智慧交通在大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展方向

張玉珅 嚴予彤 楊旌

摘要：交通作為聯(lián)通城市的血脈是智慧城市的重要一環(huán)，伴隨著高新科技的迅猛發(fā)展以及“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的日漸成熟，技術與交通的結合愈發(fā)緊密，越來越多的智慧交通出現(xiàn)在我們的生活中。首先描述了智慧交通的來源及概念，分析了各國智慧交通的發(fā)展狀況，介紹了我國交通當前面臨的困境，重點闡述了智慧交通的實際應用以及基于大數(shù)據(jù)的發(fā)展新方向。

關鍵詞：智慧交通;現(xiàn)狀;大數(shù)據(jù);發(fā)展方向中圖分類號：U495

收稿日期：2022—02—28DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.05.018

1 智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀

智慧交通是由智能交通發(fā)展演變而來，具有可持續(xù)性、注重以人為本、能有效地解決道路通行問題等特點。2009年，美國智能交通協(xié)會首次提出智慧交通的概念—在智能交通的基礎上將物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等高新技術融入交通行業(yè)。2012年，我國在《全國智慧城市（區(qū)、鎮(zhèn)）試點指標體系（試行）》中提出智慧交通的概念，智慧交通是智慧城市的重要一環(huán)。在我國，智慧交通是指在現(xiàn)有道路基礎設施的基礎上，利用先進的IT技術改進交通管理，將交通管理與交通數(shù)據(jù)資源同步，形成包含交通服務在內的智能綜合交通體系。

1.1發(fā)達國家智慧交通發(fā)展情況

美國通過制定五年計劃規(guī)劃發(fā)展智慧交通：2010～2014年智能駕駛發(fā)展階段，主要開發(fā)車車通信、車路通信、道路氣象管理等。2015～2019年互聯(lián)車輛發(fā)展階段，通過DSRC通信傳輸技術實現(xiàn)駕駛員建議、警告及車輛與基礎設施的控制。2020～2025年協(xié)同駕駛自動化發(fā)展階段，支持自動駕駛車輛之間及高速公路基礎設施之間的安全交互，改善交通基礎設施性能降低成本。

歐盟委員會于2010年提出《ITS發(fā)展行動計劃》，在歐洲道路上全面地裝配智能交通協(xié)同系統(tǒng)，致力于在2050年實現(xiàn)交通死亡及重傷人數(shù)趨于零。2012年，歐盟委員會提出要著重于交通行業(yè)的創(chuàng)新和高新科技。

日本于1992年開始采用視頻偵察系統(tǒng)（VICS）著重解決交通擁堵問題，這套系統(tǒng)可以快速獲取交通障礙、停車場、交通管制等信息。2004年采用DSRC通信發(fā)展智慧交通，2014年開展戰(zhàn)略性創(chuàng)新項目研究自動駕駛系統(tǒng)、車路協(xié)同系統(tǒng)，2018年開展第二階段的創(chuàng)新計劃推動自動駕駛系統(tǒng)的開發(fā)和驗證，提高公眾對自動駕駛的接受程度。

1.2 我國智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀

我國智慧交通較發(fā)達國家起步晚，但發(fā)展迅速。我國自20世紀90年代中期開始研究智能交通系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略、體系框架，2013年交通部提出了“四個交通”的發(fā)展理念，其中以智慧交通為關鍵，“四個交通”相輔相成。

2017年黨的十九大報告中習近平總書記首次提出建設“交通強國”的發(fā)展戰(zhàn)略。2019年，中共中央、國務院印發(fā)《交通強國建設綱要》指明了智慧交通的發(fā)展方向。交通部部長在2019年全國交通運輸工作會議中進一步對“交通強國”作了闡述，追求高質量發(fā)展到2035年基本建設交通強國，本世紀中期建成交通強國。

1.3 我國交通現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)

