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中图分类号: U4 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)18-107-3
0 引言
交通作为城市基础设施的重要组成部分,在日常生活中发挥了极为重要的作用,同时,城市交通的发展程度也是一座城市现代化程度体现。城市交通的发展状况直接影响着城市生活、工作效率。
但是,随着经济的快速发展和城市的持续繁荣,使得非农产业向城镇集聚、农村人口向城镇集中,这对原有的城市交通系统造成了巨大压力。当前全国大、中、小城市均面临着不同程度的交通拥堵、交通安全、能源消耗、环境污染等问题,这些问题严重制约着城市的可持续发展,日益严峻的生态和生存环境不断考验着生活在城市的人们。如何缓解并提升城市交通服务水平和服务效率成为关注热点。
1998年原美国副总统戈尔提出“数字地球”从而引发了将其概念应用到“数字城市”的社会信息化运动,2008年,IBM总裁兼首席执行官彭明盛提出了“智慧地球”的概念,引发了世界上国家和地区建设“智慧城市”的建设热潮。
1 智慧交通的特点
智慧交通是在以人为本、可持续发展的理念指导下,将物联网、云计算、大数据、移动互联网等技术为代表的智能传感技术、通信传输技术、数据处理技术和信息网络技术等有效集成,并运用到交通系统中,以提高交通管理服务效率、提升人们的出行体验为目的,以更精确的信息在更广的时空范围内构建的智能化、人性化、立体化的综合交通体系。具有如下特点:
1.1 高效省时
智慧交通通过实时跨网络交通数据分析和预测,避免不必要的时间、能源等浪费,提高车辆的运输效率,使交通流量最大化满足人们的出行需求。
1.2 安全便捷
智慧交通利用物联网等技术,向各交通行驶主体及相关部门提供实时、有效的交通信息,使其避免产生交通事故,防患于未然,力图做到安全出行。通过移动通信提供最佳路线信息和车辆实时运行信息,以及一次性支付各种交通费用,为旅客提供便捷的出行服务,增强旅客体验。
1.3 以人为本
智慧交通面世以来即秉承着以人为本、服务民生、需求引导、开放创新的理念,“智慧”落脚于人们的出行需求得到高水平满足。
1.4 节能环保
新能源汽车等智能应用技术的不断发展,将会大幅度降低碳排放、减少能源消耗和各种污染物的排放,从而提高人们的生活品质。
2 智慧交通的发展现状及趋势
2.1 国外智慧交通发展现状
从西方发达国家的经济发展里程来看,各国交通发展均经历了以下几个阶段:大力增加公路通车/通航里程;提高公路/航道等级;综合运用各种运输方式;从可持续发展的角度去优化各交通运输方式;交通信息化、智能交通/智慧交通。由于智慧交通是近年来才兴起的概念,是智能交通在新时期的趋势和最终目标,因此本文主要以智能交通的发展为主要论述对象。
1995年,日本的通产省、运输省、邮政省、建设省和警察厅五部门制定道路、交通、车辆的信息化方针,拉开了ITS系统研究开发和实施的序幕。日本心交通系统是实现智能交通的关键之一,在“日本ITS框架体系”的指导下,该系统有一个具有高性能的核心性综合交通控制中心和10子系统组成。这些系统包括:公交优先系统、交通信息提供系统、综合智能图像系统、安全驾车辅助系统、行人信息通信系统、紧急车辆优先系统、不停车收费系统、动态车辆导航系统、车辆行驶管理系统等。
英国对智能交通系统的研究一直处于世界前列,其拥有世界最多用户的SCOOT系统一直是智能交通系统的主要组成部分。另外英国交通信息高速公路(Travel Information Highway,TIH)和视频信息高速公路(Video Information Highway ,VIH)是世界领先的交通信息网络平台系统。
2.2 国内智慧交通发展现状
20世纪70年代,我国开始在交通运输和管理中应用电子信息及自动控制技术,并在全国主要的大城市如北京、上海等地使用单点定周期交通信号控制器和线协调交通信号控制系统。20世纪80年代初,我国陆续从国外引进了先进的城市道路交通控制系统,如英国的SCOOT系统、澳大利亚的SCATS系统等。
进入21世纪,随着我国城市道路资源的利用趋于饱和,合理配置交通资源,加大城市智能化交通系统建设,成为各地智力交通问题的首要任务。特别是结合了2008北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会等重大活动的举办需求,实施了国家综合智慧交通技术应用示范等重大项目,并且围绕国家高速公路网不停车收费和服务系统、北京奥运智能交通集成系统、上海世博智能交通技术综合集成系统、广州亚运智能交通综合信息平台系统、远洋船舶与战略物资运送在线智能检测系统五个方面开展了系统的研究,并取得了显著的成果。
