智慧交通在高速公路中的應用研究

趙東慧

摘? ?要：文章簡單介紹了如何利用大數據、GPS等技術，實現高速公路霧天安全行駛的智能指揮。

關鍵詞：高速公路;交通管理;大數據

隨著社會經濟的快速發展，我國的高速公路已形成了四通八達的快速公路運輸通道，原有的交通管理與規劃模式難以滿足當前復雜的交通需求。交通管理部門需要更先進的舉措來改善交通環境、控制和管理交通流量等問題。大數據技術的出現為交通管理部門打開了新思路，通過對交通流量的監控、交通引導系統以及交通需求預測等，幫助交通部門更好地管理和監控高速公路道理交通流量、安全等問題。

1? ? 相關概念介紹

智慧交通是以智能交通系統（Intelligent Transport System，ITS）為基礎，在交通領域中充分運用物聯網、云計算、互聯網、人工智能、自動控制、移動互聯網等技術，通過高新技術匯集交通信息，對交通管理、交通運輸、公眾出行等交通領域全方面以及交通建設管理全過程進行管控支撐，使交通系統在區域、城市甚至更大的時空范圍具備感知、互聯、分析、預測、控制等能力，以充分保障交通安全、發揮交通基礎設施效能、提升交通系統運行效率和管理水平，為通暢的公眾出行和可持續的經濟發展服務。

智能交通系統是未來交通系統的發展方向，它是將先進的信息技術、數據通信傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統[1]。

2? ? 相關背景介紹

隨著全國高速公路行車里程和車輛數量的迅速增長，行車安全問題日益突出，特別是霧天情況下的行車問題逐漸成為制約高速公路帶來經濟效益的瓶頸。當遇到大霧等惡劣天氣時，高速公路出現通行能力下降、堵塞、封閉現象，甚至會發生車輛連環追尾事故，導致大量財產損失的同時，也造成人員傷亡。因此，大多數高速公路管理部門，采取壓減高速公路運載量的方式避免事故發生。但是耗費大量資金建設的高速公路卻因此不能發揮其功能，對運輸企業的效益、旅客的出行、貨車的及時送達及工商企業的正常生產經營活動都造成了不利的影響。針對這些問題，亟需實現霧天高速公路精細化管理，保障安全通行[2]。

3? ? 系統功能簡述

高速公路霧天智能指揮管理服務項目由霧天行車服務管理中心子系統、霧天上路許可管理子系統、收費站通行子系統、霧天駕駛子系統（即用戶手機APP）4個部分組成。通過與目前已有平臺或系統的對接，獲取必要的信息數據，節省平臺整體建設成本。同時，實現各單位和部門的信息連通，打破“信息孤島”，使得數據互通互用，形成整體的大數據格局，為后續的工作提供必要的數據基礎和應用基礎[3]。

3.1? 總體設計

根據對目前高速霧天行車安全問題的分析，建立高速霧天智能指揮管理服務平臺。以標準為指導、以平臺為基礎、以安全為保障、以數據為核心，綜合利用構件技術，統籌規劃、設計系統框架體系，建設高可用、高可靠、高可控、高內聚、松耦合的宏觀高速霧天智能指揮管理服務平臺的總體體系架構。

3.2? 系統邏輯架構

高速公路霧天智能指揮管理平臺是通過綜合數據管理，收集全國道路貨運車輛公共監管與服務平臺、交通安全綜合服務管理平臺、公安交通集成指揮平臺、高速公路出行信息服務網和當地氣象信息共享平臺的交互數據并匯總，并將數據推送給相應用戶，達到信息認證、數據互通、數據流動和信息收集的效果，從而完成不同用戶順暢交互和信息共享的目標。系統邏輯架構如圖1所示。

3.3? 設計思路

利用現有資源，接入可利用的平臺和設備，通過系統整合、數據互通的方式打破各個部門間的數據壁壘，合理利用云平臺技術、全球定位系統（Global Positioning System，GPS）技術、氣象檢測數據、手機移動APP形成一套全方位、立體、高安全、可追溯的高速公路霧天安全行駛智能指揮管理服務措施，實時監測駕駛人駕駛是否規范，保障霧天行車安全。

