南京市麒麟科技創(chuàng)新園智慧交通設計

摘 要 智慧交通是智慧城市的核心組成部分，本文以南京市麒麟科技創(chuàng)新園為例，在分析其智慧交通建設需求的基礎上，提出麒麟科技創(chuàng)新園的智慧交通應用體系架構，包括“1個中心、3大體系、8項子系統(tǒng)”，并對其功能進行了詳細設計，最后建議在工程建設中應注重新技術發(fā)展與成本效益分析，以此提升智慧交通建成后的實用性，設計成果可用于指導其他城市智慧交通建設。

關鍵詞 智慧城市 智慧交通 體系架構 功能設計 麒麟科技創(chuàng)新園

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A " DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.04.070

Nanjing Kirin Technology Park Intelligent

Transportation Design

LI Yongfeng

（Nanjing Science and Technology Innovation Investment Co.， Ltd.， Nanjing， Jiangsu 211100）

Abstract Intelligent transportation is the core component of the smart city， the paper of Nanjing Kirin Technology Park， for example， on the basis of analysis of the demand for intelligent transportation construction on the proposed application of intelligent transportation system architecture Kirin Technology Innovation Park， including the \"one center， 3 large system， eight subsystems \"， and its functions were detailed design， final recommendations in construction projects should focus on development of new technologies and cost-benefit analysis， in order to enhance the usefulness of the wisdom of traffic after the completion of the design results can be used other cities building intelligent transportation guide.

Key words Smart City; intelligent transportation; architecture; functional design; Kirin Technology Park

0 引言

自2010年以來，作為物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術應用和面向知識社會的創(chuàng)新2.0對象，智慧城市離我們漸行漸近。①智慧城市涵蓋面極廣，包括智慧交通、智慧社區(qū)、智慧醫(yī)療、智慧政務等諸多內(nèi)容，其中，智慧交通（亦稱智能交通）是與公眾出行品質最相關、也是最能落地實施的建設內(nèi)容。如何合理設計智慧交通體系框架，并使之指導智慧交通工程建設成為當前關注的焦點。龍瓊等提出分層遞階的智慧交通管理系統(tǒng)框架，將系統(tǒng)功能層分為交通誘導、交通管理、交通控制、事件檢測與處理、流量監(jiān)控與預測等五個方面。②楊坤等從城市片區(qū)的視角設計智慧交通系統(tǒng)框架，將應用層分解為交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、交通信息控制系統(tǒng)、交通信息采集系統(tǒng)、交通誘導系統(tǒng)、智能公交系統(tǒng)等六個方面。③鐘學燕等構建了成都市智慧交通體系，主要包括交通管理與控制、智能公共交通、交通運輸綜合管理、交通管理決策支持、交通信息服務、交通地理信息、交通模擬仿真等七大平臺。④作為2013年度國家住房和城鄉(xiāng)建設部公布的智慧城市試點之一，南京市麒麟科技創(chuàng)新園（以下簡稱麒麟科創(chuàng)園）也將智慧交通確定為支撐智慧城市建設的首要任務。本文將在剖析麒麟科創(chuàng)園智慧交通建設需求的基礎上，研究其智慧交通體系框架，重點分析智慧交通各組成部分的系統(tǒng)功能，設計成果可用于指導我國其他城市的智慧交通工程建設。

1 需求分析

麒麟科創(chuàng)園是南京市委、市政府重點布局的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)載體，園區(qū)總面積83平方公里，位于南京主城東側，地處青龍山與紫金山之間，距市中心直線距離10公里。與城市已建成區(qū)相比，麒麟科創(chuàng)園在推進智慧交通建設方面具有明顯優(yōu)勢，一方面，其處于全新開發(fā)階段，與智慧交通建設相關的基礎工程可以一次性開挖施工，能有效避免二次重復建設，另一方面，其綜合交通網(wǎng)絡發(fā)達，涵蓋寧滬高速、繞城高速、寧杭高速等三條過境交通干線，以及在建的有軌電車線路和若干條地鐵規(guī)劃線路，一旦實施智慧交通系統(tǒng)將會取得明顯的應用效果。麒麟科創(chuàng)園智慧交通的建設需求可概括如下“六個全”：

（1）交通信息采集“全方位”。需要在重要出入口布設多方式的信息采集設備，全面、準確、有效地感知路網(wǎng)交通流脈動。具體而言需要達到三個目標：采集數(shù)據(jù)多樣化（如交通量、行車速度、占有率、交通事件等數(shù)據(jù)）、采集方式多源化（如地磁、視頻、微波、RFID以及市民卡等手段）、采集對象多角度（如人、車、路、場站、環(huán)境）。

