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        城市智慧道路的設(shè)計與實踐

        2021-01-07 02:08:01王圣心
        河南建材 2021年2期
        關(guān)鍵詞:規(guī)劃智慧智能

        林 昆 王圣心

        中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司(510230)

        在當(dāng)前,城市智慧道路設(shè)計已經(jīng)開始應(yīng)用于各個城市的發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中,對智慧型城市的快速發(fā)展起到關(guān)鍵性作用。

        物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷成熟及新一代信息技術(shù)、 人工智能AI 技術(shù)、5G 通信技術(shù)的出現(xiàn), 都為智慧道路的建設(shè)提供了強有力的技術(shù)支撐。如何讓城市道路的路燈設(shè)施成為道路信息的采集載體,如何優(yōu)化提升道路的基礎(chǔ)設(shè)施,如何結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G 通信等新技術(shù)讓城市道路變得更智慧、更安全、更高效,成為了各交通管理部門及智能交通規(guī)劃設(shè)計人員思考的方向和重點。

        1 發(fā)展城市智慧道路設(shè)計的必然性

        當(dāng)前,我國機動車保有量快速增長,交通供需矛盾日益明顯,加劇了城市道路的擁堵程度。 尤其各大城市中心區(qū)小汽車無序發(fā)展、過度使用,使中心區(qū)的道路網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重的超負荷狀態(tài),加劇了大城市文通擁堵的嚴(yán)重程度。如最近幾年北京汽車保有量的年均遞增率超過15%, 個別年份甚至接近20%, 而道路長度和道路面的年平均增加率僅為1.2%和3.7%,致使交通需求(尤其是小汽車交通需求)和市區(qū)路網(wǎng)總?cè)萘恐g的缺口日益加大。

        在過去的幾十年中,我國城市交通事業(yè)快速發(fā)展,但是由于缺乏大城市規(guī)劃經(jīng)驗,城市道路設(shè)計還存在不合理的問題[1]。

        1) 交通堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重。 部分街道設(shè)計的比較窄、汽車數(shù)量激增都是導(dǎo)致我國交通堵塞問題的主要原因,特別是中心城區(qū)小汽車無序發(fā)展、過渡使用,使中心區(qū)的道路處于超負荷狀態(tài),加劇了大城市交通擁堵的嚴(yán)重程度。

        2)交通事故較多。 道路規(guī)劃不合理、人們遵守交通法規(guī)的意識不高、車輛運行速度控制不佳等都是導(dǎo)致城市交通事故頻發(fā)的主要原因。

        3)交通污染嚴(yán)重。 城市交通管控不嚴(yán),汽車尾氣排放超標(biāo),導(dǎo)致城市交通污染嚴(yán)重。 這些城市道路交通中出現(xiàn)的安全問題、污染問題、堵塞問題都極大地影響到城市交通的運行質(zhì)量。 而現(xiàn)代社會正朝著智能化方向快速發(fā)展, 城市智慧道路設(shè)計也應(yīng)用而生。 智能交通管控、智能汽車管制服務(wù)及智能交通安全預(yù)警等都是智慧道路系統(tǒng)的核心內(nèi)容,是智能交通事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。

        2 城市智慧道路設(shè)計的主要原則

        2.1 交通平等性原則

        城市智慧道路設(shè)計中應(yīng)該遵循平等性原則。 既在城市交通規(guī)劃過程中,應(yīng)該體現(xiàn)交通運行系統(tǒng)公平原則。 在傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)設(shè)計中,道路設(shè)計缺乏平等性,使出行者不能夠感受到城市交通運行的公平性。 如部分城市的道路規(guī)劃中缺乏對非機動車輛道路的規(guī)劃,從而導(dǎo)致在實際的交通運行過程中,非機動車輛與機動車輛占用共同的道路資源, 經(jīng)常出現(xiàn)交通事故等問題。 所以,在城市智慧道路設(shè)計的第一原則就是道路設(shè)計公平性原則,保證城市道路的公平性,就能夠有效地保證城市道路和諧運行。

        2.2 弱勢群體保護原則

        在城市智慧道路設(shè)計中還應(yīng)該遵循交通弱勢群體保護原則。 道路交通運行系統(tǒng)主要由機動車輛、非機動車輛、行人等三部分組成。 文章提及要做到交通資源公平,而在機動車輛行駛中,非機動車輛以及行人是相對弱勢方,所以在絕對公平理念下,城市智慧道路設(shè)計要保護好弱勢群體的道路公平。

        3 城市智慧道路設(shè)計的整體思路

        城市智慧道路就是把道路及其附屬設(shè)施通過傳感器技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒉杉桶l(fā)布的終端,借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將道路中的運動目標(biāo)聯(lián)系起來,從而實現(xiàn)道路整體狀況的數(shù)字化、可視化發(fā)展,通過大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)實現(xiàn)道路監(jiān)測、管控、服務(wù)的三位一體化服務(wù),提高道路管理水平與道路服務(wù)質(zhì)量。 城市智慧道路設(shè)計借助智慧燈桿、多功能道路設(shè)備箱等技術(shù)把道路網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能融入到智慧城市建設(shè)體系中,實現(xiàn)城市智慧道路建設(shè)的統(tǒng)一化發(fā)展與運行,提高資源和信息的共享,為未來智慧城市建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