3.4? 系統流程及功能

系統的流程主要包含駕駛員登記認證、管理單位審批許可、收費口檢查及放行、路面行駛及提醒、車輛駛離高速5個大流程。

3.4.1? 駕駛員登記認證流程

駕駛員通過用戶APP進行登記和認證。用戶首先需要下載APP進行用戶注冊，填寫必要的個人信息，如姓名、手機號碼、駕駛證號等，并進行注冊手機號的真實性驗證。驗證通過后用戶可自主綁定需要進行霧天行駛許可認證的機動車，通過機動車牌照和注冊時預留的手機號碼進行驗證，即系統會向需要綁定的車輛車主（或企業聯系人）預留的手機號碼發送短信驗證碼，填入正確的驗證碼后即可將當前用戶與車輛綁定。車輛綁定后，用戶可對已綁定車輛進行霧天上路認證的申請，按規定填寫制式表格，提交到高速公路交警認證管理部門進行審批。高速公路交警認證管理部門根據管理政策進行審批，通過后下發霧天高速公路行駛認證證明。

3.4.2? 管理單位審批許可流程

高速公路交警認證管理部門按用戶申請進行許可審批，需要核準兩方面內容：（1）審核車輛定位裝置安裝及認證情況。（2）審核用戶提交的申報資料都符合要求的情況下，審批通過。其中，車輛定位裝置安裝及認證情況通過與全國道路貨運車輛公共監管與服務平臺對接進行獲取。

3.4.3? 收費口檢查及放行流程

當高速公路有霧，且能見度在50 m以上時，高速公路收費口開啟霧天特許車輛放行專道，供獲取霧天許可證明的用戶通行。安裝用戶需在高速收費崗亭使用APP掃描二維碼進行身份認證，認證后，高速收費崗亭工作人員能夠獲取該車信息，同時，獲取該車牌對應的車載衛星定位裝置，北斗衛星導航系統（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）和GPS，即GPS/BDS的位置信息。收費站工作人員根據路況及車輛信息等對車輛流量進行監控及控制。

3.4.4? 路面行駛及提醒流程

用戶通過收費口檢驗，上路行駛過程中需保持手機APP在線，以便接受監督、及時接收路況和超速提醒。路況信息、限速信息和超速提示信息等均通過APP進行語音播報。

車輛在行駛過程中應該按照提示進行駕駛。GPS/BDS發回的實時位置，反映了當前車輛所在的區段，中心平臺將此區段與能見度檢測對應區段相匹配從而獲取相應的限速值，繼而通過APP下發該路段能見度和限速提示。當前方區段能見度發生變化時，用戶可通過GPS/BDS或手機接收到中心發出的語音播報通知，提醒用戶需要根據提示對車速進行相應調整。

3.4.5? 車輛駛離高速流程

當用戶駕車駛離高速公路時，通過閘機識別當前車輛的牌照，中心平臺對該車輛解除高速行駛模式，用戶APP接收到已駛離高速可關閉APP的語音提示。

4? ? 結語

綜上所述，采用大數據、GPS、氣象檢測數據等現代技術，對交通管理、交通運輸、公眾出行等交通領域進行全方位監管，充分保障交通安全，提高交通系統運行效率和管理水平，保障高速公路霧天不封路，減少高速擁堵，降低安全隱患。

[參考文獻]

[1]鄧賢鋒.“智慧城市”評價指標體系研究[J].發展研究，2010（12）：111-116.

[2]何東.智慧城市創新發展模式和策略探討[J].信息通信，2012（1）：265-266.

[3]修文群.數字化城市管理[M].北京：中國人民大學出版社，2011.

Abstract：This paper briefly introduces how to use big data， GPS and other technologies to realize the intelligent command of safe driving in foggy days of expressway.

Key words：highway; traffic management; big data