科技引领是我国智慧交通的一个重要特点,从“十一五”开始,“863计划”将现代交通技术列为一个单独的领域来开展研究;2011年4月,交通运输部颁布的《交通运输“十二五”发展规划》中明确指出在“十二五”期间要重点研发包括智能车载终端设备、公共交通信息采集监测于服务、运营监管和应急保障等城市智能交通关键技术。2012年国家《交通运输行业智能交通发展战略(2012-2020)》,将智能交通提高国家战略地位,成为我国第一部以政府文件形式的智能交通战略。另据“中国城市智能交通市场研究报告”统计,2008年至2013年期间,城市智能交通复合增长率达到了20.2%,而受益于公安部《道路交通安全“十二五”规划》、《道路交通科技发展“十二五”规划》等多项政策,预计未来10年内智能交通的资金投入将超过1700亿元。
从整体上而言,我国智慧交通未来的发展呈现三大态势:一是城市化进程加快给智慧交通产业创造巨大空间;二是世界智慧交通系统将进入一个创造新一代移动社会的崭新阶段;三是智能交通技术应用方面,利用智慧交通技术来减少交通污染,发展低碳和绿色交通,促进城市交通的可持续发展成为重要方向。
3 智慧交通总体构架
传统智能交通系统包括交通管理系统、交通信息系统、公交信息系统、车辆管理系统、泊车系统、车辆控制系统六大子系统,其核心在于控制,即将控制技术、信息技术、通信技术融入交通领域,形成完整的控制体系。
智慧交通是在智能交通的基础上,融入人的智慧,实施及时、便捷、安全、高效的交通控制。智慧交通的核心在“智慧”,即给交通安装大脑,使之能够及时看到、听到信息,并及时作出反应,从根本上解决城市交通拥堵、资源浪费、安全事故频发、难以实时控制事态等难题,使城市交通发展走上良性发展的轨道。智慧交通系统是将电子、信息、通信、控制、车辆以及机械等技术融于一体,应用于交通领域,并迅速、灵活、正确地理解和提出解决方案,以改善交通状况,使交通发挥最大效能的系统。
智慧交通系统是一个开放的复杂的巨型系统,由许多关系密切的不同领域、不同功能的子系统综合集成。其中,人、车、路和环境是交通的四大基本要素;管理者、行人与驾驶员构成交通中人的要素;公交车、地铁、出租车、自行车、商用车、特种车辆等构成交通工具要素;普通公路、高速公路、轨道、航线、公交站、停车场、综合交通枢纽等构成交通基础设施要素;自然灾害、天气状况等构成交通中的环境要素。这几者之间依靠互联网、物联网、移动互联网等互联构成以车联网为中心的交通信息广泛采集、即时传输的网络,将交通流信息和气象信息等输送到城市交通云中心,利用云计算等新兴技术手段对交通信息进行储存处理,并进一步利用大数据、人工智能等手段对交通数据进行深度处理,将结果输出给公众,向管理者、出行者提供随需而变的服务。最终形成集节能环保、绿色低碳、智能高效于一体的智慧交通体系,涵盖交通管理系统、出行者信息服务系统、车辆运营管理系统、电子收费系统、智能车辆、自动公路、综合运输、紧急事件与安全以及车联网等系统。
4 智慧交通建设内容
智慧交通将先进的信息、控制、计算机技术和交通工程集成,形成各项建设内容,加强人、车、路之间的互联互通,将各种设施单元(车载设备、路侧单元、控制中心)、交通管理部门和出行者集成到一起,为提高运输系统的总体运输效率和安全水平提供基础和手段。
4.1 交通规划与管理
智慧交通在交通管理与规划领域的建设包括三方面,分别为:先进的交通管理系统、交通基础设施智能监控系统、交通运输规划决策支持系统。其中,先进的交通管理系统是重点,交通基础设施智能监控是基础,交通运输规划决策支持系统则属于长期宏观类型的应用。
4.2 出行者信息服务
出行者信息服务领域包含的内容及分类方法较多,从系统建设独立性的角度分析,智慧交通在该领域的建设内容包括三方面:智能车流诱导系统、智能车载导航系统和多渠道信息服务系统。
4.3 车辆运营管理
智慧交通在车辆运营管理领域的建设内容包括:智能公交系统、快速公交运营管理系统、轨道交通运营调度系统、出租车调度管理系统、公共自行车管理系统、智能商用车辆管理系统以及特种车辆运输智能监控系统等。
4.4 电子收费
智能交通在电子收费领域的建设主要体现为不停车收费系统(ETC)和智能停车系统。其中,不停车收费系统是智能交通系统中起步较早、发展较为成熟的建设内容。随着传感器技术和短程物物通信技术的进步,还将衍生出多种其他基于便携终端的自动收费系统。
4.5 智能车辆
智慧交通在智能车辆的建设内容包括智能防撞系统和智能辅助驾驶系统。通过先进的车载电子系统、车载传感系统以及车程无线短程通信系统,实现全方位的车辆避撞功能,包括:纵向防撞、横向防撞、交叉路口防撞以及碰撞前的车辆乘员保护等。
4.6 紧急事件与安全
智慧交通在该领域的建设内容包括事件应急管理系统和紧急救援系统。其中,事件应急管理系统包括事件的预防、事件的检测与确认、事件的鉴别、事件的响应、事后管理、事件的记录等功能。紧急救援系统的主要服务对象包括机动车驾驶员、行人、摩托车驾驶员以及非机动车驾驶员等。
4.7 综合运输
智慧交通在综合运输领域的建设内容主要体现为智能客货综合联运系统。该系统利用部署在货物、车辆上的各种传感与识别技术以及旅客的便携智能终端的能力,结合运输路径所在范围内的实时路况信息,实现客货运信息资源的交换,大幅提升旅客联运服务和货物联运服务中的效率和质量问题。
