ICT2.0助力智慧交通發(fā)展新思維

楊健++魏曉光++張金秋++曹萌++楊秀蘭++賈雙立

本文基于對當(dāng)前交通管理體系信息化形式與任務(wù)，以京津冀為例，通過對現(xiàn)有交通管理體系進行分析與比較，采用資料分析、比較分析、問卷調(diào)查等方式，了解智慧交通構(gòu)建前提條件，重點圍繞其立足于交通可持續(xù)發(fā)展、人車出入安全、解決交通擁堵問題和突發(fā)交通緊急情況，打造京津冀可持續(xù)的綠色低碳ICT智慧交通示范。推動京津冀智慧城市的建設(shè)進程。

京津冀ICT智慧交通智慧城市

1引言

2014年3月，《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃》明確指出“推進智慧城市建設(shè)”，“智慧城市”第一次進入國家級戰(zhàn)略規(guī)劃。2014年8月，國家發(fā)改委發(fā)文《關(guān)于智慧城市健康發(fā)展》的指導(dǎo)，多次強調(diào)要完善智慧城市2.0時代的頂層設(shè)計方案。城市的發(fā)展離不開交通的建設(shè)，在智慧城市建設(shè)的高熱潮的沖擊下，智慧交通的完善與優(yōu)化也刻不容緩。

道路的交通需求在快速增長，但道路所能提供的交通通行能力卻沒有提高。20世紀90年代以來，每年的私家車數(shù)的增長速度和同期的道路建設(shè)里程數(shù)分別為77%和2%，在城市交通的高峰期，54%的車都處于擁堵狀態(tài)，導(dǎo)致人們每天消耗在上下班的時間比平時多1.5個小時。2015年3月5日，李克強總理特別提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新形態(tài)、新業(yè)態(tài)，是新一代ICT支撐、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新環(huán)境下智慧城市的基本特征。

以互聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用為標(biāo)志的信息通信技術(shù)（Information Communication Technology，簡稱ICT），通信技術(shù)（CT）和信息技術(shù)（IT）正日益深刻影響著我們生活的方方面面。ICT在交通方面的應(yīng)用尤為突出，不管是交通體系的理論、內(nèi)容、方式、方法還是組織形式。

2交通現(xiàn)狀

交通猶如人體的“血管”，城市的發(fā)展需要“血管”向城市運輸新的養(yǎng)料，良好的交通管理體系有助于加快城市的建設(shè)進程。隨著生活水平的提高，自駕成了人們出行的主要方式，私家車不斷增加，交通運輸?shù)难杆侔l(fā)展，也給道路通行等交通因數(shù)帶來許多負面影響，使得城市的“血管”堵塞，導(dǎo)致交通擁擠、交通噪聲、交通事故頻繁、道路堵塞、環(huán)境污染等一系列交通問題。

2.1道路建設(shè)不足導(dǎo)致交通擁堵

隨著私家車的不斷增多和道路面積嚴重，過盛的交通量造成道路超負荷運載。在建設(shè)城市道路的過程中，一般僅限于建設(shè)機動車道，而非機動車動車道，卻往往因道路的改良就被取消。在機動化飛速發(fā)展的進程中，因保證道路供給和交通需求之間的平衡，道路交通量日益增加，導(dǎo)致很多城市出現(xiàn)了嚴重阻塞、占用車道、違法停車等動態(tài)和靜態(tài)交通問題，加劇了道路交通阻塞。在2010年北京市交通部門統(tǒng)計的數(shù)據(jù)中顯示：北京市早晚高峰路網(wǎng)平均運行速度僅為20km/h，次干道及之路平均運行速度不足16km/h。

2.2環(huán)境問題

交通運輸是主要的空氣污染源，汽車的尾氣排放是造成空氣污染的主要原因。車出行發(fā)出的噪聲和尾氣同樣是世界最大的污染源之一，據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)表明：大氣污染總量的50%來自于車輛出行排放；同時80%的噪音污染來自車輛。

2.3交通安全問題

空氣污染造成路面的能見度降低，在現(xiàn)有的交通體系中，城市給行人和非機動車輛使用的道路空間變得越來越小，這些人在路上往往處于危險的交通環(huán)境。此外，機動車駕駛員的駕駛素養(yǎng)也成為道路交通事故多發(fā)的誘因。

2.4現(xiàn)行交通系統(tǒng)混亂。

隨著城鎮(zhèn)居民家庭生活水平的提高，城市居民的機動化出行進程加快，小汽車出行方式已成為主要的出行方式之一。我國現(xiàn)有城市交通的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)是密度低、干道間距過大、支路短缺、功能混亂，屬于低速的交通系統(tǒng)，難以適應(yīng)現(xiàn)代汽車交通的需求。

2.5公共交通建設(shè)衰退

從20世紀80年代中期開始，城市的公共汽車交通建設(shè)出現(xiàn)下滑的現(xiàn)象，不管是經(jīng)營管理，還是服務(wù)水平，都趨于衰退。公共汽車交通的衰退，加速了非機動車的成長，使擁堵的交通更是雪上加霜。而且我國公共交通形式還比較單一，只有北京、上海、天津、廣州等建有地鐵線路，尚未形成以軌道交通為骨干的綜合運輸客運體系。

