摘 要 智慧交通是智慧城市的核心組成部分，本文以南京市麒麟科技創(chuàng)新園為例，在分析其智慧交通建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，提出麒麟科技創(chuàng)新園的智慧交通應(yīng)用體系架構(gòu)，包括“1個(gè)中心、3大體系、8項(xiàng)子系統(tǒng)”，并對(duì)其功能進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后建議在工程建設(shè)中應(yīng)注重新技術(shù)發(fā)展與成本效益分析，以此提升智慧交通建成后的實(shí)用性，設(shè)計(jì)成果可用于指導(dǎo)其他城市智慧交通建設(shè)。

關(guān)鍵詞 智慧城市 智慧交通 體系架構(gòu) 功能設(shè)計(jì) 麒麟科技創(chuàng)新園

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.04.070

Nanjing Kirin Technology Park Intelligent

Transportation Design

LI Yongfeng

（Nanjing Science and Technology Innovation Investment Co.， Ltd.， Nanjing， Jiangsu 211100）

Abstract Intelligent transportation is the core component of the smart city， the paper of Nanjing Kirin Technology Park， for example， on the basis of analysis of the demand for intelligent transportation construction on the proposed application of intelligent transportation system architecture Kirin Technology Innovation Park， including the \"one center， 3 large system， eight subsystems \"， and its functions were detailed design， final recommendations in construction projects should focus on development of new technologies and cost-benefit analysis， in order to enhance the usefulness of the wisdom of traffic after the completion of the design results can be used other cities building intelligent transportation guide.

Key words Smart City; intelligent transportation; architecture; functional design; Kirin Technology Park

0 引言

自2010年以來(lái)，作為物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)應(yīng)用和面向知識(shí)社會(huì)的創(chuàng)新2.0對(duì)象，智慧城市離我們漸行漸近。①智慧城市涵蓋面極廣，包括智慧交通、智慧社區(qū)、智慧醫(yī)療、智慧政務(wù)等諸多內(nèi)容，其中，智慧交通（亦稱(chēng)智能交通）是與公眾出行品質(zhì)最相關(guān)、也是最能落地實(shí)施的建設(shè)內(nèi)容。如何合理設(shè)計(jì)智慧交通體系框架，并使之指導(dǎo)智慧交通工程建設(shè)成為當(dāng)前關(guān)注的焦點(diǎn)。龍瓊等提出分層遞階的智慧交通管理系統(tǒng)框架，將系統(tǒng)功能層分為交通誘導(dǎo)、交通管理、交通控制、事件檢測(cè)與處理、流量監(jiān)控與預(yù)測(cè)等五個(gè)方面。②楊坤等從城市片區(qū)的視角設(shè)計(jì)智慧交通系統(tǒng)框架，將應(yīng)用層分解為交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、交通信息控制系統(tǒng)、交通信息采集系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、智能公交系統(tǒng)等六個(gè)方面。③鐘學(xué)燕等構(gòu)建了成都市智慧交通體系，主要包括交通管理與控制、智能公共交通、交通運(yùn)輸綜合管理、交通管理決策支持、交通信息服務(wù)、交通地理信息、交通模擬仿真等七大平臺(tái)。④作為2013年度國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公布的智慧城市試點(diǎn)之一，南京市麒麟科技創(chuàng)新園（以下簡(jiǎn)稱(chēng)麒麟科創(chuàng)園）也將智慧交通確定為支撐智慧城市建設(shè)的首要任務(wù)。本文將在剖析麒麟科創(chuàng)園智慧交通建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，研究其智慧交通體系框架，重點(diǎn)分析智慧交通各組成部分的系統(tǒng)功能，設(shè)計(jì)成果可用于指導(dǎo)我國(guó)其他城市的智慧交通工程建設(shè)。

1 需求分析

麒麟科創(chuàng)園是南京市委、市政府重點(diǎn)布局的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)載體，園區(qū)總面積83平方公里，位于南京主城東側(cè)，地處青龍山與紫金山之間，距市中心直線(xiàn)距離10公里。與城市已建成區(qū)相比，麒麟科創(chuàng)園在推進(jìn)智慧交通建設(shè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，一方面，其處于全新開(kāi)發(fā)階段，與智慧交通建設(shè)相關(guān)的基礎(chǔ)工程可以一次性開(kāi)挖施工，能有效避免二次重復(fù)建設(shè)，另一方面，其綜合交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，涵蓋寧滬高速、繞城高速、寧杭高速等三條過(guò)境交通干線(xiàn)，以及在建的有軌電車(chē)線(xiàn)路和若干條地鐵規(guī)劃線(xiàn)路，一旦實(shí)施智慧交通系統(tǒng)將會(huì)取得明顯的應(yīng)用效果。麒麟科創(chuàng)園智慧交通的建設(shè)需求可概括如下“六個(gè)全”：