4.8 自动公路
自动公路系统是智慧交通中最先进的应用领域之一,通过在公路系统上铺设路面磁钉车道,控制中心可直接对每辆智能汽车发出指令,调整其行驶工况。该系统通过与智能车辆系统进行信息交换来检测周围行驶环境的变化情况,达到行车安全和增强道路通行能力的目的。
4.9 汽车移动物联网
汽车移动物联网,简称车联网,是物联网在交通领域的具体应用。在物联网的技术背景下,交通系统中的人、车、路灯组成要素的感知能力将逐渐实现。相当于提供了覆盖率极高的海量信息采集终端和信息终端。在物联网的环境中,以汽车移动计算平台为核心,利用泛在感知能力可以对现有的几乎所有智能交通系统进行升级强化,建设基于物联网的路网车辆状态监控系统、基于物联网的交通控制系统以及基于物联网的信息服务系统等。
5 结语
在信息化浪潮与数据科学崛起的共同推动下,智慧城市在全球范围内成为下一代城市发展的新理念和新实践。智慧交通是智慧城市的重要组成及基础支撑。智慧交通的实现依赖于技术与理念的进步,技术的进步是交通朝纵深、智能的方向发展;技术和理念的提升给交通领域带来了前所未有的延伸拓展空间,不但连通了各种交通方式和交通参与主体,使交通更加高效,而且将交通系统的末端渗透到智慧城市的其他领域,通过便捷的交通吸引大量客流、物流、资金流,给城市医疗、旅游、教育、安防、商业等领域带来巨大活力,极大地开拓城市的发展潜力,而城市的发展也会带来交通领域更大的繁荣,激发出交通领域更多更新的商业模式。
参 考 文 献
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引 言:在城市客运公共交通系统中,城市轨道交通的重要功能定位是高运量骨干运输网,因此,在城市轨道交通突发事件下,如何快速、准确地实施故障处置与救援并维持事件持续期间的运营安全,以尽可能地将突发事件损失降低到最低限度,已成为城市轨道交通运营安全与应急管理领域亟待解决的重大研究课题。
1 城市轨道交通应急调度系统研究现状
城市轨道交通应急调度系统相关的研究内容可以归纳为系统后台技术、系统逻辑与物理架构设计、调度信息终端产品等 3 个方面。
1.1 城市轨道交通应急调度指挥系统后台技术
城市轨道交通应急调度指挥后台系统的主要功能应包括事故故障的类型划分、风险判别及事故故障预警。目前,对运营安全事故的类型划分及危险源的分析集中于重大事故方面,大部分研究停留在理论分析阶段,企业对实际运营事故日志的记录、统计与分析研究尚处于初级阶段。对于事故风险等级的研究,一般采用初步危险分析( PHA)、事故树分析( FTA)、事件树分析( ETA)、运行危险分析,以及潜通电路分析( SCA)、动态事件树法、Petri 网法等分析方法进行风险分级,或从车辆可靠性测试、维修与风险评价、火灾评估、地下结构的风险评价等方面进行安全评估研究。
国内对于事故预警的研究多停留在理论分析阶段,真正能够结合轨道交通运营数据输出预警和防范功能的系统并不多。
1.2 城市轨道交通应急调度系统逻辑物理构架设计与开发
国外轨道交通发达的国家已经充分认识到应急管理的重要性,并已经形成了良好的应急救援管理体制和较为成熟的应急管理辅助系统。国内轨道交通运营企业也逐渐认识到了突发事件管理的重要性,开展了建立专职部门、制定应急处置规范、开发应急管理系统等一系列积极有效的工作。相关文献对国外铁路应急管理体系进行了研究,指出在国外铁路领域,应急救援指挥已成为维持铁路管理能够正常运行的重要支撑体系之一; 相关文献提出建设轨道交通综合运营协调中心( COCC) 和应急处置中心( ETC),负责各种运营状态下的运营指挥协调; 相关文献介绍了城市轨道交通应急指挥体系结构和应急处置工作流程,提出了城市轨道交通应急处置辅助决策系统框架。由分析可见,现有的轨道交通应急处置辅助支持系统无论是理论还是系统开发均存在涉及面广、涉及岗位不明确等问题,针对某一关键岗位,如针对行车调度的突发事件应急处置辅助支持系统的研究和开发极少。
1.3 调度信息终端设备研发
国外的乘客信息系统( PIS) 可以将已知的延误时间、预计到达时间和发车时间等信息提供给列车长和乘客,同时这些数据还可以通过移动终端设备、掌上电脑、手机等进行实时查询。在国内,相关文献提出城市轨道交通应非常注重乘客信息系统的建设。相关文献指出,PIS 中子系统负责的主要业务有: 控制中心负责信息源的采集、接收、处理、分发工作; 网络子系统提供的控制中心负责与各个车站、隧道 AP(无线网络接入点)、列车的网络连通; 车站子系统接收到中心下发到车站的多媒体信息后,由车站服务器进行处理并发送到各个终端控制器。可见,目前城市轨道交通信息的终端产品研发主要面向乘客,调度员为实现运营调整而面向行车值班员和司机的指令主要通过对讲机,缺乏可视设备。
综上所述,目前国内外针对轨道交通突发事件下的应急调度指挥辅助决策系统的理论研究与终端产品研发虽已有成果,但呈现出分散化、局部化的特征,亟需整合与完善。
2 城市轨道交通自动化应急调度系统框架体系设计