2.6交通管理水平有待提高

對于我國現(xiàn)在的交通管理系統(tǒng)，城市交通信號控制系統(tǒng)、城市交通管制等交通管理系統(tǒng)中幾乎沒有應(yīng)用人工智能技術(shù)、信息采集和信息提供技術(shù)，信息化、智能化管理系統(tǒng)在國內(nèi)交通管理系統(tǒng)中基本上還是空白，對于一些發(fā)達城市如上海引進了一些國外先進的交通信號管理系統(tǒng)由于交通管理設(shè)施不足、管理水平低下，應(yīng)用也十分生硬。

2.7交通發(fā)展戰(zhàn)略缺乏科學(xué)統(tǒng)籌

導(dǎo)致城市交通問題的原因中，缺乏科學(xué)的整體交通戰(zhàn)略和規(guī)劃是最主要的原因之一。在現(xiàn)有的道路交通架構(gòu)建設(shè)中立交橋、高架道路和城市環(huán)路，只能緩和暫時交通問題，因規(guī)劃不當(dāng)，不但不能解決擁擠問題，甚至造成交通量增加，給道路增加負擔(dān)，誘發(fā)交通建設(shè)的結(jié)構(gòu)性的“負效應(yīng)”。

3ICT2.0的技術(shù)特征

早期時候，信息技術(shù)和通信技術(shù)屬于兩個獨立技術(shù)體系，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，兩個獨立的技術(shù)體系逐漸出現(xiàn)技術(shù)上的碰撞，進入ICT1. 0時代，隨著云計算、虛擬化、智能化等一系列技術(shù)的成熟與發(fā)展和“互聯(lián)網(wǎng)+”的提出，信息技術(shù)和通信技術(shù)逐漸融合發(fā)展并進入ICT2.0時代。ICT2.0技術(shù)的特征主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

3.1云計算和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)趨于一體化

云計算技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展促就了ICT技術(shù)的另一個創(chuàng)新，即云網(wǎng)一體。軟件定義網(wǎng)絡(luò) SDN和軟件定義存儲SDS，基于大數(shù)據(jù)的智能流量調(diào)度、計算存儲融合是云網(wǎng)一體的三個方向發(fā)展，其中Fit Cloud云網(wǎng)一體化戰(zhàn)略是目前云網(wǎng)一體化技術(shù)的主要成就， Fi-t OS云操作系統(tǒng)、Fit Data大數(shù)據(jù)平臺、SDx技術(shù)分別是云計算、大數(shù)據(jù)時代、IT架構(gòu)對云網(wǎng)一體演進的深入思考，使云數(shù)據(jù)中心成為數(shù)據(jù)的主要來源地。

3.2協(xié)同共享

在傳統(tǒng)交通管理體系建設(shè)管理模式中，各個模塊獨立運作，并且都有獨立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。ICT2.0時代，智慧交通管理將建立交通數(shù)據(jù)交換共享平臺，通過技術(shù)手段打通各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的信息共享通道。數(shù)據(jù)共享將消除原來交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源的單一性。

4搭建ICT智慧交通管理系統(tǒng)的智慧系統(tǒng)

ICT智慧交通管理系統(tǒng)建設(shè)一批基于ICT技術(shù)的智慧交通業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，解決道路擁堵、交通監(jiān)管水平低、交通管理體系不全面等一系列交通問題。通過海量數(shù)據(jù)信息匯集、處理、分析、管理的綜合處理，構(gòu)建廣泛互聯(lián)的交通要素感知網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更加豐富、更加準確、更加人性化的公眾信息服務(wù)，形成一個智慧和諧的交通出行環(huán)境。從智慧交通系統(tǒng)的生命周期看智慧交通的發(fā)展可以分為四個階段，每個階段都由各自的主要特征：

第一階段：重點突破，示范引領(lǐng)。

第二階段：轉(zhuǎn)型升級，全面發(fā)展。

第三階段：三網(wǎng)融合，車路協(xié)同。

第四階段：自駕系統(tǒng)，移動互聯(lián)。

在科技發(fā)展的催化和交通迫切需求的推動下，國內(nèi)各地的智慧交通也在不斷的發(fā)展。但是由于沒有給智慧交通統(tǒng)一的定義和發(fā)展方向，各地的智慧交通發(fā)展形態(tài)不一。智慧交通系統(tǒng)框架應(yīng)包括智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施、三張網(wǎng)絡(luò)、一個云平臺、八項應(yīng)用、四個保障五個部分。發(fā)展ICT智慧交通管理體系應(yīng)該加快推進交通系統(tǒng)信息化建設(shè)，落實智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和推進公共交通智能化工程建設(shè)；完善道路交通安全監(jiān)控和緊急交通事故處理系統(tǒng)；建立基于移動設(shè)備的公共信息服務(wù)平臺，共享交通信息和實現(xiàn)交通信息的透明性，建立特殊交通出行方案，為京津冀提供智慧出行方案。京津冀ICT智慧交通建設(shè)體系架構(gòu)總結(jié)如圖1.

