智能交通系統(tǒng)在城市交通管理中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平有了顯著提高，交通管理也隨之不斷改革和完善。城市道路是一個(gè)具有復(fù)雜性、多樣性功能的系統(tǒng)，不僅關(guān)系到人民群眾出行安全與否，還影響著整個(gè)國(guó)家政治穩(wěn)定與和諧建設(shè)等重要問題。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和居民收入水平不斷提高，交通擁堵、交通事故頻發(fā)以及環(huán)境污染等現(xiàn)象日益嚴(yán)重，車輛加速增多給城市交通管理帶來很大壓力等，這些都對(duì)我國(guó)未來交通運(yùn)輸事業(yè)提出了新要求及挑戰(zhàn)。本文主要分析智能交通在城市公共交通中應(yīng)用研究現(xiàn)狀并提出相應(yīng)解決方案以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及解決民生問題，為我國(guó)現(xiàn)代化交通運(yùn)輸事業(yè)做出積極貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng) 城市交通管理 應(yīng)用分析

0 引言

交通管理是城市的一個(gè)非常重要組成部分。現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)在城市化進(jìn)程中，人口規(guī)模和密度不斷擴(kuò)大，道路資源有限、車輛流量增加迅速等問題日益凸顯。智能交通運(yùn)輸是指以信息通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)等高科技手段為基礎(chǔ)而形成的一種新運(yùn)輸方式，它能夠使車輛在行駛過程中實(shí)現(xiàn)快速化和自動(dòng)化。智能交通系統(tǒng)是一個(gè)集信息采集、自動(dòng)處理和控制等功能為一體的綜合控制系統(tǒng)。通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來對(duì)道路交通進(jìn)行監(jiān)控指揮以及優(yōu)化調(diào)度管理是現(xiàn)代社會(huì)交通運(yùn)輸體系運(yùn)行效率提高所必備要求，是道路規(guī)劃設(shè)計(jì)階段所需要解決的問題。

1 智能交通系統(tǒng)在城市交通管理中的重要性

智能交通系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)、信息技術(shù)和通信技術(shù)的高度集成，通過整合城市各種管理資源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)道路通行信息，車輛運(yùn)行情況等方面的綜合監(jiān)控。[1]在提高道路交通效率、減少交通事故發(fā)生以及降低環(huán)境污染上有著積極作用。在城市交通管理中，智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效地解決傳統(tǒng)道路交通所帶來的效率低下、交通事故頻發(fā)等問題。它通過計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛信息進(jìn)行采集和傳輸，還能將這些數(shù)據(jù)傳送到控制中心并及時(shí)處理相關(guān)事故情況及時(shí)報(bào)告給指揮部門和決策者，以便做出合理性策略以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的緊急狀況或危機(jī)事件，從而提高城市交通管理水平以及保障整個(gè)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。

智能交通系統(tǒng)在城市道路管理中的應(yīng)用是非常重要且意義重大的，它不僅能夠提高了整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，還可以有效地降低城市車輛堵塞問題。通過對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造和升級(jí)等方式來提升原有產(chǎn)品質(zhì)量并提高其自動(dòng)化水平以達(dá)到更好更快發(fā)展目的，也要不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)用于管理模式中去從而使之更加合理化、科學(xué)化及現(xiàn)代化的要求，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程智能控制與綜合信息處理系統(tǒng)相結(jié)合。

1.1 有利于提高城市交通的效率

智能交通系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的，在信息收集、決策和控制方面進(jìn)行了大量處理。能夠?qū)?fù)雜的數(shù)據(jù)集整理到一個(gè)集成式平臺(tái)上，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)分析與整合來提高整個(gè)城市道路管理水平，從而實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，還可以有效減少車輛延誤率及交通事故發(fā)生率。在智能交通系統(tǒng)的使用中，我們可以提高車輛管理效率，減少人力、物力和財(cái)力。對(duì)道路進(jìn)行合理規(guī)劃，通過分析不同類型路況情況來確定各路段車流分布及數(shù)量，優(yōu)化設(shè)計(jì)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)并對(duì)道路上車輛運(yùn)行速度做出預(yù)測(cè)以保證行車安全，要根據(jù)各個(gè)車道之間相互協(xié)調(diào)關(guān)系來實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市的交通組織工作與指揮調(diào)度以及控制等功能，從而提高整體效率，減少不必要資源浪費(fèi)。