城市轨道交通应急调度指挥系统的框架体系设计如图1所示。通过该设计,可实现事故故障类型及风险等级自动判别、事故故障预警、应急调度预案信息化管理等功能。
图 1 城市轨道交通应急调度指挥系统框架体系设计
2.1 城市轨道交通应急调度后台技术研究
城市轨道交通应急调度后台系统的研究是以城市轨道交通事故故障日志资料为基础,运用数据挖掘理论的关联规则算法和聚类分析算法,研究城市轨道交通事故故障类别划分及风险等级智能判定方法; 基于对各类事故故障的发生频次及概率统计,分析辨识高频次、高风险等级事故故障,建立高频高危故障数据库; 针对高频高危数据库,研究不同类型等级的城市轨道交通应急调度预案信息化管理技术和面向调度管理人员的城市轨道交通事故故障预警技术,从事前防控和事后处置 2 个层面提高城市轨道交通应急调度的安全和效率。
2.2 城市轨道交通应急调度软件系统设计与开发
轨道交通进入网络化运营阶段后,对城市轨道交通应急调度事故故障信息管理系统的自学习能力提出了巨大需求。一方面,行车调度员的培养需要一个较长的周期,目前行车调度员的质量和数量都不能满足快速发展的城市轨道交通系统的需求; 另一方面,各条线路因建设施工和系统设备等方面的差异,导致在历史事故故障、主要或重大事故故障及潜在风险源等方面存在信息差异。因此,传统单一、静态的事故故障信息管理系统已无法满足对应急调度安全和效率的需求,需要管理系统通过日常操作案例来获取老调度人员的丰富经验、各线事故故障特有属性等知识和规则,使系统具备自适应学习能力,从而很好地满足大量新调度人员自主学习和各线个性化事故故障管理的需求。
2.3 城市轨道交通应急调度硬件体系架构及终端产品研发
针对城市轨道交通应急调度系统的功能实现,分网络层、线路层和车站层设计城市轨道交通应急调度硬件体系原型构架。在此基础上研发具有调度命令管理、故障处置提示与监控、电子签名及打印功能的智能调度手持终端。
3 结束语
总之,目前的应急调度指挥模式由“人工”向“自动化”的转变不可避免。本文从理论与实践的层面总结与分析城市轨道交通应急调度现状流程、问题及发展需求,在此基础上设计城市轨道交通自动化应急调度指挥系统的软、硬件框架结构,为下一步系统的开发和实现提供理论思路与方法依据。
参考文献:
0 引 言
根据IBM的《全球交通痛苦指数报告》,北京以99分的高分成为全球出行最痛苦的城市;美国每年在交通拥堵上的经济损失高达数百亿美元;车辆正常行驶时的尾气排放量仅为堵车时不熄火的1/20;在未来的几十年里,全球将有一半以上的人口居住在城市里,届时交通压力将成为一项巨大的挑战。
上述现象都是传统交通无法避免且亟需解决的问题。“互联网+交通”的思维将是解决传统交通弊端的突破口。国内智慧交通建设仍处在起步阶段,在技术层面、体制层面都有待突破,寻求一种有效合理并符合我国交通现状的智慧交通建设发展模式,是我国建设发展智慧交通成败的关键。
1 智慧交通的内涵
智慧交通在处理交通数据,作出决策方面则是更少的或者无人工参与。从智能到智慧,交通系统正逐步走向像人一样思考、分析的过程。这里所指的像人一样思考,不仅包含着交通系统对已有资源的感知、融合、分析、集成、表达和创新,也包含着由交通系统与其使用者之间的交互沟通所带来的新思考和新发现。大数据、云计算、物联网等技术的出现和成熟为现代交通系统从智能化逐步向智慧化转变提供了保障。
物联网技术将交通基本要素通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换、通讯、汇聚和,实现了对交通要素的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
智慧交通可定义为:基于智能交通系统实现对交通运输体系中各种要素(包括人、车、路、环境)的全面感知、协同运行、高效服务和可持续发展,集成物联网、大数据和云计算等新一代信息技术,结合人工智能、知识工程技术等实现具有一定组织能力、判断能力和创新能力的更加高效和敏捷的交通运输系统。自动驾驶、无人驾驶在将来有极大的可能性通过智慧交通系统实现。
2 国内智慧交通建设现状
我国大部分城市的智慧交通建设处在感知交通运输体系中各种要素的初级阶段,且大部分是通过视频摄像头实现对交通信息的采集,无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术应用较少,在交通信息共享、信息处理,反馈决策等方面还是短板,基于物联网的智慧交通系统运营更是少见。
我国智能交通在信息采集、交通设施控制、行车管理和停车管理等方面均已建成了相应系统。贵阳市通过建设、安装大量视频摄像头、卡口及电警交通数据管理与分析设备,提高道路的交通管理水平、规范道路交通秩序及道路交通管理。