（1）交通信息采集“全方位”。需要在重要出入口布設(shè)多方式的信息采集設(shè)備，全面、準(zhǔn)確、有效地感知路網(wǎng)交通流脈動(dòng)。具體而言需要達(dá)到三個(gè)目標(biāo)：采集數(shù)據(jù)多樣化（如交通量、行車(chē)速度、占有率、交通事件等數(shù)據(jù)）、采集方式多源化（如地磁、視頻、微波、RFID以及市民卡等手段）、采集對(duì)象多角度（如人、車(chē)、路、場(chǎng)站、環(huán)境）。

（2）交通視頻監(jiān)控“全區(qū)域”。需要通過(guò)地面監(jiān)控與制高點(diǎn)監(jiān)控相結(jié)合的方式，使麒麟科創(chuàng)園的重點(diǎn)路段監(jiān)控?zé)o盲點(diǎn)。同時(shí)，在麒麟科創(chuàng)園的重要交叉口設(shè)置多角度的高清視頻監(jiān)控設(shè)備，提供交叉口全區(qū)域的視頻錄像，及時(shí)掌握交叉口交通動(dòng)態(tài)。

（3）交通信號(hào)控制“全聯(lián)網(wǎng)”。需要根據(jù)采集到的交通信息實(shí)現(xiàn)路口信號(hào)燈自適應(yīng)控制以及干線(xiàn)綠波控制，待后期路網(wǎng)完善后，主要路口還需采用全聯(lián)網(wǎng)自適應(yīng)控制，達(dá)到區(qū)域路口優(yōu)化控制的目標(biāo)。

（4）違法抓拍“全自動(dòng)”。需要在麒麟科創(chuàng)園的信控路口布設(shè)具備路徑跟蹤功能的智能電子警察系統(tǒng)，對(duì)闖紅燈、實(shí)線(xiàn)變道、直行車(chē)輛右轉(zhuǎn)繞行等交通違法行為進(jìn)行無(wú)死角的全自動(dòng)抓拍，同時(shí)，需要在路段布設(shè)卡口自動(dòng)記錄系統(tǒng)，提升路網(wǎng)交通運(yùn)行安全。

（5）交通信息誘導(dǎo)“全天候”。需要建設(shè)全天候的行車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)和停車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確地向出行者提供交通事故、交通中斷、交通阻塞、排隊(duì)長(zhǎng)度（或車(chē)輛數(shù)）、交通管制、停車(chē)場(chǎng)位置、剩余停車(chē)泊位數(shù)等信息。

（6）智能公交“全對(duì)接”。麒麟科創(chuàng)園公共交通出行方式包括慢行系統(tǒng)、常規(guī)公交、有軌電車(chē)和軌道交通，因而需要通過(guò)網(wǎng)站、手機(jī)APP、電子站牌等手段實(shí)現(xiàn)多方式公交出行的路徑與換乘信息服務(wù)功能。

2 總體框架

基于以上需求分析，將麒麟科創(chuàng)園的智慧交通總體框架設(shè)計(jì)為 “1個(gè)中心、3大體系、8項(xiàng)子系統(tǒng)”，如圖1所示。其中，1個(gè)中心為交通綜合數(shù)據(jù)中心，是整個(gè)園區(qū)交通數(shù)據(jù)匯集、交換、處理、分析、共享的中樞;3大體系包括信息采集體系、交通管理體系和公眾服務(wù)體系，是園區(qū)實(shí)現(xiàn)全面感知、深度應(yīng)用、提升服務(wù)等智慧交通核心理念的重要體現(xiàn);8項(xiàng)子系統(tǒng)分別為路況采集分析子系統(tǒng)、交通事件檢測(cè)子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、交通信號(hào)子系統(tǒng)、電子警察子系統(tǒng)、行車(chē)誘導(dǎo)子系統(tǒng)、停車(chē)誘導(dǎo)子系統(tǒng)、智能公交子系統(tǒng)，是支撐3大體系的功能性應(yīng)用系統(tǒng)。建議采取“一次設(shè)計(jì)，分期建設(shè)”原則，按照總體框架逐步實(shí)施麒麟科創(chuàng)園智慧交通建設(shè)工程。

