智慧交通在市政工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

黃家立

（遵義市黔北公路建設(shè)開發(fā)投資有限責(zé)任公司）

1 智慧交通的特點(diǎn)分析

1.1 智慧交通的概念

智慧交通是智慧城市的組成部分，近年來隨著城市智慧化的發(fā)展，在城市道路工程中，實(shí)現(xiàn)交通智慧化也變得越來越重要。在傳統(tǒng)的智能交通的基礎(chǔ)上，充分運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，通過匯集分析各種交通信息，對交通管理、交通運(yùn)輸、公眾出行等交通領(lǐng)域全方面以及道路運(yùn)維管理全過程進(jìn)行管控支撐，通過建設(shè)實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)信息服務(wù)體系，深度挖掘道路工程的服務(wù)能力，提高城市運(yùn)行效率，方便公眾交通出行，解決如今各大城市面臨的交通擁堵等問題，推動(dòng)道路交通更高效、更安全、更穩(wěn)定的運(yùn)行和發(fā)展[1，2]。智慧交通應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 智慧交通的現(xiàn)狀分析

圖1 智慧交通應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)圖

目前，城市交通的智慧化運(yùn)用大多局限于交通運(yùn)輸，而城市交通設(shè)施的智慧化改造仍處于探討及小部分試驗(yàn)階段，交通擁堵問題亟待解決，而在交通設(shè)施智能化改造沒有100%完成時(shí)，智慧城市的變革已經(jīng)到來。

對智慧化道路沒有系統(tǒng)和清晰的認(rèn)識，會(huì)導(dǎo)致市政道路智慧化設(shè)計(jì)受到諸多影響和阻礙。若不改變觀念，緊跟城市智慧化的步伐，未來仍將導(dǎo)致道路工程多次翻挖，馬路拉鏈等問題得不到有效的解決，從而產(chǎn)生不良的社會(huì)影響[3]。

2 智慧交通在市政工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 市政道路工程覆蓋面廣

按照我國的城市規(guī)劃規(guī)范，各等級市政道路網(wǎng)密度約7km/km2，市政道路資源分布延伸至城市的每個(gè)角落，道路資源是最具智慧化發(fā)展?jié)摿Φ某鞘匈Y源，智慧城市的建設(shè)與發(fā)展離不開市政道路工程的智慧化。

2.2 實(shí)施道路智慧化的可行性強(qiáng)

市政道路在傳統(tǒng)意義上是作為車行、人行及各種管線通行的大通道，連續(xù)是其最大的特點(diǎn)，道路智慧化的各種設(shè)備有其建設(shè)的空間且社會(huì)影響相對較小，對一些傳統(tǒng)意義的道路設(shè)施進(jìn)行升級改造，就可以實(shí)現(xiàn)智慧化設(shè)施設(shè)備的應(yīng)用。

2.3 市政道路有密集的路燈燈桿可以作為智慧交通的硬件設(shè)施

由于市政道路的覆蓋面廣，且市政道路每隔20～30m就會(huì)設(shè)置一盞路燈，路燈燈桿在承載智慧化設(shè)施硬件方面有數(shù)量多、覆蓋廣及不受阻斷等優(yōu)勢。

3 智慧交通在市政工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)的市政道路在不同的路段設(shè)置相關(guān)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能直觀的展現(xiàn)道路攝像覆蓋范圍內(nèi)的所有交通情況，然后交通規(guī)劃和設(shè)計(jì)人員通過對路段攝像機(jī)攝像獲得的圖像進(jìn)行全面的分析，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)的不足，從而采取有效的改進(jìn)措施，使道路交通變得更加安全和通暢。但是，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)仍然存在覆蓋面不足、信息采集不夠全面的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致分析和解決問題的能力有限。此外，目前所采用的監(jiān)控系統(tǒng)多為低照度彩色攝像機(jī)，在照明良好的情況下，其攝影效果較好，而在照明能力不足的情況下，其監(jiān)控效果較為模糊，可靠性有待提高[4]。另一種低照度球形攝像機(jī)具有自動(dòng)變倍變焦的鏡頭、防護(hù)罩、解碼器及云臺(tái)等，其不僅能實(shí)現(xiàn)彩色與黑白隨光線的變化自動(dòng)切換，還能獲取正常的圖像對比度，能自動(dòng)化補(bǔ)償背景，攝像機(jī)鏡頭可自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈和聚焦，以及能夠自動(dòng)增加空氣循環(huán)和加熱，以降低水霧等因素對透鏡表面產(chǎn)生的影響，但其造價(jià)相對較高，且多霧的季節(jié)可靠性也大打折扣。

因此，應(yīng)對城市道路路燈燈桿進(jìn)行充分的利用。在每一盞路燈燈桿上安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，在大霧能見度不足20m的情況下，也不會(huì)影響監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，且每個(gè)監(jiān)控設(shè)備的分辨率不需要很高，有效攝像距離能達(dá)到單幅道路寬度（根據(jù)不同道路等級設(shè)置，一般10～30m）就可以實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控，這樣可以大大降低設(shè)備的制造成本，雖然在數(shù)量上會(huì)有所增加，但因其技術(shù)參數(shù)較低，總造價(jià)上也不會(huì)太高。

3.2 交通信號及標(biāo)識系統(tǒng)