截至2013年8月7日,大连市在经常出现交通拥堵的路段处设立交通信息显示屏,通过文字、路线图指明前方道路信息状态,驾驶员可据此及时调整路线,避开车流拥挤的路段,更顺畅地出行。江西省上饶市在2015年启用智能化电子公交站牌,乘客通过智能化电子公交站牌可以随时掌握公交车辆运行动态信息。温州市则通过整合、提升与改造原有信息资源和服务平台的基础上,建设完成交通信息服务平台,依托该平台,可用网站、手机及其二维码查询路况信息。
江苏省南通市在采用监控的基础上还对车辆进行GPS信息定位,并将南通市的交通资源信息汇集成统一的GIS地图。在此基础上,面向公众出行需求,市交通局开发了“出行管家”“畅行南通”等手机APP软件,为市民提供交通信息实时查询、实时节点视频、出行计划、线上订票和旅游信息查询等服务。
上述城市智能交通建设现状是我国建设智慧交通的一个缩影,实现了交通状况的信息化、可视化,有的也引入“互联网+”概念。随着城市化进程加快,车辆数量逐年增加,智能交通无法从根本上解决传统交通带来的问题,而智慧交通是解决传统交通弊端的有效途径。智慧交通的核心是交通,交通的核心是出行,各城市建设智能交通各自为政,容易形成信息孤岛,对我国智慧交通建设具有局限性,确定统一的建设模式是我国建立智慧交通系统的当务之急。
3 加快我国智慧交通建设的几点建议
3.1 在技术层面突破,减少人工参与
我国想要建设成熟的智慧交通系统,就要在交通数据处理和决策反馈环节的技术方面有所突破,智慧交通系统最终要实现动态决策来满足人们的出行便利需求。交通变化莫测,将海量交通信息数据交给人工智能处理,并及时反馈,这可以弥补智能交通人工参与决策的不足。此外,路口的交通信号灯的时间间隔也可根据路况信息数据的处理结果实现动态控制。
3.2 在体制层面突破
智慧交通系统是一个非常复杂的系统,我国智慧交通建设存在缺乏顶层规划、标准不统一等问题。智慧交通建设涉及交通部门以外的多个部门,各部门间达成协同是日后智慧交通系统建设发展的关键。
3.3 政府助力,推进智慧交通产业发展
中图分类号:T311.52
智慧交通系统是在综合分析机动车交通诱导水平不高、城市交通拥堵、交通设施管理水平较低、停车设施供需不平衡、路面及桥梁检测力度不足等问题基础上,通过安置路面固定传感网节点及车载移动传感网节点,利用智能交通业务应用系统对智能交通运输物联网信息进行有效分析和处理,以形成全面互联的交通要素感知网络,提供更优化、更准确、更人性的公众信息服务模式,从而构建和谐智慧的交通出行环境。
1 中国城市智慧交通现状分析
自90年代国内首次提出构建智能交通系统,我国各城市相继建设了公交调度系统、交通流采集系统、地理信息系统、信号控制系统、接处警系统及视频监控系统等智能交通系统。此类系统均能单独开展工作,较大程度的改善了我国城市状况。然而因顶层设计及整体性规划缺陷,不同交通部门分管的多个交通系统间常常存在着自成体系、业务协调性差,信息共享困难等问题,所以如何构架更加完善、信息化及智能化程度高的智能交通系统成为各大城市交通部门日益面临的重要问题。随着云计算、物联网及现代通讯技术的发展,在数字化空间数据库系统上,构件城市智慧交通系统以快捷服务于居民出行,控制突发事件发展,已逐渐纳入到城市发展规划过程中。[1]
2 智慧交通系统框架及设计流程
2.1 智慧交通系统框架
从技术角度来说,智慧交通系统主要包括通讯系统、信息基础设施与应用系统三部分;从物理层面上分析,智慧交通系统是云计算、互联网、物联网相互配合的信息系统。(1)通讯基础设施,其主要包括云计算服务器及网络基础设施两部分。云计算服务器是系统进行信息计算与处理的设备,其利用在交通设施上安置的传感器实时获取交通信息,并对数据信息整合处理以更新基础信息数据库;服务器还用于接收用户指令,对知识库与人工智能数学模型、专家系统及交通模型库进行调用及开展数据挖掘,然后通过网络基础设施将运算结果嵌入到交通设施控制器上;网络基础设施是智慧交通系统工作的网络基础及安全物理通道,其利用无线通信网络及有线通信网络完成信息共享及交流过程。(2)信息基础设施是专家系统、基础信息数据库、人工智能和知识库、交通模型库的总称,其是一个多时态、多数据源、多尺度的数据集合,能完整描述城市自然社会形态地物地貌信息。(3)应用系统是智慧交通系统运行的关键所在,其利用人与城市交通设施的信息交流,以改善城市交通管理水平与运行质量,充分满足居民的出行需要,主要包括交通设施控制与交通现状系统、信息采集系统、停车管理系统、行车管理系统四个部分。
2.2 智慧交通系统设计流程
(1)需求分析:根据智慧交通系统设计目标,结合当前交通设施,按需设定相应的软硬件平台,并同数字空间数据库相结合,按照系统所需数据结构及数据类型制定城市智慧交通系统数据库;(2)采用智能化技术开展城市区域分时段交通现状分析,形成城市交通现状流量分时数据库,并实施停车场数据库调查,形成城市停车场数据库;(3)综合选用系统最优计算手段进行系统开发、运行测试及投入运行;(4)做好网络基础设施建设,以实现交通现状流量数据库的实时更新、传感器信息采集的实时传输、交通设施的有效控制;加强网络平台构建,以实现第三方应用软件访问共享及系统数据信息实时。[2]
3 智慧交通系统关键技术应用
3.1 最短路径计算法