3 功能設(shè)計(jì)

3.1 交通綜合數(shù)據(jù)中心

交通綜合數(shù)據(jù)中心的平面布局及其說(shuō)明分別如圖2和表1所示。建成后的交通綜合數(shù)據(jù)中心可實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）數(shù)據(jù)中樞功能。為各應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、共享、交換以及信息顯示等功能、同時(shí)為客管、交管、城管、建設(shè)等相關(guān)部門(mén)提供共享平臺(tái)，為交通管理與服務(wù)提供輔助決策支持。（2）交通實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)控路網(wǎng)中重點(diǎn)路段、交叉口的交通動(dòng)態(tài)，跟蹤重點(diǎn)車(chē)輛的行駛軌跡，調(diào)閱各類(lèi)交通信息。（3）對(duì)內(nèi)交通信息管理。為園區(qū)各級(jí)交管部門(mén)的執(zhí)勤執(zhí)法提供信息支持，優(yōu)化道路交通信號(hào)控制，記錄交通違法行為，從而保障交通運(yùn)行秩序。（4）對(duì)外交通信息發(fā)布。通過(guò)交通網(wǎng)站、手機(jī)App、路側(cè)LED誘導(dǎo)屏等載體向公眾發(fā)布路網(wǎng)沿線(xiàn)及路口、路段的交通事故、交通堵塞、道路施工、交通管制等重要交通信息。

圖2 交通綜合數(shù)據(jù)中心平面布局

表1 交通綜合數(shù)據(jù)中心的功能分區(qū)說(shuō)明

3.2 信息采集體系

信息采集體系各應(yīng)用子系統(tǒng)獲取的主要數(shù)據(jù)、功能以及服務(wù)對(duì)象如表2所示：

表2 信息采集體系一覽表

各應(yīng)用子系統(tǒng)的功能如下：（1）路況采集分析子系統(tǒng)。針對(duì)道路性質(zhì)、設(shè)備特點(diǎn)部署不同類(lèi)型的交通信息采集設(shè)備，形成以微波車(chē)檢、地感線(xiàn)圈、RFID等多手段相結(jié)合的交通參數(shù)檢測(cè)方式。待園區(qū)建成后可將出租車(chē)、公交車(chē)輛的車(chē)載衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以浮動(dòng)車(chē)檢測(cè)的方式接入交通綜合數(shù)據(jù)中心，從而實(shí)現(xiàn)基于多源數(shù)據(jù)融合的交通信息全面感知。（2）交通事件檢測(cè)子系統(tǒng)。通過(guò)分析和處理外場(chǎng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的視頻信息，自動(dòng)判斷控制區(qū)域范圍內(nèi)的交通擁堵、違法停車(chē)、拉土車(chē)拋灑（麒麟科創(chuàng)園在建設(shè)期的拉土車(chē)數(shù)量眾多）等異常交通事件，并自動(dòng)檢測(cè)車(chē)流量、平均速度、占有率等交通數(shù)據(jù)。系統(tǒng)后臺(tái)對(duì)交通數(shù)據(jù)和異常交通事件進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)異常交通事件的自動(dòng)記錄、自動(dòng)錄像、自動(dòng)報(bào)警和各類(lèi)聯(lián)動(dòng)處理，并提示管理人員進(jìn)行應(yīng)急處置。（3）視頻監(jiān)控子系統(tǒng)。通過(guò)手動(dòng)或編程實(shí)現(xiàn)道路外場(chǎng)的交通圖像信號(hào)在數(shù)據(jù)中心指定的監(jiān)視器上進(jìn)行固定或時(shí)序顯示，也可進(jìn)行圖像混合、畫(huà)面分割、字幕疊加等處理。在可設(shè)定的間隔時(shí)間內(nèi)對(duì)全路網(wǎng)的監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行圖像巡檢，參與輪巡的對(duì)象可以任意設(shè)定，輪巡間隔也可靈活設(shè)置。