（2）交通視頻監(jiān)控“全區(qū)域”。需要通過地面監(jiān)控與制高點監(jiān)控相結合的方式，使麒麟科創(chuàng)園的重點路段監(jiān)控無盲點。同時，在麒麟科創(chuàng)園的重要交叉口設置多角度的高清視頻監(jiān)控設備，提供交叉口全區(qū)域的視頻錄像，及時掌握交叉口交通動態(tài)。

（3）交通信號控制“全聯(lián)網(wǎng)”。需要根據(jù)采集到的交通信息實現(xiàn)路口信號燈自適應控制以及干線綠波控制，待后期路網(wǎng)完善后，主要路口還需采用全聯(lián)網(wǎng)自適應控制，達到區(qū)域路口優(yōu)化控制的目標。

（4）違法抓拍“全自動”。需要在麒麟科創(chuàng)園的信控路口布設具備路徑跟蹤功能的智能電子警察系統(tǒng)，對闖紅燈、實線變道、直行車輛右轉繞行等交通違法行為進行無死角的全自動抓拍，同時，需要在路段布設卡口自動記錄系統(tǒng)，提升路網(wǎng)交通運行安全。

（5）交通信息誘導“全天候”。需要建設全天候的行車誘導系統(tǒng)和停車誘導系統(tǒng)，及時準確地向出行者提供交通事故、交通中斷、交通阻塞、排隊長度（或車輛數(shù)）、交通管制、停車場位置、剩余停車泊位數(shù)等信息。

（6）智能公交“全對接”。麒麟科創(chuàng)園公共交通出行方式包括慢行系統(tǒng)、常規(guī)公交、有軌電車和軌道交通，因而需要通過網(wǎng)站、手機APP、電子站牌等手段實現(xiàn)多方式公交出行的路徑與換乘信息服務功能。

2 總體框架

基于以上需求分析，將麒麟科創(chuàng)園的智慧交通總體框架設計為 “1個中心、3大體系、8項子系統(tǒng)”，如圖1所示。其中，1個中心為交通綜合數(shù)據(jù)中心，是整個園區(qū)交通數(shù)據(jù)匯集、交換、處理、分析、共享的中樞;3大體系包括信息采集體系、交通管理體系和公眾服務體系，是園區(qū)實現(xiàn)全面感知、深度應用、提升服務等智慧交通核心理念的重要體現(xiàn);8項子系統(tǒng)分別為路況采集分析子系統(tǒng)、交通事件檢測子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、交通信號子系統(tǒng)、電子警察子系統(tǒng)、行車誘導子系統(tǒng)、停車誘導子系統(tǒng)、智能公交子系統(tǒng)，是支撐3大體系的功能性應用系統(tǒng)。建議采取“一次設計，分期建設”原則，按照總體框架逐步實施麒麟科創(chuàng)園智慧交通建設工程。

3 功能設計

3.1 交通綜合數(shù)據(jù)中心

交通綜合數(shù)據(jù)中心的平面布局及其說明分別如圖2和表1所示。建成后的交通綜合數(shù)據(jù)中心可實現(xiàn)以下功能：

（1）數(shù)據(jù)中樞功能。為各應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲、處理、共享、交換以及信息顯示等功能、同時為客管、交管、城管、建設等相關部門提供共享平臺，為交通管理與服務提供輔助決策支持。（2）交通實時監(jiān)控。監(jiān)控路網(wǎng)中重點路段、交叉口的交通動態(tài)，跟蹤重點車輛的行駛軌跡，調閱各類交通信息。（3）對內(nèi)交通信息管理。為園區(qū)各級交管部門的執(zhí)勤執(zhí)法提供信息支持，優(yōu)化道路交通信號控制，記錄交通違法行為，從而保障交通運行秩序。（4）對外交通信息發(fā)布。通過交通網(wǎng)站、手機App、路側LED誘導屏等載體向公眾發(fā)布路網(wǎng)沿線及路口、路段的交通事故、交通堵塞、道路施工、交通管制等重要交通信息。