最短路径算法是智能交通系统进行网络分析及路径规划的关键,其有效算法的应用可改善系统分析效率。当前因待处理道路网络数据规模不断扩大,使得大量加速技术应用到大规模道路网络数据的最短路径查询中,如由谷歌基金支持的KIT大学研究出的压缩分层算法,其依据道网路的拓扑性质在道路网络基础上压缩形成多层网络拓扑,由此改善查询效率。
3.2 交通网络决策
交通网络智慧决策过程分析是智慧交通系统智慧化的重要体现,其能依据动态交通状况数据为出行信息提供指导。利用交通流量分布优化、监测及监控技术对交通监控系统、信息网络系统及公安系统进一步完善,以完成交通信号灯的智慧控制过程。在动态监控交通拥堵并提供疏堵方案时,交通网络决策分析需综合历史道路数据、道路数据库及社会数据等以提升系统决策水平;在信号灯控制时,通过设置智能信号灯,在相应路面位置安置感应线圈,其会依据车道上车辆多少状况将信息反馈到信号灯中,由此信号灯会自行选择红绿灯状态。
3.3 大数据分析
随着城市进程加剧、交通设施规模的不断扩大,机动车数量与日俱增的同时交通污染、交通拥堵、交通事故等矛盾问题越来越多。智慧交通系统解决此类问题的基础便是能准确、及时获取交通数据,而数据信息的获取则必须依靠大数据技术作为支撑。
因物联网技术的快速发展,感应线圈、摄像头、传感器、等在交通行业的大范围应用,使得大量数据信息需要进行处理。智慧交通系统的大数据分析技术可对天气数据、道路传感器数据、拥堵数据、GPS数据等多源数据进行分析,以评估点到点的耗时、对交通条件智慧识别、提供替代路径方案等,从而大幅度改善交通拥堵与交通流状况,提高车辆运行的安全性。
物联网技术的应用,使得新型数据库系统不断发展,当前采用的NoSQL数据库管理系统主要包括文档存储型数据库、键-值存储、图形数据库、BigTable等部分。
3.4 二三维一体化
采用二三维一体化技术体系,可有效保护用户正在使用的信息资源,二维数据能够在三维场景中显示,三维数据同时也可以在二维地图中进行加载。采用二三维一体化快速建模技术,可迅速提高二维数据向二维模型转化的效率。随着导航技术与对地观测技术的应用,室外平面导航逐渐向室内立体导航转化,利用二三维一体化技术,可大幅度提高导航定位及位置服务的水平。[3]
4 智慧交通系统未来展望
在云计算技术、物联网技术及现代通讯技术应用水平不断成熟的发展状态下,智慧交通的未来发展重点将主要集中在以下几个方面:(1)将云计算与信息存储及处理平台不断融合,利用云计算技术处理优势,使数据分析更加“智慧化”;(2)车辆身份识别系统的应用及研究,主要表现在给现有车辆设置“身份证”,通过身份证将车辆位置信息及车况条件等实时传输到智慧交通系统中;(3)交通信息与服务平台分析及应用,以增强交通服务的时效性和服务领域的开拓性;(4)交通信息采集技术的分析及应用,主要表现在将物联网技术广泛应用到信息采集设备中。
5 结束语
智慧交通系统的应用水平将直接关系着现代城市交通系统的运行质量及居民出行安全性,因此,相关技术与设计人员应加强有关智慧交通系统设计与实现研究,总结智慧交通系统顶层与整体设计方式及关键技术措施应用,以逐步改善智慧交通系统的应用质量。
参考文献:
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目前,全球都努力打造智慧城市,智慧城市已成为全球城市发展的新趋势。城市规划作为城市建设发展的指导方向和重要依据,应将智慧城市概念融入具体的规划策略当中,指引下一阶段城市建设和管理工作的开展。本文以某智慧新城控制性详细规划为例,探索智慧城市规划中相关要点。
1 智慧城市的定义
"智慧城市"是指基于物联网、云计算等新一代信息通信技术,充分运用信息和通信技术手段,感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、城市服务、工商业活动在内的各种需求作出智能的响应,为人类创造更美好的生活",这实际上就是利用先进的信息技术实现对城市智慧式的管理和运营。
2 智慧城市规划的实践创新
2.1 智慧发展理念融入城市规划体系
目前,我国城市规划体系主要包括战略规划、总体规划、分区规划和详细规划等方面, 可以将智慧发展的理念融入到不同层面的规划,构建智慧城市的规划体系。在城市战略规划中,在对城市社会经济发展条件和外部环境变化客观分析的基础上,研究智慧城市建设的可行性、建设重点以及智慧城市的顶层设计。总体规划层面,确立智慧城市建设目标与规模、落 实智慧生产、智慧生活、智慧生态等空间布局,按照"宜居城市"、"生态低碳城市"、"可持续发展城市"等要求,进行基础设施、公共服务设施和智慧产业等专项规划,并且与城市总体空间布局、社会文化、自然生态等相协调,最大限度满足居民的实际社会生活需要;按照 因地制宜、技术适用的原则进行智慧城市的近期建设规划。
2.2 智慧城市协同规划设计
