智能交通在城市道路中的设计应用

城市周刊

2019/14 CHENGSHIZHOUKAN 31

智能交通在城市道路中的设计应用

王敦红　合肥市市政设计研究总院有限公司

摘要：交通管理是城市管理的核心工作内容。随着高新技术的不断发展，智能技术逐渐应用到各领域。城市智能交通控制系统，是现阶段我国交通运输领域工作的重点研究模块，其占据着不可替代的作用，不仅仅是该行业，基于群众来说也得到了热切的关注。应大力使用信息化技术、网络通信技术以及智能化技术，促进城市智能交通控制系统的稳定、高效、优质发展，切实提高城市交通管理水平，降低交通不良事故的发生率。本文就此展开讨论，首先阐释了城市交通控制系统的主要类型，而后基于大数据处理模式分析智能交通管理系统的运行内容。

关键词：智能交通；城市管理；大数据

一、城市交通控制系统的类型简析

城市道路交通管控系统，主要根据主空间关系、控制方式等方面予以分类，具体内容如下：

１．基于空间关系予以划分。

根据空间关系可将城市交通系统分为单交叉口控制、交通干线的合理调控以及区域交叉口的网络控制等三个主要模块。

（1）单个交叉口控制，这是基本管控形式之一。孤立交叉口控制的参数为信号周期、绿信比，主要目的在于减轻车辆延误与交叉口的堵塞程度[1]。单个交叉口的点控制设备较为简单，维护便捷新高，其实用性强而得到了广泛应用。从技术层面予以分析，离线点控制的支撑主要是应用了定时信号配时技术，而在线点控主要基于交叉口各个入口交通的实际运行情况，合理设置各个相位的红绿灯时间，符合交通现实需求；

（2）交通干线的合理调控，城市网中的交通干线，其所具有的交通负荷功能起到了较为核心的辅助作用。优异的干线交通，是城市交通情况的重要保障。城市交通路网中，若交叉口间距太近，两个相邻的交叉口之间则难以在有限时间内进行

便捷的疏通。而同时，单个交叉口对单点信号进行分别设置单

控制时，车辆通常会遭遇红灯，很大程度上即造成了行车堵塞情况，也相应的连带到环境污染。所以在干线中车辆无碍通行的情况下，相邻交叉口的控制设计可进行相互调控，继而可有效降低车辆在各个交叉口的停车频率；

（3）区域交通网络的协调控制，区域交通信号的控制对象，涉及到整个区域中所有交叉口的交通信号。技术人员将指定区域内的所有交叉口的交通信号整合集成为一体，予以综合化调控，继而有效减少车辆在交叉口的损耗量。此种协调控制形式，交通信号机可通过通信网将交通量数据迅速传输至上位机，上位机再结合路网交通量的变化情况及大致确实，同步调整执行中的配时方案。

２．基于控制方式予以划分。

基于控制方式，城市道路交通控制主要分为定时控制、感应控制、自适应控制以及智能控制等四大类型，具体如下：

（1）定时控制，定时控制方式主要对是通过类比分析历史交通数据，计算各个时间段的交通流的变化情况，结合人工方法手段制定各个时段内相对应的配时方案。

定时控制对交通

图1　系统总体框架结构

CHENGSHIZHOUKAN 2019/14

城市周刊32信号机的要求不高，但其实时性与时效性的检测效果较为优异，是城市道路交通系统中的重点控制策略之一；

（2）感应控制，主要是根据车辆检测器实时探测的交通流数据，对所对应的绿灯时间长短与时间顺序进行合理调控，合理掌控交通流的随机变化情况及其大致趋势；

（3）自适应控制，主要是基于实时监测的道路交通信息，应用预测模型，结合一定范围内的交通道路现实需求，从系统信号配时方案中类比各优化方案，得出相对最优解，继而实现交通自动控制；

（4）智能控制，即是将交通管理所连带的各高新技术、检测传感技术以及AI 处理等技术联合应用到交通运输管理工作，建立起可行性高、全面覆盖、科学系统的交通运输综合管

理系统[2]

。其将人、车、路以及环境等交通直接连带因素整合为一体的智能化体系，除了提城市交通管理水平及其城市综合管理水平，也相应的推动了绿色交通理念的发展。

二、基于大数据处理的智能交通管理系统

此管理系统，主要功能构成包括：城市交通信息综合管理、城市交通工作综合管理、城市交通管理辅助决策支持、城市紧急交通事应急反应等。基于智慧交通大数据平台，将城市智能交通监控与管理各业务应用系统连接并行使用，从各个应用系统中实时收集和与传送交通管理信息、监测数据以及控制指令

的输出[3]