        在對城市智慧道路進行設(shè)計時需要考慮到當(dāng)前道路基礎(chǔ)設(shè)施繁多、智能設(shè)施分布零散、信息采集不足等現(xiàn)實問題,綜合考慮交通、公安、城管等多部門現(xiàn)有的智能設(shè)施, 把這些設(shè)施統(tǒng)一集成在一起,借助道路分布式處理單元對這些分散的設(shè)施信息進行集中采集,通過多套網(wǎng)絡(luò)把收集到的信息傳送到城市大數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)智慧道路和智慧城市建設(shè)的融合,實現(xiàn)信息的融合與協(xié)同,促進城市智慧道路建設(shè)的發(fā)展。

        智慧道路建設(shè)主要包括兩大板塊,即外場基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用平臺設(shè)計。 其中,外場基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要包括智慧市政、智慧交通、智慧養(yǎng)護、智慧安防、無線城市、智慧多功能桿和其他燈內(nèi)容。 智慧市政又包括智慧路燈、智慧消防栓、智慧垃圾箱等,通過智慧市政的應(yīng)用可以實現(xiàn)道路照明智能調(diào)控,道路氣體自動檢測、消防用水檢測、垃圾箱及周邊環(huán)境監(jiān)控等;智慧交通建設(shè)的主要目的是實現(xiàn)對道路車流量、車速、車位占有率等交通信息的采集,實現(xiàn)交通事件檢測,交通智能誘導(dǎo)、車輛身份識別、交通信息采集、違法取證抓拍、事件檢測、交通信息發(fā)布、車輛信息檢測、公交客流信息檢測等功能;智慧養(yǎng)護主要對橋梁、隧道、變坡、公路載荷等進行監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)問題并進行處理;智慧安防包括緊急報警、視頻監(jiān)控、高點監(jiān)控等;智慧環(huán)保主要對道路環(huán)境和道路積水進行監(jiān)測和預(yù)警;智慧多功能桿主要對交通信息進行采集,智能執(zhí)法取證,智慧信號控制,視頻監(jiān)控,環(huán)境監(jiān)測等。

        城市智慧道路數(shù)據(jù)信息鏈接到大數(shù)據(jù)中心之后,還需要對這些數(shù)據(jù)進行處理和分析,建立線上智能化管理應(yīng)用平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的處理與分析,建立數(shù)據(jù)應(yīng)用場景。 城市智慧道路數(shù)據(jù)信息主要可以用于道路運行監(jiān)測、信號智能控制、事件主動報警、信息發(fā)布服務(wù)、設(shè)備運行監(jiān)控、實時在線推演、車路協(xié)同控制等場景中。

        4 城市智慧道路設(shè)計的主要策略

        4.1 設(shè)計公交優(yōu)先道路

        在城市智慧道路設(shè)計中要遵循公交優(yōu)先原則。城市公交優(yōu)先后,一方面交通車輛識別增加,車輛運行更加安全,堵塞問題也將減少;另外一方面也可以實現(xiàn)城市交通尾氣減排,改善城市環(huán)境。

        1)建立多層次交通出行結(jié)構(gòu)[2]。 當(dāng)前,公共交通發(fā)展非常快,包括輕軌、普通交通、地鐵等多種形式,都是快速、便捷且污染程度較低的出行方式。 城市道路設(shè)計中,設(shè)計者可以根據(jù)城市發(fā)展水平不同及城市規(guī)模不同,合理優(yōu)化城市公共交通出行方式,從根本上解決城市交通問題。

        2)對城市道路進行優(yōu)化設(shè)計,保證公共交通出行更加便利。 當(dāng)前,很多城市已經(jīng)開始規(guī)劃城市公交專用車道,為城市公交的便捷性奠定基礎(chǔ)。 另外,部分城市也開始整頓汽車亂占道問題,對占用公交車道的車輛進行處罰,從而保證車輛快速通行。

        3)城市公共交通還應(yīng)該做好站臺規(guī)劃,為乘客提供更加優(yōu)質(zhì)的公共交通服務(wù),讓更多的市民選擇公共交通作為基本出行方式。

        4.2 做好慢行交通規(guī)劃

        城市智慧道路建設(shè)中,還應(yīng)做好城市慢行交通規(guī)劃。 城市慢行交通是現(xiàn)代城市交通的一種運行模式,主要以自行車出行或者步行為主要出行方式[3]。城市慢行交通規(guī)劃是當(dāng)前各大城市都在研究發(fā)展的交通規(guī)劃理念。 慢行交通規(guī)劃的實施有利于降低城市道路交通運行速度,從而有利于城市交通安全事故的減少。 首先,規(guī)劃非機動車道,實現(xiàn)機動車與非機動車的分流,從而增加選擇非機動方式出行的人群數(shù)量;其次,做好行人道路規(guī)劃,行人是道路系統(tǒng)中最弱勢的群體,出行速度最慢、安全危險系數(shù)最高,所以,在慢行交通規(guī)劃中,應(yīng)該合理地保護行人的道路使用權(quán),增加人行道路規(guī)劃,包括斑馬線、天橋及地下通道等設(shè)施。

        5 結(jié)語

        城市道路規(guī)劃是城市建設(shè)中的核心內(nèi)容,直接影響到城市交通運行安全及城市和諧設(shè)計。 城市智慧道路設(shè)計理念是對傳統(tǒng)城市道路設(shè)計理念的改革,是社會和諧、智慧交通理念背景下提出的道路設(shè)計理念。 城市智慧道路設(shè)計實踐對城市交通事業(yè)發(fā)展起到非常關(guān)鍵的作用,是現(xiàn)代城市規(guī)劃的重要組成部分。

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