3.3 交通管理體系

交通管理體系的主要用戶(hù)是交通管理者，包括兩個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)，其功能如下：（1）交通信號(hào)子系統(tǒng)。具備交叉口單點(diǎn)自適應(yīng)控制功能，在不同交通流狀態(tài)下執(zhí)行相應(yīng)的控制方案，獨(dú)立指導(dǎo)單個(gè)路口的交通運(yùn)行，同時(shí)能支撐主干道上若干連續(xù)交叉口的信號(hào)綠波控制。區(qū)域內(nèi)的交通信號(hào)機(jī)還能聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，從而均衡路網(wǎng)交通流、提升路網(wǎng)通行效率。此外，還具備公交信號(hào)優(yōu)先控制功能，體現(xiàn)以人為本的公交優(yōu)先理念。（2）電子警察子系統(tǒng)。電子警察是指安裝在交叉路口和路段上對(duì)指定車(chē)道內(nèi)機(jī)動(dòng)車(chē)行駛行為進(jìn)行不間斷自動(dòng)檢測(cè)和記錄的系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)主要包括闖紅燈抓拍和卡口自動(dòng)記錄兩大功能，可有效規(guī)范交叉口交通運(yùn)行秩序，提高路網(wǎng)交通運(yùn)行安全。

3.4 信息服務(wù)體系

信息服務(wù)體系的主要用戶(hù)是公眾，包含行車(chē)誘導(dǎo)、停車(chē)誘導(dǎo)以及智能公交等三個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)，在分析公眾對(duì)出行前、出行中和多種出行方式接駁換乘信息需求的基礎(chǔ)上，通過(guò)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站、手機(jī)App、路側(cè)LED誘導(dǎo)屏、公交電子站牌等方式，實(shí)時(shí)發(fā)布麒麟科創(chuàng)園的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)交通信息。各應(yīng)用子系統(tǒng)的功能如下：

（1）行車(chē)誘導(dǎo)子系統(tǒng)。根據(jù)交通信息采集體系獲取的信息，以廣域誘導(dǎo)與局域誘導(dǎo)相結(jié)合的方式實(shí)時(shí)發(fā)布交通擁堵、道路施工、交通事故等路況信息，提示駕乘人員合理選擇行車(chē)路徑，提高麒麟科創(chuàng)園的路網(wǎng)通行效率。

（2）停車(chē)誘導(dǎo)子系統(tǒng)。以多級(jí)誘導(dǎo)方式實(shí)時(shí)發(fā)布麒麟科創(chuàng)園的停車(chē)場(chǎng)（庫(kù)）位置、車(chē)位數(shù)、空滿(mǎn)狀態(tài)等信息，指引駕乘人員合理選擇停車(chē)位，用于調(diào)節(jié)停車(chē)需求在時(shí)間和空間上分布的不均衡、提高停車(chē)設(shè)施使用率、減少因?qū)ふ臆?chē)位而產(chǎn)生的道路交通擁堵和尾氣排放等次生災(zāi)害。

（3）智能公交子系統(tǒng)?；贕PS/北斗定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)發(fā)布公交車(chē)輛位置及到站時(shí)間，提供麒麟科創(chuàng)園的多模式公共交通無(wú)縫換乘信息，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)售票和一卡通技術(shù)提升居民出行效率，打造麒麟科創(chuàng)園以公交都市為導(dǎo)向的品質(zhì)生活。

4 結(jié)語(yǔ)

本文抱磚引玉，提出了一種具有一定普適性的智慧交通體系框架，可供其他智慧城市建設(shè)參考。但是，智慧交通是一項(xiàng)極其復(fù)雜的巨系統(tǒng)，很難用統(tǒng)一的、一成不變的框架體系界定其實(shí)施要素，同時(shí)，智慧交通領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)日新月異，如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)不斷改變著交通管理與信息服務(wù)的模式，因此，在實(shí)際應(yīng)用中要特別關(guān)注城市區(qū)域的特定需求以及技術(shù)革新等因素，并在成本效益分析的基礎(chǔ)上有選擇性地分步建設(shè)相應(yīng)系統(tǒng)，達(dá)到真正發(fā)揮智慧交通功效的目標(biāo)。

注釋

① 陳柳欽.智慧城市：全球城市發(fā)展新熱點(diǎn)[J].青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011.27（1）：8-16.

② 龍瓊，張蕾，周昭明.基于分層遞階框架的智能交通管理系統(tǒng)構(gòu)建[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2014.12（3）：12-17.

③ 楊坤，張大為.城市片區(qū)智能交通系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014.42（19）：28-33.

④ 鐘學(xué)燕，岳輝.成都市智能交通實(shí)施框架[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013.30（2）：56-59.