智慧城市理念對城市交通規劃的影響

摘要 文章從“大數據技術驅動”“智慧管理”兩個角度分析了智慧城市理念對城市交通規劃影響的場景，其中“大數據技術驅動”角度包括交通流量分析與預測、智能交通調度、路網優化規劃、公交站點優化規劃；“智慧管理”角度包括強化頂層設計、保障智慧交通基礎設施建設、完善智慧交通數據共享機制、推進智慧交通管理人才培養，并通過引入上海市嘉定區智慧道路升級改造工程項目案例予以輔證，旨在為城市交通規劃和管理提供參考建議。

關鍵詞 智慧城市；城市交通規劃；交通流量分析

中圖分類號 TU984 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）16-0010-03

0 引言

隨著我國城市化進程不斷推進，交通擁堵、環境污染及能源消耗等問題嚴重影響居民的生活質量及城市經濟發展，為解決這些問題，智慧城市理念應運而生。城市交通規劃作為城市發展的重要組成部分，與智慧城市理念密切相關。該文基于“大數據技術驅動”“智慧管理”兩個角度，結合多個城市智慧交通規劃現狀，分析智慧城市理念對城市交通規劃產生影響的具體場景，并引入實際案例說明，以期為當下城市交通規劃與管理提供可借鑒的思路，促進城市可持續發展。

1 智慧城市理念對城市交通規劃的指導作用

1.1 目標與原則

（1）目標。智慧城市理念下，城市交通規劃的目標不再是簡單地“滿足公眾出行需求”，而是轉變為“高效交通運行、便捷交通出行、智慧交通服務、綠色交通生態”。

（2）原則。1）數據驅動原則：運用數據挖掘技術實時收集、整合、分析多維度的城市交通數據，建立預測模型，制定基于數據的交通規劃方案；2）智能化原則：運用人工智能、機器學習等創新技術實現交通規劃要素之間的信息交互，提升城市交通系統的智能化程度；3）綠色環保原則：智慧城市理念強調可持續發展，在城市交通規劃上應注重碳排放量，降低對環境的負面影響；4）人性化原則：基于以人為本的核心思想，為公眾提供便捷安全的出行服務，提升公眾出行的體驗滿意度。

1.2 技術與方法

智慧城市理念要求城市交通規劃技術與方法更具復合性、創新性，主要表現為3S（GPS、GIS、RS）技術與大數據技術之間的融合。

（1）全球定位系統（GPS）與大數據技術的融合。GPS技術主要用于獲取地理位置、速度和時間等信息。在城市交通規劃中，GPS技術能夠實時監測車輛位置、行駛速度以及行駛軌跡，為出行公眾以及交通管理部門提供精準的數據支持。

（2）地理信息系統（GIS）與大數據技術的融合。GIS技術主要用于集成、查詢、分析及可視化多維空間數據（道路、土地利用、人口等）。在城市交通規劃中，運用GIS技術能夠直觀掌握城市交通網絡、交通設施分布等情況。運用機器學習等技術訓練GIS樣本數據，能夠輔助交通規劃工作者快速評估交通項目特征。

（3）遙感技術（RS）與大數據技術的融合。RS技術主要用于實時監測城市土地利用變化、道路建設狀況等。運用大數據技術對遙感數據展開分析，不僅能夠預測城市交通需求，還可以對交通設施建設效果進行客觀評估，為交通規劃提供有力的實驗依據。

2 智慧城市理念對城市交通規劃影響的場景分析

2.1 “大數據技術驅動”角度

2.1.1 交通流量分析與預測

傳統模式下對城市交通需求的預測通常采用“四階段法”，這種方法耗時耗力，可拓展性較差[1]。在智慧城市理念下，交通需求預測主要采用構建城市交通需求場景庫平臺的方式開展。該平臺采用前后端分離的云架構設計，通過深度學習方法挖掘城市各出行場景中的規律。城市交通規劃人員可以借助平臺實現自定義交通規劃場景，并在每種場景下進行交通需求預測，有效提升交通規劃方案的科學性，減少交通擁堵及事故發生的概率，提高城市交通運行效率。例如，義烏市政府為更好地掌握交通流演變特征，選擇特定交叉口進行交通流量的分析與預測，精準得出高峰時期各進口道的車流通行規律、車流去向分布、出行路徑的起終點時間差等。