智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用，使城市道路車輛通行情況得到了很大改善，提高了道路交通管理的效率。在傳統(tǒng)人工統(tǒng)計(jì)和指揮控制階段中存在著一定誤差，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展起來以后可以有效地解決問題。智能化道路管理不僅是城市道路交通的基本要求，同時(shí)也有利于提高交通運(yùn)輸效率和減少交通事故發(fā)生。

1.2 有利于緩解交通擁堵問題

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)城市交通擁堵現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，這已經(jīng)成為一個(gè)不容忽視問題。智能交通管理可以通過對(duì)車輛信息進(jìn)行有效收集與分析并加以利用，將其運(yùn)用于具體路段上從而實(shí)現(xiàn)高效化控制，還可根據(jù)不同車流情況實(shí)施相應(yīng)的分流措施來緩解道路交通擁堵現(xiàn)象帶來一系列負(fù)面影響。[2]城市交通管理的重點(diǎn)是解決擁堵問題，因?yàn)榈缆窊頂D會(huì)造成更多車輛延誤，因此必須重視智能交通系統(tǒng)在道路交通管理工作中所起作用。

城市交通擁堵問題是指車輛在道路上由于各種因素造成的車流停滯，從而導(dǎo)致道路通行能力下降，嚴(yán)重影響人們正常生活、工作和休息，智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展，有效緩解了城市道路擁堵狀況，提高人們出行效率。交通管理是城市發(fā)展的重要組成部分，它對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各方面都有著很大影響。由于人口數(shù)量較大和道路資源相對(duì)比較匱乏等原因。我國(guó)目前正處于城市化進(jìn)程加快時(shí)期且呈現(xiàn)出大城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，科技技術(shù)水平提高、交通運(yùn)輸方式選擇及優(yōu)化升級(jí)使得城市車輛擁堵問題得到解決。

2 智能交通系統(tǒng)在城市交通管理中的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能交通系統(tǒng)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。我國(guó)的城市交通管理主要依靠傳統(tǒng)的人工指揮，在很大程度上影響了道路運(yùn)輸效率，智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到交通運(yùn)輸業(yè)中來后對(duì)交通系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)已成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展主流趨勢(shì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，城市交通擁堵問題也日益嚴(yán)重。這不僅影響了居民生活質(zhì)量水平和社會(huì)效益，還對(duì)人們居住條件造成一定程度的破壞。

2.1 交通信號(hào)控制系統(tǒng)不完善

城市交通信號(hào)是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)，它包括了各種信息傳輸、處理和控制系統(tǒng)。比如，車輛檢測(cè)器、停車管理系統(tǒng)等。但是目前我國(guó)大部分企業(yè)在道路管理中都還沒有建立起一套完善的道路交通控制體系。交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，我國(guó)城市道路交叉口一般都使用的是單向配時(shí)模式，由于這種配時(shí)方式存在一定的缺陷，對(duì)路側(cè)進(jìn)行控制后，如果沒有做出相應(yīng)措施，會(huì)導(dǎo)致車輛通行時(shí)間過長(zhǎng)。

交通信號(hào)控制系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，可以使城市道路交通安全、順暢，提高道路通行能力，我國(guó)人口數(shù)量多且分布不均勻和地形復(fù)雜等因素導(dǎo)致了我國(guó)在對(duì)車輛進(jìn)行管理時(shí)往往沒有很好地根據(jù)實(shí)際情況來實(shí)施管理措施，有些地區(qū)甚至還缺乏完善的路網(wǎng)規(guī)劃以及城市建設(shè)中存在著許多不合理現(xiàn)象，城市規(guī)劃混亂造成交通擁堵問題嚴(yán)重難以適應(yīng)多樣化需求從而影響到道路交通運(yùn)行效率。

在城市交通管理中，車輛的合理化調(diào)度是一個(gè)很重要環(huán)節(jié)，也是最關(guān)鍵性問題。[2]我國(guó)大部分道路系統(tǒng)都是比較滯后、不完善的，在實(shí)際工作過程當(dāng)中往往會(huì)出現(xiàn)一些突發(fā)情況和緊急事件等都由交警來處理解決，而不是真正地落實(shí)到位或到了實(shí)處，一些交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)沒有達(dá)到預(yù)期效果或者說功能不夠全面，不能及時(shí)有效地為市民提供準(zhǔn)確信息服務(wù)，從而導(dǎo)致延誤現(xiàn)象頻頻發(fā)生。

