智慧交通在城市交通管理中的应用研究分析
智慧交通在城市交通管理中的应用研究分析
随着城市化进程的加速和机动车保有量的持续增长，城市交通拥堵和事故频发等问题日益凸显。智慧交通作为智能交通系统的核心组成部分，通过集成先进的信息技术和数据通信技术等，为提升城市交通系统的运行效率和安全性提供了保证。本文将探讨智慧交通在城市交通管理中的关键技术和应用，为构建更加绿色、高效的城市交通体系提供理论参考和实践指导。
0 引言
随着全球城市化进程的快速发展，城市人口规模急剧膨胀，机动车保有量持续攀升，这一趋势在给城市经济带来活力的同时，也给当前的道路交通体系带来了前所未有的挑战。因此，探索并实践一种更加高效、绿色、安全的城市交通管理模式，成为当前城市管理的重要课题。近年来随着智慧城市建设的推进，智慧基础设施建设和智能化信息技术应用逐步成为城市建设的趋势，而智慧交通便是智慧城市建设内容里至关重要的组成部分，其作为智能交通系统（ITS）的高级阶段，正是在这一背景下应运而生并迅速发展的[1]。它充分利用了现代信息技术、数据通信技术和控制技术等领域的最新成果，实现了交通资源的优化配置和高效利用，有效缓解了城市交通拥堵，提高了交通安全水平，为城市的可持续发展提供了有力支撑[2-3]。
1 智慧交通关键技术
1.1 物联网技术
物联网技术是一种通过信息传感设备如传感器、RFID、全球定位等，按照约定的协议，将交通系统中的各种设施、车辆和行人等接入互联网，实现物与物、人与物之间的信息交换和智能化管理，5G物联网架构如图1所示。在智慧交通中，物联网技术能够实时地监控交通流量和路况信息，进行智能调度和路线规划，为人们的出行提供更加便捷、安全、高效的服务。
利用物联网技术对交通数据进行实时处理和分析，能够帮助交通管理者作出明智的调度决策[4]。在智慧交通系统中，需要关注的交通数据主要包含以下几种：
（1）在车辆速度数据中，平均速度Vavg可以用来衡量车辆的整体流动效率，计算公式为：
Vavg= 1 N ∑ N i=1Vi（t） （1）
式中：N——采样车辆数（个）；Vi（t）——第i辆车在时间t的速度（m/s）。
（2）在路况信息数据中，事件影响程度E能够帮助交通管理者及时制定应对措施，以减少交通拥堵，计算公式如下：
E=∑ xϵΩI（t，x）·W（x） （2）
式中：Ω——事件发生区域；W（x）——地点x的权重，I（t，x）——包括路面障碍物、事故现场、施工警告等突发状况，二值函数I=1表示存在影响交通的事件，I=0表示正常。
（3）在驾驶员行为数据中，通过构建行为风险评分R对驾驶员行为数据进行量化，能够减少交通事故的发生，计算公式为：
R=∑ d wd·Bd（t，x） （3）
式中：d——驾驶行为的种类；wd——行为d的风险权重；Bd（t，x）包括从平稳驾驶到危险操作的一系列行为表现。
1.2 大数据与云计算
大数据技术是将从各类交通设备和传感器上收集来的大量实时数据，如交通流量、车辆行驶轨迹和路况信息等进行整合汇总，并研究分析的一种技术体系。云计算技术具有强大的计算能力和存储能力，能够对大数据技术所采集的大量交通数据进行快速处理和分析，为大数据技术提供强大的支撑。通过云计算平台，完成交通数据的处理和分析后，智慧交通系统才能进行实时响应和智能决策。智慧交通大数据中心是智慧交通的大脑，它主要负责乘客、票务、行业等数据的存储，在大数据与云计算的基础上，所构建的智慧交通综合管理信息服务平台具体如图2所示。
1.3 人工智能技术
人工智能技术[5]通过深度融合大数据、物联网、云计算等前沿科技，实现了对交通系统的全面智能化升级。在智慧交通中，该技术能够智能感知交通流量、路况变化及车辆行为，运用机器学习、深度学习等算法，对海量交通数据进行实时分析与处理。此外，人工智能技术还广泛应用于智能驾驶辅助系统、智能交通管制中心及交通安检等领域。具体如表1所示。
2 智慧交通在城市交通管理中的应用
2.1 智能信号控制
智能信号控制系统能够对道路交通流量、车辆行驶速度以及路口等待时间等进行实时的监测，并利用人工智能技术、大数据分析技术和物联网技术对出现问题的地方进行动态优化调整。智能信号控制能够与公共交通系统、停车管理系统等协同合作，优化协调城市交通资源的合理配置。常见的智能信号控制器工作流程如图3所示。
2.2 实时监测与数据分析
通过对数据的实时监测和分析，能够提高城市交通运行的效率，有效地缓解交通压力，优化交通资源配置等。例如：通过分析交通流量数据，可以动态调整信号灯配时，实现智能信号控制；通过预警系统，可以及时发现并处理交通事故和道路拥堵，提高应急响应能力。
2.3 交通信息发布与诱导
交通信息发布与诱导是通过智能化的手段，向驾驶员和交通参与者实时、准确地提供路况信息、交通管制措施以及最佳行驶路线建议的系统。通过将多元动态的交通流信息进行融合，构建出交通动态信息实时诱导发布系统，具体结构如图4所示。
2.4 公共交通系统优化
城市公共交通系统的优化与改进，是提高城市交通效率，改善居民生活品质的关键措施。通过加强线路规划与管理、提升车辆管理与维护水平和利用智能技术优化服务等，能够有效改善公共交通系统的服务质量。通过对实时监测与数据分析的应用领域进行归纳总结，具体如表2所示。
2.5 智慧停车与出行服务
智慧停车与出行服务通过集成无线通信技术、移动终端技术和GPS定位技术等，实现了停车位的智能搜索、预订、导航与支付，提高了停车效率与资源利用率。同时，它也促进了出行服务的多元化发展，如提供共享单车、公共租赁汽车等低碳出行的方式。在此基础上建立的智能停车场管理系统，其具体结构如图5所示。
3 结语
综上所述，该文对智慧交通在城市交通管理中的应用进行了研究分析，揭示了智慧交通在现代城市交通管理中的重要性和潜力。随着信息技术的飞速发展，智慧交通系统的上限也随之提高，其高度的集成性、智能化和动态调控能力是传统交通管理系统所不具备的，智慧交通系统的广泛应用能够为缓解城市交通拥堵和预防交通事故等方面提供更为有效的解决方案。因此，加强智慧交通基础设施的建设以及对智慧交通技术的研发探索，加快其在城市交通管理中的广泛应用，对于缓解城市交通压力、提高城市竞争力具有重要作用。
参考文献
[1]李潇.城市智慧交通建设问题及对策研究[D].青岛：青岛大学，2021.
[2]郭洁.智慧城市建设对城市交通拥堵改善的影响研究[D].成都：电子科技大学，2020.
[3]司洁.城市交通管理在智慧城市建设中的重要性探讨[J].商，2015（43）： 245.
[4]闻天，李光燕，高强.物联网边缘计算在智慧交通系统实时数据分析与优化中的应用 [J]. 集成电路应用，2024（6）：229.
[5]周锐鑫.人工智能技术在城市智慧交通管理中的应用展望[J].信息记录材料，2020（5）：1-3.