2.1.2 智能交通調度

城市交通調度主要依靠信號燈完成，傳統模式下信號燈調度大多依賴于人工經驗及歷史數據，在人流高峰期很難應對實時的交通變化。在智能交通調度體系（如圖1所示）中，能夠集成車輛實時定位、運行狀態、客流趨勢，結合信號燈監測與預測數據，自適應調整信號燈時長，提高調度監控系統對運行狀況的實時掌握與應變能力[2]。例如，湖州市吳興區為解決交通擁堵問題打造了“智慧交通”應用，建立了重點路口全方位感知系統，強化了邊緣計算對路口及干道交通信號燈的實時干預和控制功能。

2.1.3 路網優化規劃

《“十四五”全國城市基礎設施建設規劃》指出，路網總體密度應達到8 km/km2以上。城市路網優化規劃中影響權重較大的因素包括交通網絡、道路布局、交通流量、人流量等，需要綜合這些因素進行仿真模擬，以評估不同規劃方案的可行性以及實施效果。智能城市理念下路網規劃將運用數字孿生技術，能夠提供包括城市交通總體態勢監測、區域交通監測、交通人口分布分析、出行需求分析等多個業務領域的數據，點、線、面交通運行態勢可一屏呈現，優化了城市交通系統的設計。

2.1.4 公交站點優化規劃

城市公共交通樞紐體系中，公交站點是重要組成部分，且公交站點位于地面之上，與道路客流混合在一起，情況較為復雜。智慧城市理念下，公交站點優化規劃也采用仿真模擬技術，真實復現交通樞紐站的內外環境，基于客流統計設備實現客流數據的精準采集，客觀呈現站點的客流熱力，為公交車輛投放、線路規劃提供數據支撐；基于卷積神經網絡的視頻檢測技術和基于特征及IOU結合的SORT追蹤方法，將雷達檢測與視頻檢測結合應用于交通監控系統，能夠提升數據的準確性。例如，南京市以基于車路協同和AI深度應用為核心，打造了首條南京智慧公交全息感知道路，構建了全開放的智能網聯與智慧公交全場景的“智慧出行”創新應用。

2.2 “智慧管理”角度

2.2.1 強化頂層設計

在開展城市交通規劃設計前，交通管理部門應按照城市交通規劃總體設計藍圖，結合智慧城市理念目標與原則，形成“智慧、賦能、生態、服務”的方針戰略。引入先進的數據采集設備和數據挖掘技術，挖掘和分析交通流量、地理特征、居民出行需求、空間結構等相關數據。基于人工智能、機器學習等工具訓練經驗數據，構建預測模型，形成智慧城市交通數據綜合應用平臺，為城市交通規劃提供有力的數據支持。在此基礎上，建立智能化交通規劃模式，結合城市智能化規劃結構，進行路網規劃與優化調整、交通樞紐點分析與規劃、公共交通系統規劃與管理，提高城市交通運行效率，確保城市交通規劃的可持續性。

2.2.2 保障智慧交通基礎設施建設

2023年，住房城鄉建設部頒布了《關于全面推進城市綜合交通體系建設的指導意見》，對實施城市交通基礎設施智能化改造進行了明確規定。多個城市在建設集成多種設備及功能的智慧桿柱、推動智慧城市基礎設施與智能網聯汽車的協同發展、構建城市交通基礎設施感知網絡體系、建設支持多元化應用的智能道路、研發智能道路系統建設及運行狀態監測技術、研發路網運行系統優化技術等方面加大了力度，為智慧交通基礎設施建設提供了重要支撐。在此基礎上，智慧交通基礎設施建設中還應注重深度融合新一代信息技術，包括5G、3S（GPS、GIS、RS）、人工智能、機器學習等先進技術，以提高交通基礎設施的智能化水平。此外，政府部門還應根據當地城市智慧交通發展目標、關鍵技術等，提供政策支持及法律法規體系保障。