2.2 交通信息采集體系不完善

交通信息采集系統(tǒng)的建設(shè)是城市智能化管理和運(yùn)輸現(xiàn)代化發(fā)展過程中一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)，它能夠?qū)⒏鞣N交通參數(shù)，車輛數(shù)量、道路長(zhǎng)度以及車流量等進(jìn)行科學(xué)分析。目前國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平還比較落后，并且由于我國(guó)人口眾多且分布不均勻性，使得我們國(guó)家在交通運(yùn)輸方面也存在著很大問題需要解決和完善，因此如何提高智能化運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)就顯得非常重要。交通信息采集是智能交通系統(tǒng)的核心，它可以讓城市管理部門對(duì)車輛進(jìn)行有效監(jiān)管，還能提高道路通行能力，保證安全。目前大部分地區(qū)在建設(shè)和完善道路交通設(shè)施時(shí)缺乏科學(xué)合理、全面完整的數(shù)據(jù)分析體系。交通信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)結(jié)合不夠緊密，交通管理部門對(duì)智能化交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)重視程度低，不能及時(shí)更新最新動(dòng)態(tài)信息。

我國(guó)交通管理主要依靠人工手段進(jìn)行信息采集，由于智能運(yùn)輸管理系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上的集成系統(tǒng)。對(duì)數(shù)據(jù)處理速度和準(zhǔn)確性要求比較高，因?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸管理人員缺乏專業(yè)性知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及技能等因素限制了其信息化水平發(fā)展程度較低且不全面和完善度不高。交通管理信息系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，它通過對(duì)現(xiàn)有信息資源進(jìn)行有效整合，從而達(dá)到優(yōu)化和改善道路交通運(yùn)行狀況、提高道路通行能力及效率等目的。交通信息采集是智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其質(zhì)量和數(shù)量直接影響著整個(gè)城市管理水平。交通信息系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信和多媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市道路信息資源共享的系統(tǒng)。

3 智能交通系統(tǒng)在城市交通管理中的應(yīng)用策略

智能交通系統(tǒng)主要是通過對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，將城市道路信息進(jìn)行有效管理。[3]在實(shí)際生活中，由于車輛數(shù)量多、行駛速度較慢等問題導(dǎo)致的交通事故屢見不鮮，因此利用現(xiàn)代化設(shè)備和先進(jìn)信息技術(shù)來解決難題，還可提高效率減少成本支出并節(jié)約資源增加效益是十分有必要并且最重要之處。智能交通系統(tǒng)可以在很大程度上降低道路管理中所需要投入的人力物力。

城市交通管理中的智能控制是指通過對(duì)車輛信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能將采集到的信息及時(shí)反饋給指揮中心，從而使相關(guān)部門能夠制定出最佳解決方案。數(shù)據(jù)傳輸與分析系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)信息化管理模式，以電子信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)來完成交通管理系統(tǒng)中所要求的各種功能及指標(biāo)體系設(shè)計(jì)。城市交通管理是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，其涉及許多學(xué)科知識(shí)，如管理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等。在進(jìn)行智能道路建設(shè)時(shí)首先要考慮這些相關(guān)方面因素對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的影響，充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息資源共享，加強(qiáng)信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的聯(lián)系。

3.1 城市交通流量預(yù)測(cè)與優(yōu)化

城市交通流量預(yù)測(cè)是以交通數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)未來的道路規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)行合理安排，通過科學(xué)地分析、計(jì)算出各種時(shí)間段內(nèi)的車輛數(shù)及行駛軌跡等因素來確定未來某時(shí)段下該路段所需要達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。智能控制技術(shù)在現(xiàn)代交通運(yùn)輸領(lǐng)域已經(jīng)得到了快速發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建立一個(gè)模型可以解決復(fù)雜非線性問題。交通流預(yù)測(cè)是以現(xiàn)有數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)道路狀況進(jìn)行合理安排，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸量和需求量之間的協(xié)調(diào)平衡與優(yōu)化。