智慧交通的要點是交通，憑借智慧管理平臺給居民提供高效安全的出行服務。車是交通四要素——人、車、路、環(huán)境中的主體。隨著我國經(jīng)濟實力的不斷提升，人均GDP的不斷增長，機動車保有量一直處于快速增長的階段。根據(jù)公安部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示：截至2021年12月27日，我國機動車保有量數(shù)量高達3.91億，每年新登記機動車3 000多萬輛，新領證駕駛人2 000多萬人，總量和增量均居世界第一。

機動車衣食住行是居民生活不能割舍的四方面，交通是衡量居民幸福指數(shù)的重要指標。機動車促進經(jīng)濟增長、便利居民的生活的同時，日益增長的機動車保有量也不斷地對“行”發(fā)起新挑戰(zhàn)。

目前交通面臨的主要挑戰(zhàn)有：a.供需求關系的矛盾，道路基礎設施承載力不能滿足激增的車流量;b.資源的緊張，傳統(tǒng)的建設方式不能充分利用土地、環(huán)境、資金等資源;c.服務能力不足，信息單一且不具有實時性和時效性;d.人員素質有待提高，在政策落地的過程中部分基層人員不具備缺乏現(xiàn)代現(xiàn)代信息技術能力。

2 大數(shù)據(jù)技術應用于交通的研究成果

在道路行駛中，實時的交通信息就像前行過程中的指明燈。交通擁堵加上不斷增加的車輛使擁堵變得更加嚴重。但是如果人們可以實時獲取交通擁堵信息，大部分人會選擇繞路而行，節(jié)省時間的同時也會減緩擁堵程度。

不對等的交通信息會在一定程度上降低了交通的效率，交通信息的全面性、完整性和時效性是智慧交通的重點，所以信息庫的建造可以解決這個棘手的問題2。

2.1實時公交

實時公交、掌上公交是充分利用實時信息的典范案例。用戶可利用手機公交APP隨時查看公交實時到站信息，即避免了乘客“望眼欲穿”的等待也可以幫助用戶合理規(guī)劃出行方案。智能公交是未來公共交通發(fā)展的必然趨勢，目前我國大部分一線城市已完成公交智能化，廈門“掌上公交”日流量高達75萬人，對減緩交通擁堵有重大意義。

2.2智慧停車場

機動車消費持續(xù)增長的同時，“停車難”問題日益顯現(xiàn)。城市停車設施、規(guī)劃、管理等方面的不完善使有限的停車位與無限的停車需求之間的矛盾愈發(fā)尖銳。智慧停車場能實現(xiàn)“智能找車位，自動繳納停車費”，幫助車主快速找到停車位。智能停車場可在時間和空間上解決停車難問題。立體停車場提高了單位體積內的停車數(shù)量，線上線下結合可利用手機APP獲取停車場信息以提高停車效率。

2.3 綠波帶

司機在開車時經(jīng)常遇到一個綠燈后全是綠燈，或者趕上一個紅燈就處處紅燈的情況。這主要是因為目前紅綠燈一般由電腦調控，一種調控方法是根據(jù)車流量情況，即車流多時綠燈時間長、車流少時紅燈長，另一種調控方法即是綠波帶。綠波帶意為這條路上的綠燈會依序亮起，綠燈就像波浪一樣一浪一浪，所以這種調控方法被形象地稱為綠波帶。一般綠波帶設計的時速會根據(jù)路況進行相應調整。假設道路交通信號燈按照“綠波帶”原理進行設置，當車輛以60km/h于第一個路口遇到綠燈，接下來繼續(xù)以60 km/h的速度行駛，后面經(jīng)過設置的路口也將全都是綠燈;遇到紅燈時不妨調整下速度，調整到合適的速度，接下來的路口也就可以遇到綠燈。

“綠波帶”這一概念準確來說是指一種相位差，即以駕駛時速和路口之間間距確定綠燈亮起的時間差，當上游路口的車輛綠燈時通過，使用適當?shù)乃俣刃旭倳r，可以在下游路口同樣以綠燈通過31。合理使用“綠波帶”，可以彈性地控制車流速度，鼓勵駕駛員以適宜的速度行駛。