智慧城市建设,涉及到数据与信息平台、资源环境、社会文化、设施布局、空间结构、城市管理等众多内容,以及政府、企业、市民等不同主体,因此需要进行协同规划与设计,实现基础平台共享、不同主体协作规划、多元功能复合、空间融合建设和一体化规划建设管 理。构建城市基础数据和信息平台,满足不同主体的平等使用和信息共享要求。城市社会经济发展中的不同参与者,包括政府、社会、市场间的沟通和协同努力,不同层级、类型的规划之间的合作与协调,以及区域内部不同城市之间、城乡之间的协同互动,将有助于解决制约城市可持续发展的重大结构性问题。城市的重要节点、有线和无线的流动要素,以及不同功能区的空间复合和融合建设,将大大提升城市的运行效率。
2.3 智慧城市规划的创新
智慧城市规划的创新,可以从规划公众参与、基础数据调查与获取手段、城市空间模拟和空间结构优化等方面进行。可以利用社交网络平台(如微博)、电子政务等信息时代的互动平台和智慧城市数据中心,满足城市规划的公众参与要求,进行规划的反馈和评价,增加城市规划的社会透明度。利用大数据应用等技术手段,获取居民活动、交通流量、生态环境等时空间数据,为城市规划提供更加全面、精准的基础数据。同时,通过位置服务LBS、GPS等技术方法对城市系统的时空动态规律进行分析, 尤其是对居民行为的时空分布进行研究, 由物质空间规划转向强调社会生活的综合性空间规划;利用云计算等技术手段,对城市空间布局、空间演变趋势进行模拟与可视化。
3 智慧城市规划实例分析
3.1 城市概况
广东某智慧新城,位于城市中部生态廊道上。规划主将智慧城打造成为智慧产业示范区、智慧城市先行区,实现园区向新城、普通城市向智慧城市转型的目标。结合智慧城市的内涵和发展趋势,从智慧产业、智慧生态、智慧交通和智慧设施四个方面诠释智慧城市在城市规划中的探索实践。
3.2 打造新一代信息产业城市
该智慧新城已初步形成了以南方基地为核心的软件和信息技术产业集群,但产业发展动力有待增强,发展方向也有待进一步明确。因此,应发挥软件园的产业基础作用,增强周边高校的科研能力,实现产学研协同发展,打造全国最高端、以高端软件和新一代信息技术产业为主导的智慧产业集聚园区,见图1。规划以资本、技术为核心,以创新为主导,"升级存量、引入增量";积极融入地区间的竞争,吸引国内外主要"大数据"企业入驻,推动信息产业全面发展,拓展物联网、新一代互联网、移动通信和电子商务等产业。
图1 产城融合整体规划图
3.3 构建复合型产城融合城市模式
规划以组团为单元,构建功能复合的产城融合城市模式,实现职住平衡、配套完善。根据智慧城现状产业发展方向和企业选型,结合现状企业布局,规划将其划分为五个园区,每个园区都是由一个核心主导产业、居住社区、商服中心和湖区构成,人口约为2万~3万。商服中心结合公交站点和湖区布置,满足人们的日常购物、休闲等生活需求。居住社区结合规划区内的城中村改造进行布置,利用城中村富余的居住面积出租给园区企业职工,少量商品住宅可用于出售,这样既能满足科技园居住配套的需求,又能为村民带来一定的经济收入,实现城乡一体化发展。
3.4 打造生态型城市
规划将自然引入城市,让自然环境为城市提供可持续的发展基础,实现生态对城市的哺育和城市对生态的反哺,这主要表现在以下几个方面:1)由廊道和湿地形成雨洪调蓄系统网络,逐级拦蓄、净化雨水,从建筑到建设地块、从地块到水系构建微观生态雨洪管理体系;2)维护和恢复河道的自然形态,贯穿水系,沿河形成绿道,串联起具有滞洪调蓄功能的农田和湿地;3)建立山体之间的生态廊道,建设桥式通道,预留野生动物通道;4)结合生态廊道、游憩线路和开放社区的街道,规划慢行线路,使其成为休闲、通勤的绿色廊道;5)保留良种场现状试验农田和苗圃,作为城市的有机组成部分。
3.5 建立智能、低碳的交通网络
(1)建立公交优先的低碳交通网络。规划倡导公交优先的原则,打造以城市地铁和新型有轨电车为骨干,以常规公交为基础,以公共自行车为辅助的低碳公交网络体系。规划加密新型交通网络,加强与城市轨道交通的衔接,提升中大运量公交服务能力;高标准配套公交换乘系统,提高公共交通服务水平;推广公共自行车系统,结合生态廊道串联各景观节点和交通枢纽,建立自行车网,实现30分钟内自行车可到达各组团内部任一点。
(2)发展智能交通示范区。该城市智能交通指挥中心位于规划区范围内,是根据国际流行的"数据中心"模型设计建成的,已拥有较高水平的智能交通管理和信息共享平台。规划利用指挥中心将智慧新城打造成为智能交通示范区,大力加强城市交通信息基础设施建设,以改善交通行为、缓解交通拥堵为出发点,建成城市交通信息共享交换平台,重点建设交通信号控制系统、智能化交通信号控制系统、实时道路交通信息系统、停车诱导系统和智能化公交信息服务系统五大系统。同时,以交通的信息化、智能化为核心和基础,加快交通行业信息技术的改造步伐,积极培育和发展智能交通相关产业。
4 结语
智慧城市,作为一种新型的城市发展模式,越来越得到了人们的认可与应用。如何将理想中快捷、方便、低碳、科技的城市科学有效地落实到空间上是一项长期的研究任务。本文阐述了智慧城市规划的实践创新,并结合工程实例探讨了智慧城市规划要点,旨在为新形势下城市规划人员提供参考与指导。
