智慧交通在城市交通管理中的應用研究分析

摘要 隨著城市化進程的加速和機動車保有量的持續增長，城市交通擁堵和事故頻發等問題日益凸顯，傳統的道路交通系統已難以適應交通量增長所帶來的交通管理壓力，亟須轉變當前道路交通系統的建設和管理模式，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的核心組成部分，通過集成先進的信息技術和數據通信技術等，為提升城市交通系統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鍵技術和應用，為構建更加綠色、高效的城市交通體系提供理論參考和實踐指導，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。

關鍵詞 智慧交通；城市交通管理；關鍵技術；實際應用

中圖分類號 U495 文獻標識碼 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展，城市人口規模急劇膨脹，機動車保有量持續攀升，這一趨勢在給城市經濟帶來活力的同時，也給當前的道路交通體系帶來了前所未有的挑戰。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，成為當前城市管理的重要課題。近年來隨著智慧城市建設的推進，智慧基礎設施建設和智能化信息技術應用逐步成為城市建設的趨勢，而智慧交通便是智慧城市建設內容里至關重要的組成部分，其作為智能交通系統（ITS）的高級階段，正是在這一背景下應運而生并迅速發展的[1]。它充分利用了現代信息技術、數據通信技術和控制技術等領域的最新成果，實現了交通資源的優化配置和高效利用，有效緩解了城市交通擁堵，提高了交通安全水平，為城市的可持續發展提供了有力支撐[2-3]。

1 智慧交通關鍵技術

1.1 物聯網技術

物聯網技術是一種通過信息傳感設備如傳感器、RFID、全球定位等，按照約定的協議，將交通系統中的各種設施、車輛和行人等接入互聯網，實現物與物、人與物之間的信息交換和智能化管理，5G物聯網架構如圖1所示。在智慧交通中，物聯網技術能夠實時地監控交通流量和路況信息，進行智能調度和路線規劃，為人們的出行提供更加便捷、安全、高效的服務。

利用物聯網技術對交通數據進行實時處理和分析，能夠幫助交通管理者作出明智的調度決策[4]。在智慧交通系統中，需要關注的交通數據主要包含以下幾種：

（1）在車輛速度數據中，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（個）；Vi（t）——第i輛車在時間t的速度（m/s）。

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

E=∑ x?ΩI（t，x）·W（x） （2）

式中：Ω——事件發生區域；W（x）——地點x的權重，I（t，x）——包括路面障礙物、事故現場、施工警告等突發狀況，二值函數I=1表示存在影響交通的事件，I=0表示正常。

（3）在駕駛員行為數據中，通過構建行為風險評分R對駕駛員行為數據進行量化，能夠減少交通事故的發生，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的風險權重；Bd（t，x）包括從平穩駕駛到危險操作的一系列行為表現。

1.2 大數據與云計算

大數據技術是將從各類交通設備和傳感器上收集來的大量實時數據，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體系。云計算技術具有強大的計算能力和存儲能力，能夠對大數據技術所采集的大量交通數據進行快速處理和分析，為大數據技術提供強大的支撐。通過云計算平臺，完成交通數據的處理和分析后，智慧交通系統才能進行實時響應和智能決策。智慧交通大數據中心是智慧交通的大腦，它主要負責乘客、票務、行業等數據的存儲，在大數據與云計算的基礎上，所構建的智慧交通綜合管理信息服務平臺具體如圖2所示。

1.3 人工智能技術

人工智能技術[5]通過深度融合大數據、物聯網、云計算等前沿科技，實現了對交通系統的全面智能化升級。在智慧交通中，該技術能夠智能感知交通流量、路況變化及車輛行為，運用機器學習、深度學習等算法，對海量交通數據進行實時分析與處理。此外，人工智能技術還廣泛應用于智能駕駛輔助系統、智能交通管制中心及交通安檢等領域。具體如表1所示。

2 智慧交通在城市交通管理中的應用

2.1 智能信號控制

智能信號控制系統能夠對道路交通流量、車輛行駛速度以及路口等待時間等進行實時的監測，并利用人工智能技術、大數據分析技術和物聯網技術對出現問題的地方進行動態優化調整。智能信號控制能夠與公共交通系統、停車管理系統等協同合作，優化協調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 實時監測與數據分析

通過對數據的實時監測和分析，能夠提高城市交通運行的效率，有效地緩解交通壓力，優化交通資源配置等。例如：通過分析交通流量數據，可以動態調整信號燈配時，實現智能信號控制；通過預警系統，可以及時發現并處理交通事故和道路擁堵，提高應急響應能力。

2.3 交通信息發布與誘導

交通信息發布與誘導是通過智能化的手段，向駕駛員和交通參與者實時、準確地提供路況信息、交通管制措施以及最佳行駛路線建議的系統。通過將多元動態的交通流信息進行融合，構建出交通動態信息實時誘導發布系統，具體結構如圖4所示。

2.4 公共交通系統優化

城市公共交通系統的優化與改進，是提高城市交通效率，改善居民生活品質的關鍵措施。通過加強線路規劃與管理、提升車輛管理與維護水平和利用智能技術優化服務等，能夠有效改善公共交通系統的服務質量。通過對實時監測與數據分析的應用領域進行歸納總結，具體如表2所示。

2.5 智慧停車與出行服務

智慧停車與出行服務通過集成無線通信技術、移動終端技術和GPS定位技術等，實現了停車位的智能搜索、預訂、導航與支付，提高了停車效率與資源利用率。同時，它也促進了出行服務的多元化發展，如提供共享單車、公共租賃汽車等低碳出行的方式。在此基礎上建立的智能停車場管理系統，其具體結構如圖5所示。

3 結語

綜上所述，該文對智慧交通在城市交通管理中的應用進行了研究分析，揭示了智慧交通在現代城市交通管理中的重要性和潛力。隨著信息技術的飛速發展，智慧交通系統的上限也隨之提高，其高度的集成性、智能化和動態調控能力是傳統交通管理系統所不具備的，智慧交通系統的廣泛應用能夠為緩解城市交通擁堵和預防交通事故等方面提供更為有效的解決方案。因此，加強智慧交通基礎設施的建設以及對智慧交通技術的研發探索，加快其在城市交通管理中的廣泛應用，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

[1]李瀟.城市智慧交通建設問題及對策研究[D].青島：青島大學，2021.

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

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

[4]聞天，李光燕，高強.物聯網邊緣計算在智慧交通系統實時數據分析與優化中的應用 [J]. 集成電路應用，2024（6）：229.

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