3 智慧交通在大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展新方向

3.1實現(xiàn)交通信號燈實時監(jiān)控，減輕交通擁堵

目前城市交通所應用的交通信號燈時長設置標準，通常是通過分析某時段當中的汽車流量，使用嚴謹科學的算法，最終得出的使用標準。在不同的城市、不同的時段以及不同的路段都會有不大相同的標準，但一般情況下，固定路口固定時刻的交通信號燈時長不會出現(xiàn)頻繁更改的情況。智慧交通技術在不斷的進步，但智慧交通信號燈等技術正在發(fā)展，并未完全實現(xiàn)，因而短時間內紅綠燈時間標準設置不會有顛覆性的變化。

隨著我國經(jīng)濟和科技技術的快速發(fā)展，國內公路建設已經(jīng)取得了很大的成功，城市道路的建設也一直在不斷地改良與優(yōu)化，汽車到達目的地的路線選擇不斷增加。

通過大數(shù)據(jù)技術對于道路車流量數(shù)據(jù)進行抓取，能夠對道路的擁堵情況進行更加精準、及時的播報，結合交通信號燈的實時變化、時長等信息，利用模擬算法精確計算、模擬出預計擁堵時間，同時根據(jù)擁堵時長與預計到達距離信息，計算出當前正在行駛道路可行駛車速的合理范圍之內，達到幫助司機得到合理時速以避開擁堵的目的。隨著5G技術、云計算技術的發(fā)展，獲得信息的效率會不斷提升，因此得到的計算結果也會更加精確。并且在自動駕駛技術成熟與完善后，與此技術結合使用，可以達到更好的效果，自動駕駛控制的車速更為精準，因此可以更好地應用通過計算后的最適宜時速。

與此同時還應給予司機在路線上的多項選擇。結合大數(shù)據(jù)技術所得信息，并經(jīng)過系統(tǒng)的計算對比后，選擇用時最短的路線作為最優(yōu)路線，通過語音播報的方式告知駕駛人，駕駛人可以根據(jù)語音提示提前改變行車路線。并且城市交通管理部門也可以考慮平臺建立與系統(tǒng)管理，在駕駛人大范圍使用同一智慧交通平臺時，能更有效的管理車流。如出現(xiàn)突發(fā)狀況，可以通過平臺對駕駛人進行疏導，提前合理分配車流，以避免大規(guī)模擁堵，提高城市交通的整體運行效率。

在城市省道和國道上，時常有大型貨車行駛，城市內部道路當中，公交車也屬于大型車輛。小型轎車尾隨大型貨車行駛時，很難及時觀察到交通信號燈的變化。在車流開始前行時，大部分小型轎車會選擇觀測車流的行駛情況，在前車有駕駛趨勢后再開始行駛，跟隨大型貨車緩慢行駛通過路口;而當車流停止前進時，很容易導致小型轎車被遮擋視線，出現(xiàn)誤闖紅燈、急剎車導致與后車相撞等問題。

對于交通信號燈狀態(tài)完全未知的情況下，駕駛人能夠得到的信息存在一定的滯后性，很容易造成交通事故或出現(xiàn)違法行為。使用大數(shù)據(jù)技術使得城市交通信號燈數(shù)據(jù)可觀測，當交通信號燈數(shù)據(jù)實時出現(xiàn)在用戶的駕駛設備上時，用戶可以實時觀測到前方路口的紅綠燈變化狀態(tài)，提前做好相應的駕駛準備，而不只是被動觀察，既能提高路口通過效率，又能減少事故的發(fā)生。

3.2合理利用“綠波帶”，緩解司機行車負面情緒

截至2021年底，我國汽車保有量已經(jīng)達到3.91億輛，將自駕作為日常通勤方式已經(jīng)成為了主流，私家車為人們的生活提供了便利，然而城市交通問題也接踵而來，城市早晚高峰交通擁堵現(xiàn)象不斷增加，交通事故頻發(fā)，“路怒癥”等新問題也不斷出現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，我國將近60.72%的駕駛人在駕駛過程中有過路怒的負面情緒。