圖2 交通綜合數(shù)據(jù)中心平面布局

表1 交通綜合數(shù)據(jù)中心的功能分區(qū)說明

3.2 信息采集體系

信息采集體系各應用子系統(tǒng)獲取的主要數(shù)據(jù)、功能以及服務對象如表2所示：

表2 信息采集體系一覽表

各應用子系統(tǒng)的功能如下：（1）路況采集分析子系統(tǒng)。針對道路性質、設備特點部署不同類型的交通信息采集設備，形成以微波車檢、地感線圈、RFID等多手段相結合的交通參數(shù)檢測方式。待園區(qū)建成后可將出租車、公交車輛的車載衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以浮動車檢測的方式接入交通綜合數(shù)據(jù)中心，從而實現(xiàn)基于多源數(shù)據(jù)融合的交通信息全面感知。（2）交通事件檢測子系統(tǒng)。通過分析和處理外場監(jiān)控攝像機的視頻信息，自動判斷控制區(qū)域范圍內(nèi)的交通擁堵、違法停車、拉土車拋灑（麒麟科創(chuàng)園在建設期的拉土車數(shù)量眾多）等異常交通事件，并自動檢測車流量、平均速度、占有率等交通數(shù)據(jù)。系統(tǒng)后臺對交通數(shù)據(jù)和異常交通事件進行綜合分析，實現(xiàn)異常交通事件的自動記錄、自動錄像、自動報警和各類聯(lián)動處理，并提示管理人員進行應急處置。（3）視頻監(jiān)控子系統(tǒng)。通過手動或編程實現(xiàn)道路外場的交通圖像信號在數(shù)據(jù)中心指定的監(jiān)視器上進行固定或時序顯示，也可進行圖像混合、畫面分割、字幕疊加等處理。在可設定的間隔時間內(nèi)對全路網(wǎng)的監(jiān)控點進行圖像巡檢，參與輪巡的對象可以任意設定，輪巡間隔也可靈活設置。

3.3 交通管理體系

交通管理體系的主要用戶是交通管理者，包括兩個應用子系統(tǒng)，其功能如下：（1）交通信號子系統(tǒng)。具備交叉口單點自適應控制功能，在不同交通流狀態(tài)下執(zhí)行相應的控制方案，獨立指導單個路口的交通運行，同時能支撐主干道上若干連續(xù)交叉口的信號綠波控制。區(qū)域內(nèi)的交通信號機還能聯(lián)網(wǎng)運行，從而均衡路網(wǎng)交通流、提升路網(wǎng)通行效率。此外，還具備公交信號優(yōu)先控制功能，體現(xiàn)以人為本的公交優(yōu)先理念。（2）電子警察子系統(tǒng)。電子警察是指安裝在交叉路口和路段上對指定車道內(nèi)機動車行駛行為進行不間斷自動檢測和記錄的系統(tǒng)，本次設計主要包括闖紅燈抓拍和卡口自動記錄兩大功能，可有效規(guī)范交叉口交通運行秩序，提高路網(wǎng)交通運行安全。

3.4 信息服務體系

信息服務體系的主要用戶是公眾，包含行車誘導、停車誘導以及智能公交等三個應用子系統(tǒng)，在分析公眾對出行前、出行中和多種出行方式接駁換乘信息需求的基礎上，通過門戶網(wǎng)站、手機App、路側LED誘導屏、公交電子站牌等方式，實時發(fā)布麒麟科創(chuàng)園的靜態(tài)和動態(tài)交通信息。各應用子系統(tǒng)的功能如下：

（1）行車誘導子系統(tǒng)。根據(jù)交通信息采集體系獲取的信息，以廣域誘導與局域誘導相結合的方式實時發(fā)布交通擁堵、道路施工、交通事故等路況信息，提示駕乘人員合理選擇行車路徑，提高麒麟科創(chuàng)園的路網(wǎng)通行效率。

（2）停車誘導子系統(tǒng)。以多級誘導方式實時發(fā)布麒麟科創(chuàng)園的停車場（庫）位置、車位數(shù)、空滿狀態(tài)等信息，指引駕乘人員合理選擇停車位，用于調節(jié)停車需求在時間和空間上分布的不均衡、提高停車設施使用率、減少因尋找車位而產(chǎn)生的道路交通擁堵和尾氣排放等次生災害。

（3）智能公交子系統(tǒng)?；贕PS/北斗定位系統(tǒng)，實時發(fā)布公交車輛位置及到站時間，提供麒麟科創(chuàng)園的多模式公共交通無縫換乘信息，通過聯(lián)網(wǎng)售票和一卡通技術提升居民出行效率，打造麒麟科創(chuàng)園以公交都市為導向的品質生活。

4 結語

本文抱磚引玉，提出了一種具有一定普適性的智慧交通體系框架，可供其他智慧城市建設參考。但是，智慧交通是一項極其復雜的巨系統(tǒng)，很難用統(tǒng)一的、一成不變的框架體系界定其實施要素，同時，智慧交通領域的應用技術日新月異，如云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術不斷改變著交通管理與信息服務的模式，因此，在實際應用中要特別關注城市區(qū)域的特定需求以及技術革新等因素，并在成本效益分析的基礎上有選擇性地分步建設相應系統(tǒng)，達到真正發(fā)揮智慧交通功效的目標。

注釋

① 陳柳欽.智慧城市：全球城市發(fā)展新熱點[J].青島科技大學學報（社會科學版），2011.27（1）：8-16.

② 龍瓊，張蕾，周昭明.基于分層遞階框架的智能交通管理系統(tǒng)構建[J].交通運輸工程與信息學報，2014.12（3）：12-17.

③ 楊坤，張大為.城市片區(qū)智能交通系統(tǒng)方案設計[J].交通標準化，2014.42（19）：28-33.

④ 鐘學燕，岳輝.成都市智能交通實施框架[J].交通標準化，2013.30（2）：56-59.