智慧交通在城市交通管理中的應(yīng)用研究分析

摘要 隨著城市化進程的加速和機動車保有量的持續(xù)增長，城市交通擁堵和事故頻發(fā)等問題日益凸顯，傳統(tǒng)的道路交通系統(tǒng)已難以適應(yīng)交通量增長所帶來的交通管理壓力，亟須轉(zhuǎn)變當(dāng)前道路交通系統(tǒng)的建設(shè)和管理模式，尋求更高效安全的交通管理模式。智慧交通作為智能交通系統(tǒng)的核心組成部分，通過集成先進的信息技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，為提升城市交通系統(tǒng)的運行效率和安全性提供了保證。因此，該文旨在探討智慧交通在城市交通管理中的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用，為構(gòu)建更加綠色、高效的城市交通體系提供理論參考和實踐指導(dǎo)，研究表明：智慧交通對于緩解城市交通壓力、提高城市競爭力具有重要作用。

關(guān)鍵詞 智慧交通；城市交通管理；關(guān)鍵技術(shù)；實際應(yīng)用

中圖分類號 U495 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）21-0013-03

0 引言

隨著全球城市化進程的快速發(fā)展，城市人口規(guī)模急劇膨脹，機動車保有量持續(xù)攀升，這一趨勢在給城市經(jīng)濟帶來活力的同時，也給當(dāng)前的道路交通體系帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。因此，探索并實踐一種更加高效、綠色、安全的城市交通管理模式，成為當(dāng)前城市管理的重要課題。近年來隨著智慧城市建設(shè)的推進，智慧基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和智能化信息技術(shù)應(yīng)用逐步成為城市建設(shè)的趨勢，而智慧交通便是智慧城市建設(shè)內(nèi)容里至關(guān)重要的組成部分，其作為智能交通系統(tǒng)（ITS）的高級階段，正是在這一背景下應(yīng)運而生并迅速發(fā)展的[1]。它充分利用了現(xiàn)代信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)和控制技術(shù)等領(lǐng)域的最新成果，實現(xiàn)了交通資源的優(yōu)化配置和高效利用，有效緩解了城市交通擁堵，提高了交通安全水平，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐[2-3]。

1 智慧交通關(guān)鍵技術(shù)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種通過信息傳感設(shè)備如傳感器、RFID、全球定位等，按照約定的協(xié)議，將交通系統(tǒng)中的各種設(shè)施、車輛和行人等接入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)物與物、人與物之間的信息交換和智能化管理，5G物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)如圖1所示。在智慧交通中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崟r地監(jiān)控交通流量和路況信息，進行智能調(diào)度和路線規(guī)劃，為人們的出行提供更加便捷、安全、高效的服務(wù)。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對交通數(shù)據(jù)進行實時處理和分析，能夠幫助交通管理者作出明智的調(diào)度決策[4]。在智慧交通系統(tǒng)中，需要關(guān)注的交通數(shù)據(jù)主要包含以下幾種：

（1）在車輛速度數(shù)據(jù)中，平均速度Vavg可以用來衡量車輛的整體流動效率，計算公式為：

Vavg= 1 N ∑ N i=1Vi（t） （1）

式中：N——采樣車輛數(shù)（個）；Vi（t）——第i輛車在時間t的速度（m/s）。

（2）在路況信息數(shù)據(jù)中，事件影響程度E能夠幫助交通管理者及時制定應(yīng)對措施，以減少交通擁堵，計算公式如下：

E=∑ x?ΩI（t，x）·W（x） （2）

式中：Ω——事件發(fā)生區(qū)域；W（x）——地點x的權(quán)重，I（t，x）——包括路面障礙物、事故現(xiàn)場、施工警告等突發(fā)狀況，二值函數(shù)I=1表示存在影響交通的事件，I=0表示正常。

（3）在駕駛員行為數(shù)據(jù)中，通過構(gòu)建行為風(fēng)險評分R對駕駛員行為數(shù)據(jù)進行量化，能夠減少交通事故的發(fā)生，計算公式為：

R=∑ d wd·Bd（t，x） （3）

式中：d——駕駛行為的種類；wd——行為d的風(fēng)險權(quán)重；Bd（t，x）包括從平穩(wěn)駕駛到危險操作的一系列行為表現(xiàn)。

1.2 大數(shù)據(jù)與云計算

大數(shù)據(jù)技術(shù)是將從各類交通設(shè)備和傳感器上收集來的大量實時數(shù)據(jù)，如交通流量、車輛行駛軌跡和路況信息等進行整合匯總，并研究分析的一種技術(shù)體系。云計算技術(shù)具有強大的計算能力和存儲能力，能夠?qū)Υ髷?shù)據(jù)技術(shù)所采集的大量交通數(shù)據(jù)進行快速處理和分析，為大數(shù)據(jù)技術(shù)提供強大的支撐。通過云計算平臺，完成交通數(shù)據(jù)的處理和分析后，智慧交通系統(tǒng)才能進行實時響應(yīng)和智能決策。智慧交通大數(shù)據(jù)中心是智慧交通的大腦，它主要負(fù)責(zé)乘客、票務(wù)、行業(yè)等數(shù)據(jù)的存儲，在大數(shù)據(jù)與云計算的基礎(chǔ)上，所構(gòu)建的智慧交通綜合管理信息服務(wù)平臺具體如圖2所示。