在建設(shè)基于ICT技術(shù)的智慧交通管理系統(tǒng)時，京津冀應(yīng)從以下幾個方面建設(shè)ICT智慧交通。

4.1優(yōu)化硬件設(shè)施

（1）增加服務(wù)器數(shù)量并提高服務(wù)器等相關(guān)設(shè)備，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置，改善內(nèi)存運行速度，改善交通信息化環(huán)境。

（2）在重要的交通樞紐和易擁堵路段增加無線覆蓋的面積和加強無線網(wǎng)絡(luò)的信號強度。

（3）提高監(jiān)控器及導(dǎo)航系統(tǒng)硬件的質(zhì)量和精確度，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

4.2挖掘多種數(shù)學(xué)模型和算法并應(yīng)用于智慧交通

隨著物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的興起和新信息技術(shù)計算時代的到來，為建設(shè)更好的智慧交通系統(tǒng)，需要探索智慧交通系統(tǒng)相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)研究，其中包括大數(shù)據(jù)分析、最短路徑算法、軌跡數(shù)據(jù)挖掘、交通網(wǎng)絡(luò)演化分析、交通網(wǎng)絡(luò)決策分析、社會計算和開源技術(shù)等。

4.3完善和深化道路交通信息系統(tǒng)，形成道路交通管控。

發(fā)展ICT智慧交通時，道路交通信息化、道路新建和改擴建工程應(yīng)同時進行。開發(fā)自適應(yīng)交通信號控制系統(tǒng)，實行公共交通信號優(yōu)先控，解決交通擁堵問題。處理并共享新城區(qū)的交通數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與京津冀的交通綜合信息平臺互聯(lián)互通，推進誘導(dǎo)信息聯(lián)動發(fā)布、加快路網(wǎng)誘導(dǎo)系統(tǒng)建設(shè)，推動京津冀地區(qū)道路交通信息交換與共享。完善高速公路不停車收費系統(tǒng)（ETC），實現(xiàn)自助繳費、交通卡支付、移動支付、自動折扣等功能，建設(shè)京津冀基于ICT智慧交通的高速公路停車監(jiān)管和服務(wù)系統(tǒng)。

4.4建設(shè)“三網(wǎng)融合”，推進車路協(xié)同系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

（1）“三網(wǎng)”指交通運輸信息網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、位置服務(wù)信息網(wǎng)，三網(wǎng)融合的技術(shù)突破和集成應(yīng)用，引領(lǐng)智慧交通可持續(xù)發(fā)展，推進車路協(xié)同系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

（2）建設(shè)“京津冀車路協(xié)同系統(tǒng)工程”，重點建設(shè)智能路側(cè)系統(tǒng)、集成應(yīng)用平臺和電子車牌技術(shù)的應(yīng)用等項目。打造京津冀地區(qū)可持續(xù)的綠色低碳ICT智慧交通示范。

（3）推進高精度衛(wèi)星導(dǎo)航和定位產(chǎn)品和服務(wù)在交通運輸領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用，優(yōu)化智能導(dǎo)航和定位系統(tǒng)算法。

4.5加強交通信息資源整合共享，實現(xiàn)交通出行綜合信息服務(wù)。

（1）整合各類交通數(shù)據(jù)，加強源頭數(shù)據(jù)采集質(zhì)量管控，確保數(shù)據(jù)的真實性、客觀性和及時性，形成交通大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展格局。

（2）運用云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，擴大信息的來源和信息的服務(wù)范圍，促進交通信息資源整合，實現(xiàn)資源的交換和共享；深入開展交通信息、道路信息和車輛信息的數(shù)據(jù)挖掘分析，建設(shè)交通綜合運行監(jiān)測平臺。

（3）加強ICT智慧交通發(fā)展政策研究和標(biāo)準化工作，規(guī)范和引領(lǐng)京津冀ICT智慧交通建設(shè)。

5結(jié)論

建立ICT智慧交通管理體系是實現(xiàn)智慧城市的必然選擇。城市將緊扣建設(shè)“ICT智慧交通”這一主線，立足應(yīng)用驅(qū)動，深入開展ICT2.0背景下智慧交通的研究與創(chuàng)新實踐，加速信息技術(shù)與交通管理系統(tǒng)的深度融合，積極探究基于ICT的智慧交通與智慧城市建設(shè)，加快京津冀智慧城市建設(shè)的進程！

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資金支持：2016年度地方高校國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目（201611420007）。

注：魏曉光：河北金融學(xué)院；賈雙立：河北省定州市太平莊中心幼兒園；楊秀蘭：河北省定州市李親顧初級中學(xué)；楊健、張金秋、曹萌：河北金融學(xué)院在讀大學(xué)生。