交通事故；中心平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集上報(bào)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、交通狀態(tài)分析、交通信息發(fā)布等。車(chē)路協(xié)同管理平臺(tái)總體架構(gòu)圖如圖3所示。

3.1.2 車(chē)路協(xié)同中心平臺(tái)

信息服務(wù)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)合稱(chēng)中心平臺(tái)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括服務(wù)器和軟件系統(tǒng)、大屏幕顯示終端、控制終端等多種設(shè)備。中心平臺(tái)系統(tǒng)將信息采集技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)與先進(jìn)的交通信息融合技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合，既可為壩光運(yùn)營(yíng)管理單位在交通指揮調(diào)度提供決策依據(jù)，又可為各類(lèi)交通參與者提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的交通信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)管理單位對(duì)交通事件的線(xiàn)上指揮調(diào)度，提高科學(xué)決策能力，從而推進(jìn)突發(fā)事件管理工作的信息化進(jìn)程，最大限度減少突發(fā)交通事件造成的災(zāi)害與損失[4]。

3.1.3 智能路側(cè)設(shè)備

智能路側(cè)設(shè)備主要用于實(shí)現(xiàn)車(chē)路通信等功能，為交互式智能交通、行車(chē)安全及自動(dòng)駕駛應(yīng)用提供支撐，讓交通設(shè)施與汽車(chē)之間具備直接實(shí)時(shí)“對(duì)話(huà)”能力，支持廣泛的互聯(lián)汽車(chē)、協(xié)同式智能交通和自動(dòng)駕駛汽車(chē)應(yīng)用，如協(xié)作式智能交通信號(hào)燈、智能交通設(shè)施等[5]。

車(chē)路協(xié)同智能路側(cè)設(shè)備采用高性能處理器，內(nèi)置GNSS（北斗/GPS）定位模塊，具有高精度定位功能；除V2X車(chē)路通信以外，還具備蜂窩通信、WiFi和藍(lán)牙(Bluetooth) 等無(wú)線(xiàn)通信功能；并提供RS485、RS232、以太網(wǎng)等對(duì)外接口，全面滿(mǎn)足各種通信需求。設(shè)備支持48V直流供電與POE供電兩種模式，基于它可構(gòu)建各類(lèi)綜合車(chē)路協(xié)同應(yīng)用。

3.2 智慧停車(chē)管理平臺(tái)

智慧停車(chē)管理平臺(tái)以停車(chē)服務(wù)業(yè)務(wù)流程為導(dǎo)向，通過(guò)對(duì)新型技術(shù)模式的研究和創(chuàng)新，依托云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，按照“集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一平臺(tái)、分級(jí)控制”的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)各方資源有效整合、集中管理和平臺(tái)化運(yùn)營(yíng)，為管理人員提供統(tǒng)一的停車(chē)管理監(jiān)管平臺(tái)，為大眾提供信息查詢(xún)、停車(chē)咨詢(xún)等服務(wù)。同時(shí)，結(jié)合動(dòng)態(tài)交通運(yùn)行狀況、通過(guò)交通誘導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜態(tài)交通協(xié)調(diào)發(fā)展。

（1）智慧停車(chē)管理中心子平臺(tái)

智慧停車(chē)管理中心子平臺(tái)包括停車(chē)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控中心系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、清分結(jié)算平臺(tái)、綜合調(diào)控子系統(tǒng)等。

停車(chē)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控中心系統(tǒng)對(duì)聯(lián)網(wǎng)停車(chē)資源進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和可視化監(jiān)管，并通過(guò)監(jiān)控大屏監(jiān)控前端設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況、停車(chē)場(chǎng)的分布和空位狀況、巡檢人員的運(yùn)行軌跡、設(shè)備故障或者告警信息的來(lái)源等[6]。

運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)在停車(chē)資源平臺(tái)化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)壩光停車(chē)資源集中監(jiān)管、停車(chē)運(yùn)營(yíng)管理、停車(chē)指揮調(diào)度、交通綜合調(diào)控及輔助決策分析。

清分結(jié)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與各個(gè)支付服務(wù)提供商的資金對(duì)賬、結(jié)算功能。

綜合調(diào)控子系統(tǒng)以停車(chē)泊位監(jiān)測(cè)信息為依據(jù)，通過(guò)停車(chē)誘導(dǎo)、停車(chē)信息發(fā)布等方式，盤(pán)活停車(chē)資源，提高停車(chē)效率。

（2）公眾服務(wù)子平臺(tái)

充分利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)成果，建設(shè)智慧停車(chē)公共服務(wù)平臺(tái)，向廣大車(chē)主提供車(chē)位級(jí)別的停車(chē)誘導(dǎo)、反向?qū)ぼ?chē)以及無(wú)感支付體驗(yàn)。

智能停車(chē)泊位誘導(dǎo)及反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)提供場(chǎng)內(nèi)視頻車(chē)位誘導(dǎo)和場(chǎng)外車(chē)位誘導(dǎo)兩大功能，分別基于圖像/視頻分析技術(shù)和地感車(chē)輛識(shí)別技術(shù)，實(shí)時(shí)分析車(chē)位占用/空閑狀態(tài)，并通過(guò)誘導(dǎo)屏及車(chē)位狀態(tài)指示燈以及自助查詢(xún)機(jī)等通道實(shí)時(shí)顯示車(chē)位信息，方便車(chē)主快速有效地找到空余停車(chē)[7]。