2.2.3 完善智慧交通數據共享機制

傳統模式下城市交通規劃與管理對數據分割使用標準有著明確規定，使交通規劃難以實現數據融通。智慧城市理念下的城市交通規劃，擁有的是集成了通信網絡、物聯網、大數據、人工智能、區塊鏈等先進技術與交通運輸深度融合的海量復合性數據資源，因此，相關部門應以城市交通大數據為核心，不斷完善交通運輸數據資源的開放共享機制和交換渠道，制定數據資源開放制度規范，推動條件成熟的數據資源合規開放和共享利用，從而實現交通規劃與治理的聯動。

2.2.4 推進智慧交通規劃管理人才培養

智慧城市理念下的城市交通規劃與管理，具有較強的智能化、信息化與高效化。這種趨勢下，推進智慧交通規劃管理人才培養非常必要，具體包括圖像檢測與識別、計算機視覺、深度學習與機器學習、智能語音識別、交叉口信號控制、公共交通服務系統、管控平臺構建等領域人才。交通管理部門應注重引入技術人才，并基于現有交通規劃管理隊伍進行人工智能基礎、智能交通系統、交通大數據分析等方面的培訓，圍繞交通路況檢測等真實場景，讓培訓對象在實操中掌握關鍵技術在智慧交通行業中的應用。

3 案例應用

3.1 項目概況

該文以上海市嘉定區的裕民南路（城固路—天祝路）智慧道路升級改造工程項目為例，分析智慧城市理念對城市交通規劃的影響及具體應用情況。該項目歷時4個月完成，通過路面規劃鋪裝、智慧交通等手段進一步優化了交通運能，有效提升了道路通行能力。

3.2 規劃內容

3.2.1 智慧綜合桿建設

以項目范圍內裕民南路洪德路路口為例，該項目建設了搭載攝像頭、雷達、信號發射三個類別電子設備的智慧綜合桿（如圖2所示）。這些設備能夠實現實時的數據采集、接收以及信息發布等功能，為道路上的行駛車輛提供超視距感知，降低交通事故、擁堵等的發生概率，甚至能夠滿足無人駕駛對路況的感知需求。

3.2.2 智慧網聯交通體系

以白銀路為例，該項目構建了車、路、云互融互通的智慧網聯交通體系，主要包括三個方面：一是對交通流量、車輛速度、車輛軌跡進行監控與預測時，不僅依靠視頻信號，還采用激光雷達和毫米波雷達與之形成互補；二是在道路旁設置智能機柜，用于對設備捕捉到的數據進行運算，對智能網聯車輛進行發布，輔助其調整優化行駛策略。

3.2.3 智慧交通數字駕駛艙管理系統

該項目還針對交通管理部門設計了智慧交通數字駕駛艙管理系統，依托多種類型的采集設備（如圖3所示），實現道路情況（交叉口信號燈控制、智能網聯車輛軌跡等）的全息采集，并進行可視化展示。交通管理部門可通過電子屏，實時監控交通運行環境，做好智能調度、提前預警、信號燈優化控制等工作，以提升管理效能。

3.3 應用價值

項目完成后，能夠實現智慧管養、高峰通勤、健康診斷、特車先行和低碳引導等智慧化功能，進一步提升嘉定新城的交通治理能力和服務水平。

4 總結

該文首先分析了智慧城市理念對城市交通規劃的指導作用，然后從“大數據技術驅動”“智慧管理”兩個維度分析了智慧城市理念對城市交通規劃影響的場景，最后以上海市嘉定區智慧道路升級改造工程項目為例，闡述了建設內容與應用價值，指出了智慧城市交通規劃能夠有效提升交通治理能力及服務水平等。

參考文獻

[1]崔文博，劉韻.基于國土空間規劃體系的綜合交通規劃適應性改革——以北京市朝陽區為例[J].城市交通，2023（6）： 29-37+71.

[2]劉尹禎.城市交通運輸與景觀規劃設計分析與運用——以宜昌市沙河綜合整治項目為例[J].交通企業管理，2023（5）：60-62.