傳統(tǒng)的交通信號和標(biāo)志目前仍處在指示單一、智慧化程度不夠高的階段，實(shí)時(shí)調(diào)整和控制交通流量多處于手動(dòng)控制的狀態(tài)，且標(biāo)識標(biāo)牌多為固定的鋁合金板面，智能顯示屏的應(yīng)用較少，給交通管理帶來較大的人力、物力消耗且效率有待提高。目前，交通信號及交通標(biāo)識仍然是單獨(dú)建設(shè)，城市道路“桿之痛”在一定程度上影響著我國城市的外在形象。

利用3D投影技術(shù)將交通信號、分車道標(biāo)識及交通指示等進(jìn)行3D投影的方式呈現(xiàn)，可以通過后臺(tái)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)控交通信號、各轉(zhuǎn)向交通流量及提前引導(dǎo)車輛分流。同時(shí)，避免了交通信號、交通標(biāo)識的反復(fù)改造等工作，總體上可以避免重復(fù)建設(shè)，節(jié)約工程投資。

3.3 城市應(yīng)急管理信息收集和發(fā)布系統(tǒng)

城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)就是綜合各種城市應(yīng)急服務(wù)資源，統(tǒng)一指揮、聯(lián)合行動(dòng)，為市民提供相應(yīng)的緊急救援服務(wù)，為城市的公共安全提供強(qiáng)有力的保障。在發(fā)達(dá)國家的城市中，城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)變成人們?nèi)粘Ｉ钪幸粋€(gè)不可或缺的組成部分，甚至成為顯示城市管理水平的標(biāo)志性工程[5]。

利用城市道路工程覆蓋面廣的優(yōu)勢，將公安、交通、通信、急救、電力、水利、地震、人民防空、地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染以及市政管理等信息采集硬件設(shè)施和信息發(fā)送終端集成到路燈燈桿上，將在很大程度上提高處理城市特殊、突發(fā)、緊急事件，向公眾提供預(yù)警和社會(huì)緊急救助服務(wù)的能力。

3.4 汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)

自動(dòng)駕駛汽車又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車或輪式移動(dòng)機(jī)器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。傳統(tǒng)的自動(dòng)駕駛汽車依靠人工智能、視覺計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有人類主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車輛。

目前，自動(dòng)駕駛領(lǐng)域仍然有諸多的技術(shù)瓶頸沒有得到突破，自動(dòng)駕駛技術(shù)的使用仍不成熟。要實(shí)現(xiàn)道路智慧化支持汽車自動(dòng)駕駛的功能，可以將自動(dòng)駕駛汽車的某些補(bǔ)充和加強(qiáng)的功能性設(shè)備設(shè)置于道路路燈燈桿上，通過道路的智慧化系統(tǒng)和汽車互聯(lián)共享解決汽車自動(dòng)駕駛的難題。例如，汽車的探測系統(tǒng)，可以由安裝在路燈燈桿上的視頻監(jiān)控或者雷達(dá)設(shè)備采集道路實(shí)時(shí)狀況，分析存在的障礙是移動(dòng)障礙還是固定障礙，通過互聯(lián)網(wǎng)反饋到該道路的汽車控制中心，汽車就可在進(jìn)入該道路的時(shí)候掌握到該道路的信息，提前采取規(guī)避措施。將汽車定位設(shè)備安裝于路燈燈桿上，讓汽車和路燈燈桿形成RTK測量技術(shù)中移動(dòng)站和基站的關(guān)系，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的定位汽車位置，擺脫GPS受信號限制的束縛，通過密集的定位裝置和近距離的信號傳輸，可以把汽車定位技術(shù)提高到實(shí)用化的程度。

4 智慧交通存在的問題和解決辦法

由于目前的城市交通系統(tǒng)、城市應(yīng)急管理系統(tǒng)、汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等分屬不同的行政管理部門，要將如此多的系統(tǒng)集成到道路硬件設(shè)施（路燈燈桿）上，首先，需要解決的就是權(quán)責(zé)的問題，其次，道路路燈燈桿需要設(shè)計(jì)為可擴(kuò)展且即插即用，最后，需要改變傳統(tǒng)市政道路路燈的設(shè)計(jì)方法。

區(qū)分權(quán)責(zé)可以將路燈燈桿交由一個(gè)部門管理，其他部門需加入其智慧化的功能設(shè)備時(shí)只需與路燈管理部門進(jìn)行一對一的對接和安裝，路燈燈桿在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留各種通信互聯(lián)和供電接口。有政府職能部門的推動(dòng)，路燈燈桿就可以整合采用集成化設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的市政道路路燈設(shè)計(jì)中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信和設(shè)備供電系統(tǒng)可以達(dá)到智慧化的目的。

5 結(jié)語

綜上所述，在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，各種智慧化技術(shù)的應(yīng)用層出不窮，不斷刷新和改變著人們的生活方式，其不僅能實(shí)現(xiàn)道路交通的智慧化管理控制，還在一定程度上完善和促進(jìn)智慧城市的建設(shè)和發(fā)展，因此，其對促進(jìn)我國市政交通工程設(shè)計(jì)和控制管理效果的順利實(shí)現(xiàn)具有重要的作用，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還需積極探索智慧化道路的設(shè)計(jì)技術(shù)，才能使我國的市政交通工程達(dá)到更高的智慧化技術(shù)水平，同時(shí)，促進(jìn)智慧城市的發(fā)展。