1.3 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)[5]通過深度融合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等前沿科技，實現(xiàn)了對交通系統(tǒng)的全面智能化升級。在智慧交通中，該技術(shù)能夠智能感知交通流量、路況變化及車輛行為，運用機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等算法，對海量交通數(shù)據(jù)進行實時分析與處理。此外，人工智能技術(shù)還廣泛應(yīng)用于智能駕駛輔助系統(tǒng)、智能交通管制中心及交通安檢等領(lǐng)域。具體如表1所示。

2 智慧交通在城市交通管理中的應(yīng)用

2.1 智能信號控制

智能信號控制系統(tǒng)能夠?qū)Φ缆方煌髁?、車輛行駛速度以及路口等待時間等進行實時的監(jiān)測，并利用人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對出現(xiàn)問題的地方進行動態(tài)優(yōu)化調(diào)整。智能信號控制能夠與公共交通系統(tǒng)、停車管理系統(tǒng)等協(xié)同合作，優(yōu)化協(xié)調(diào)城市交通資源的合理配置。常見的智能信號控制器工作流程如圖3所示。

2.2 實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析

通過對數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和分析，能夠提高城市交通運行的效率，有效地緩解交通壓力，優(yōu)化交通資源配置等。例如：通過分析交通流量數(shù)據(jù)，可以動態(tài)調(diào)整信號燈配時，實現(xiàn)智能信號控制；通過預(yù)警系統(tǒng)，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理交通事故和道路擁堵，提高應(yīng)急響應(yīng)能力。

2.3 交通信息發(fā)布與誘導(dǎo)

交通信息發(fā)布與誘導(dǎo)是通過智能化的手段，向駕駛員和交通參與者實時、準(zhǔn)確地提供路況信息、交通管制措施以及最佳行駛路線建議的系統(tǒng)。通過將多元動態(tài)的交通流信息進行融合，構(gòu)建出交通動態(tài)信息實時誘導(dǎo)發(fā)布系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

2.4 公共交通系統(tǒng)優(yōu)化

城市公共交通系統(tǒng)的優(yōu)化與改進，是提高城市交通效率，改善居民生活品質(zhì)的關(guān)鍵措施。通過加強線路規(guī)劃與管理、提升車輛管理與維護水平和利用智能技術(shù)優(yōu)化服務(wù)等，能夠有效改善公共交通系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。通過對實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用領(lǐng)域進行歸納總結(jié)，具體如表2所示。

2.5 智慧停車與出行服務(wù)

智慧停車與出行服務(wù)通過集成無線通信技術(shù)、移動終端技術(shù)和GPS定位技術(shù)等，實現(xiàn)了停車位的智能搜索、預(yù)訂、導(dǎo)航與支付，提高了停車效率與資源利用率。同時，它也促進了出行服務(wù)的多元化發(fā)展，如提供共享單車、公共租賃汽車等低碳出行的方式。在此基礎(chǔ)上建立的智能停車場管理系統(tǒng)，其具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

3 結(jié)語

綜上所述，該文對智慧交通在城市交通管理中的應(yīng)用進行了研究分析，揭示了智慧交通在現(xiàn)代城市交通管理中的重要性和潛力。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，智慧交通系統(tǒng)的上限也隨之提高，其高度的集成性、智能化和動態(tài)調(diào)控能力是傳統(tǒng)交通管理系統(tǒng)所不具備的，智慧交通系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用能夠為緩解城市交通擁堵和預(yù)防交通事故等方面提供更為有效的解決方案。因此，加強智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及對智慧交通技術(shù)的研發(fā)探索，加快其在城市交通管理中的廣泛應(yīng)用，對于緩解城市交通壓力、提高城市競爭力具有重要作用。

參考文獻

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[2]郭潔.智慧城市建設(shè)對城市交通擁堵改善的影響研究[D].成都：電子科技大學(xué)，2020.

[3]司潔.城市交通管理在智慧城市建設(shè)中的重要性探討[J].商，2015（43）： 245.

[4]聞天，李光燕，高強.物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算在智慧交通系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化中的應(yīng)用 [J]. 集成電路應(yīng)用，2024（6）：229.

[5]周銳鑫.人工智能技術(shù)在城市智慧交通管理中的應(yīng)用展望[J].信息記錄材料，2020（5）：1-3.