相較于平常，一般司機駕駛機動車時更容易產(chǎn)生憤怒、煩躁等負面情緒。負面情緒對于駕駛者的主觀判斷，是會產(chǎn)生一定不利影響的，有研究表明，帶有憤怒情緒的駕駛者可能會做出攻擊性駕駛行為，發(fā)生交通事故的風險將會增加3.10～5.90倍風險。帶情緒化的駕駛行為多出現(xiàn)于交通擁堵、其他車輛的加塞行為、前車隨意變換車道影響駕駛等情況下51，因此緩解司機在駕駛過程中的負面情緒非常重要。

合理利用“綠波帶”，可以使駕駛人減少遇到紅燈以及擁堵的可能性，駕駛過程更為順暢，從而達到緩解負面情緒的作用。目前在國內已有省份嘗試利用智能交管系統(tǒng)設置“綠波帶”，成功舒緩交通壓力的案例，以南昌交管部門為例，其為南昌市的多條城市道路設置了“綠波帶”，2020年南昌市交通擁堵指數(shù)1.27相較于2021年降低了0.04，且平均車速也有所提高，這說明設置“綠波帶”對于緩解交通擁堵是有效的。

但目前對于“綠波帶”的使用是有一定限制的，過快或過慢的速度、意外交通事故或者道路條件不適宜都會導致“綠波帶”無效，駕駛者本人也很難判斷是否需要變換車速以適應“綠波帶”，甚至有可能出現(xiàn)一路紅燈的反向情況，為解決這一問題，可以轉換視角，從駕駛人的角度出發(fā)，讓駕駛人較為準確地成功應用“綠波帶”。

將“綠波帶”概念當中的駕駛速度精確為確切的數(shù)字，通過大數(shù)據(jù)技術將交通信號燈實時數(shù)據(jù)信息進行收集并應用算法計算，計算出相對準確的“綠波帶”駕駛速度后，進行語音播報提示供駕駛人參考，可以有效地減少司機在駕駛過程當中的停滯次數(shù)，合理避開紅燈;與此同時，易出現(xiàn)在紅燈時的前車加塞、變道搶行等行為，也會因為遇到紅燈次數(shù)減少而得到緩解。駕駛人在駕駛過程中，也會因為順應“綠波帶”適應時速而保持較為順暢的狀態(tài)，不僅緩解了交通擁堵，還會減輕司機的負面情緒。

4 結語

我國在智慧交通發(fā)展方面屬于后起之秀，發(fā)展迅速，實時公交、“綠波帶”等智慧交通成果頻出。但在有大量發(fā)展機遇的同時也存在一定挑戰(zhàn)，將智慧交通與大數(shù)據(jù)、云計算及5G等新興科技結合至關重要，高新技術發(fā)展為智慧交通建設提供了技術支撐與保障。利用大數(shù)據(jù)技術，實現(xiàn)交通信號燈實時監(jiān)控、有效利用“綠波帶”，緩解交通壓力以及駕駛人負面情緒，為市民提供更加舒適、安全的交通環(huán)境，促進智慧交通進一步發(fā)展以及智慧城市的實現(xiàn)。

參考文獻：

[1]決勝全面建成小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利[R].北京，2017.

[2]黃佳慧.推進智慧交通建設打造大慶宜居城市[門].商業(yè)經(jīng)濟，2016（10）：8-9.

[3]編輯部.“綠波帶”出行常識[門.汽車與安全，2021（11）：66—67.

[4]任倩，盧昕瑋.“路怒癥”的內外生邏輯及影響因素研究[J].中國安全生產(chǎn)科學技術，2021，17（7）：162—166.

[5]陳宇，龐媛媛.汽車駕駛人憤怒駕駛研究現(xiàn)狀及展望[J].傷害醫(yī)學（電子版），2015，4（3）：54—59.

作者簡介：

張玉珅，女，2001年生，大學本科，研究方向為經(jīng)濟管理。