通過(guò)在車(chē)場(chǎng)的停車(chē)位上前方安裝車(chē)牌識(shí)別攝像機(jī)，車(chē)牌識(shí)別攝像機(jī)對(duì)一個(gè)或多個(gè)車(chē)位的視頻信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，檢測(cè)車(chē)位狀態(tài)、車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼，并將車(chē)位占用狀態(tài)直接傳輸給車(chē)位引導(dǎo)屏，用于向車(chē)主發(fā)布引導(dǎo)指示，同時(shí)，將車(chē)牌號(hào)碼及車(chē)位圖像傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行儲(chǔ)存，并應(yīng)用于反向?qū)ぼ?chē)[8]。

繳費(fèi)子系統(tǒng)以自動(dòng)識(shí)別方式為主，采用ETC+車(chē)牌識(shí)別雙重不停車(chē)通行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別，不停車(chē)通行，為車(chē)主提供無(wú)感支付體驗(yàn)，緩解高峰期擁堵現(xiàn)象。同時(shí)支持移動(dòng)支付（微信支付、支付寶支付）等非現(xiàn)金支付方式，兼容崗?fù)な召M(fèi)、自助繳費(fèi)機(jī)等現(xiàn)金繳費(fèi)模式，降低現(xiàn)金管控成本、規(guī)避現(xiàn)金管控風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)停車(chē)費(fèi)用的便捷征收和統(tǒng)一管理。

3.3 智慧交通應(yīng)用

根據(jù)應(yīng)用效果，智慧交通應(yīng)用主要可分為3類(lèi)，即交通安全類(lèi)、交通效率類(lèi)及信息服務(wù)類(lèi)。

交通安全類(lèi)應(yīng)用包括前向碰撞預(yù)警、交叉口碰撞預(yù)警、道路危險(xiǎn)狀況提醒、惡劣天氣提醒等，為駕駛員提供周邊車(chē)輛、道路環(huán)境的危險(xiǎn)源告警。

交通效率類(lèi)應(yīng)用包括道路擁堵預(yù)警、優(yōu)化路線(xiàn)誘導(dǎo)等，從全路網(wǎng)交通運(yùn)行狀態(tài)分析當(dāng)前車(chē)輛前往目的地的最優(yōu)路徑及最佳車(chē)速，減少擁堵所帶來(lái)的時(shí)間、油耗浪費(fèi)。

信息服務(wù)類(lèi)應(yīng)用包括車(chē)內(nèi)電子標(biāo)牌、MaaS出行服務(wù)、圍繞車(chē)后市場(chǎng)的增值服務(wù)等，為出行者提供旨在實(shí)現(xiàn)快捷出行的交通信息服務(wù)。

智慧交通綜合應(yīng)用場(chǎng)景示意圖如圖4所示。

圖4 智慧交通綜合應(yīng)用場(chǎng)景示意圖

針對(duì)壩光實(shí)際建設(shè)情況，主要對(duì)以下典型道路環(huán)境進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)。

（1）行人通行路口

行人通行路口指位于道路中央，針對(duì)行人通行布設(shè)的帶有斑馬線(xiàn)的通行道路，可分為裝置交通信號(hào)燈與無(wú)裝置信號(hào)燈兩種。根據(jù)此特點(diǎn)，重點(diǎn)針對(duì)行人穿行檢測(cè)及車(chē)輛通行效率進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)。

（2）復(fù)雜交叉路口

為保證交通安全和通暢，交叉口常設(shè)有信號(hào)燈等交通控制設(shè)施和其他交通管理設(shè)施。此段路應(yīng)用可以通過(guò)信息采集、交互與決策，解決智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)通過(guò)交叉路口、行人與非機(jī)動(dòng)車(chē)輛通過(guò)交叉路口的安全性問(wèn)題，還可以根據(jù)檢測(cè)到的交叉路口實(shí)時(shí)交通流量，優(yōu)化控制交通信號(hào)燈的變化，減少交叉路口擁堵。

在城市復(fù)雜交叉路口可以實(shí)現(xiàn)包括闖紅燈預(yù)警、行人碰撞風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、車(chē)輛碰撞風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、交通擁堵?tīng)顩r實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、道路危險(xiǎn)（積水、結(jié)冰、坑洼路面）預(yù)警、交通信號(hào)燈狀態(tài)、動(dòng)態(tài)配時(shí)、車(chē)速建議、標(biāo)牌信息、特殊車(chē)輛（緊急車(chē)輛、公交車(chē)等）優(yōu)先、自動(dòng)駕駛車(chē)輛視覺(jué)感知增強(qiáng)等應(yīng)用。

（3）城市道路環(huán)島

環(huán)島也稱(chēng)環(huán)形交通，是交通節(jié)點(diǎn)的一種特殊形式，屬于平面道路交叉。環(huán)形交叉的地段也俗稱(chēng)環(huán)島、轉(zhuǎn)盤(pán)等。車(chē)流量不大的情況下，環(huán)島設(shè)計(jì)相比紅綠燈能提高交通效率，但一旦車(chē)流量大到一定程度，反而容易形成擁塞，降低通行效率。所以環(huán)島應(yīng)用設(shè)計(jì)應(yīng)該體現(xiàn)在控制流量和避免碰撞上。

4 結(jié)束語(yǔ)

壩光片區(qū)定位從精細(xì)化工園區(qū)到以“國(guó)際生物谷”為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)科技小城，確定“堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，堅(jiān)持保護(hù)與發(fā)展協(xié)調(diào)”的基本原則。為彰顯壩光特色，構(gòu)建與片區(qū)區(qū)位、環(huán)境、產(chǎn)業(yè)相適應(yīng)的特色交通服務(wù)體系，可以為壩光片區(qū)的國(guó)際化發(fā)展提供重要支撐，可以為壩光片區(qū)的交通系統(tǒng)承載能力提供增量。因此推進(jìn)壩光片區(qū)智慧交通體系建設(shè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。