城市交通流量預(yù)測(cè)是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，對(duì)于整個(gè)城市規(guī)劃、道路網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等方面都具有非常重大意義。通過對(duì)城市道路交通流進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃和安排來保證交通運(yùn)輸需求與供給之間存在協(xié)調(diào)性關(guān)系，并能有效控制其增長(zhǎng)速度及增加速度。以科學(xué)為指導(dǎo)思想建立數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析得出結(jié)果并反饋給各個(gè)部門決策層。交通流量預(yù)測(cè)是指根據(jù)城市道路網(wǎng)絡(luò)的分布特征、空間結(jié)構(gòu)和出行特性等，通過計(jì)算機(jī)分析建立各種交通量之間關(guān)系與變化規(guī)律，并對(duì)其未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行合理估計(jì)。交通流是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它受到多種因素影響。比如，自然條件、社會(huì)環(huán)境等，因此在進(jìn)行城市交通管理時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況對(duì)未來可能出現(xiàn)問題。

3.2 智能交通信號(hào)燈控制

在城市交通管理中，智能化的信號(hào)燈控制是一個(gè)重要方面，它可以根據(jù)不同路段、車輛流量情況和道路狀況自動(dòng)調(diào)整。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的采集分析，并在系統(tǒng)中安裝各種傳感器、信號(hào)燈控制器件來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路狀況。[4]智能交通系統(tǒng)中的信號(hào)燈控制主要是通過對(duì)城市道路的管理來實(shí)現(xiàn)。時(shí)間型信號(hào)燈就是指利用當(dāng)前交通流信息變化規(guī)律進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整與監(jiān)控，動(dòng)態(tài)性則是從時(shí)序上考慮了車輛運(yùn)行軌跡以及所遇到問題后自動(dòng)做出相應(yīng)處理動(dòng)作，改變其狀態(tài)以達(dá)到最優(yōu)效果等特點(diǎn)的智能控制方式。

交通信號(hào)控制是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)中通過對(duì)車流量、車速等信息的采集與分析來判斷道路狀況，智能化管理可以實(shí)現(xiàn)交通流自動(dòng)監(jiān)控。智能交通系統(tǒng)是一個(gè)集電子控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與通信網(wǎng)絡(luò)為一體的綜合管理系統(tǒng)，它包含了大量的信息資源，如車輛數(shù)量、行駛速度等。在城市道路網(wǎng)中廣泛應(yīng)用于汽車和路面上。智能交通系統(tǒng)能夠?qū)⒏鞣N管理手段有機(jī)結(jié)合起來并充分運(yùn)用到實(shí)際工作當(dāng)中去，從而達(dá)到最優(yōu)控制效果的目的。

3.3 交通安全監(jiān)控與事故預(yù)警

城市交通管理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要依靠計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在傳統(tǒng)的智能交通管理系統(tǒng)中，車輛檢測(cè)與跟蹤一直都是最重要問題之一。目前我國(guó)大部分地區(qū)都采用的是視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)道路運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄下來，隨著社會(huì)信息化進(jìn)程不斷加快以及電子信息技術(shù)發(fā)展迅速等因素導(dǎo)致了信息采集量大幅度增加且速度較快，要求交通管理部門必須充分利用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)城市道路交通安全監(jiān)管和事故預(yù)警工作。

城市智能化交通系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊手段實(shí)現(xiàn)信息共享，利用該系統(tǒng)能夠自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的傳輸方式來收集各種相關(guān)信息，也能將獲取到各類實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)以反饋給駕駛員和管理者進(jìn)行處理決策等功能，從而達(dá)到提高道路運(yùn)輸效率的目的。[5]交通安全監(jiān)控是指對(duì)交通事故、道路事故和環(huán)境因素等各種要素進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，并采取相應(yīng)的措施，以達(dá)到預(yù)防或減少其發(fā)生的目的。

4 結(jié)論

智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效地提高交通運(yùn)輸效率，減少人力資源成本，還能在一定程度上促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。智能交通系統(tǒng)是城市發(fā)展的重要組成部分，它解決交通管理中的問題。隨著科學(xué)技術(shù)水平和社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高。傳統(tǒng)交通管理已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)交通運(yùn)輸效率與安全要求。采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理分析變得更加簡(jiǎn)單方便且能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控到結(jié)果并做出相應(yīng)反饋來應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，從而提高交通管理水平及效率，使管理工作得到了質(zhì)變。

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