。应用城市交通管理数据库系统，对各业务应用系统的交通监测数据、管理运行方案予以集成——分级优化——分类分析—归类与实际应用。应用GIS 地理信息将其展示，以此实现城市道路交通的实时、可视化监管。平台包含对突发性交通事故的应急处理预案，同步对该事故模拟分析大致影响范围及道路阻塞情况，而对事故周围的道路予以安全调控，以此实现了交通应急处理及疏导交通的事故解决方案。其系统的总体框架如图1所示：

１．数据处理。

（1）根据交通监管的现实需求筛分数据，其着力点在于实时处理并上传需要应急处理的、需实时处理的数据，对于非实时交通数据则采用集中批处理方式即可，以此确保系统的顺畅运行。

（2）根据数据特性处理数据，针对交通数据的不同特性，进行数据的异构传输与同步层处理。

（3）基于大数据处理模式的交通管理系统，其交通数据处理的核心点是数据处理模块，处理实时数据是一级操作，在此基础之上还要批量化处理非实时、非应急数据，并自动生成历史数据或数据仓库。其运算框架主要是生态Hadoop 系统计算与Storm 实时计算。实时计算框架与非实时计算框架，都各自运行独立任务，Mesos 集群管理器进行统一管理。

（4）数据处理的即时性结果与最终结果，由都数据存储层予以存同步储存，存储数据库分为直接关系型与非连带的间接型，对于不同类型的数据进行处理。

（5）为对异构存储逻辑与Impala 实现屏障，封装Hive 等运行组件，主要在存储层之下构建对外接口层，便于开发人员实现接口的统一操作，提高系统运行的开放性与信息共享性。

（6）交通数据的拓展应用，例如分化到预警预案、智能引

导等等，均一并构建在系统应用层。

２．综合管理。

智能综合管理体系，是现阶段大数据或AI 处理的显著表现形式之一。其技术运行内容为：主要是不断的优化分解相对繁杂的目标，将其分化成各子级个体，每个个体对其对应的目标予以管控，而后再应用综合智能控制将其并联开展工作，构建出一个统一、有机的整体运行系统。其显著优势在于可实现全面控制数量较多的交叉路口城市交通，同时还可实现数据的整合采集、类比分析等工作。多综合智能管控体系，再次细分，主要分为路段智能体、区域智能体两大一级模块，如下：

（1）路段智能体：其主要作用在于实时更新单个路段的流量，也对于相连带的信口接口提供交通流数据，继而对不同路段所采集的信息进行同步交换。实际控制工作中，综合智能体系也称之为区域智能体系，主要功能输出点在于交通信息与信号控制数据的采集，同时还能根据交通流量情况，对路段各信号予以同步调控，独立制定对应的控制策略，再将交通管理现实需求与控制结果传输至上级决策层。

（2）区域智能体：主要作用输出点在于路段智能体与中央管理智能体之间。其显著优势在于可根据路网结构与交通检测等因素，对整个交通路网的运行情况进行有效管控，进行科学、合理、切实的评估。另外，路口级的信号控制，主要是将路口的交通信息与信号及时上传到一级控制层面，而后上层指令予以相应的信号反馈。实时控制中若某个路段的交通网络产生交通紧张等问题，其区域控制即会同步输出对应的提示与协调指令，及时进予以调节，继而有效消解交通紧张问题。区域控制的主要功能是传递区域内的交通流信息，若某区域内产生大量拥挤路段，则需要第一时间调控区域内信号的配时，引导车流，予以疏通。

三、结语

城市智能交通控制系统的应用，是促进我国社会经济发展、提升城市管理水平的重要支撑点。城市智能化控制系统的特征在于连带范围较广、应用的现实需求较大，加之现阶段人工智能技术的深度融合，有效缓解了我国城市交通运输的困境，有效提升城市中各个交通管理部门开展工作的协同性，继而更深入的促进交通管理的远程智能化控制，不断提升城市交通运输管理实效性。同时，还应当为城市智能交通控制系统进行不断的创新，首先是加大系统设计的研发力度，结合互联网与物联网技术的多向连接方式，而建立系统更加全面、完善的智能交通综合控制管理体系，设计可行性高、高效运行的城市智能控制系统。如此，才能切实缓解城市交通运输及其管理压力，提高我国城市道路交通管控水平。

参考文献：

[1]曾联进.基于大数据的城市智能交通系统设计研究[J].智库时代,2019(35):281-282.

[2]王志国.智能交通控制系统在交通工程领域中的应用[J].交通世界,2019(19):16-17.

[3]何清.浅析大数据在智能交通出行中的应用[J].智能城市,2019,5(14):9-10.