一、智慧城市的发展研究综述
秦洪花(2010)等认为智慧城市是利用现代信息技术,以整合、系统的方式管理城市的运行,让城市中各个功能彼此协调运作,为城市中的企业提供优质的发展空间,提供市民更高品质的生活[2]。
王广斌(2013)等认为智慧城市是以城市综合治理发展到以ICT技术为支撑的智能城市发展新阶段[3]。
丁国胜等(2013)将智慧城市理念引入城乡规划研究,“智慧规划”具有系统性、智能性、共享性和动态性等特征,包括智慧化提升城乡规划自身能力、智慧化解决城乡规划问题两个关键领域[4]。
骆小平(2010)认为智慧城市的理念包括三个层次。第一,经济上健康合理可持续。智慧城市应该是具有智慧的经济结构和产业体系,高增长的城市经济体系。表现在智慧城市的经济是绿色经济,是低碳的经济,是循环经济。绿色经济是指通过创新生态科技使人的经济活动遵循生态系统内在规律,在促进人的全面发展基础上促进生态系统的协调、稳定、持续、和谐发展。低碳经济的特征是以减少温室气体排放为目标,构筑低能耗、低污染为基础的经济发展体系,主要包括低碳能源系统、低碳技术和低碳产业体系。智慧城市的循环经济即是充分考虑城市生态系统的承载能力,尽可能节约城市资源,不断提高现有资源的利用效率,循环使用资源,创造良性的社会财富。
第二,生活上和谐安全更舒适。智慧城市是以人为本、生活舒适便捷且具有良好公共安全的城市,其核心是运用现代化的科技手段服务广大居民。
第三,管理上科技智能化信息化。城市管理包括政府管理与居民自我生活管理,要求不断创新管理的科技运用智能化信息化手段来协调城市的平衡,维持城市的可持续发展能力。“智慧城市”作为城市治理领域的一种新路径,被世界上的众多国家所接受,并逐步推进“智慧城市”的建设[5]。
二、“智慧城市”的基本内涵
(一)智慧城市是一种城市治理新路径
智慧城市作为城市治理领域的一种新路径,被世界上的众多国家所接受,并逐步推进“智慧城市”的建设。诸多学者(沈明欢,2010;史璐,2011;胡小明,2011;)也开始对“智慧城市”的发展战略、发展原理、发展动因及模式进行思考与探究,智慧城市应该以城市发展特色、适应知识经济的政策、完善政府公共服务、加强基础设施以及城市职能服务环境等发展战略为重点,智慧城市对我国智慧解决方案包括多方面的内容,其中包括智慧的交通,关于如何建设智能的交通系统来减缓交通压力。
智慧城市是解决城市问题的一条可行道,将是未来城市发展的趋势[6]。例如张祖群等(2013)在北京市与交通基础设施2011年最新数据分析基础上,结合历年数据变化趋势,认为智慧交通、智慧城市的理念为解决城市交通问题提供了新思路,北京施行智慧交通具有一定可能性[7]。
(二)智慧城市是一种复合型的网络城市
在新一代信息技术和知识经济加速发展的今天,智慧城市以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础,以信息技术高度集成、信息资源综合应用为主要特征,以智慧技术、智慧产业、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的城市发展新模式,使网络智能技术服务于城市的关键基础设施建设,使城市服务更有效,共创和谐美好家园。
“智慧城市”涉及到智能楼宇、智能家居、路网监控、智能医院、城市生命线管理、食品药品管理、票证管理、家庭护理、个人健康与数字生活等诸多领域,促进在自主创新、产业发展、公共服务、社会管理、资源配置等领域广泛应用信息技术,促进经济转型升级,提高资源配置效率,改善人民生活水平[8]。
(三)智慧城市是以人为本的充满活力的新型城市生活方式
智慧城市是充满活力的,它涉及城市的智慧政务、智慧交通、智慧医疗、智慧安防、智慧管理、智慧生态、智慧流通、环境保护、社会公共安全、智慧消费和智慧休闲等多个领域。智慧城市的宗旨是以人为本,核心是运用创新科技手段服务于广大城市居民,着力满足群众工作和生活的需要,使人民群众生活方便,这是城市管理工作的基本立足点。
现代城市建设服务可根据国家的相关法律法规,建设各委办局统一工作平台,使市民在网上方便办理相关业务,公开透明、流程快捷、依法行政、高效便利。城市的智慧政务中心要能充分体现“政府依法行政、高效快捷、群众满意的”智慧化服务,切不能再让河北某“北漂”从北京到当地五次仍然办理不了出国手续等事件重复。建设高素质、现代化的城市基础设施、能源基础设施、交通、市政服务、社会基础、优美的城市环境,建设高水平的城市生态文明和健康、宜居、无污染的绿色城市是,这现代化城市建设的目的。
交通便捷、公共交通网络发达则是智慧城市建设的一个重要表现。智慧城市最明显的表现是广泛运用信息化手段。这就意味着城市管理者需要通过信息基础设施和实体基础设施的高效建设,利用网络技术和IT技术实现智能化,为各行各业创造价值。
三、国内外智慧城市发展动态
2008年,IBM陆续与中国十几个省市签署了“智慧城市”共建协议,至此,北京、上海、广州、南京、漳州、扬州、西安、咸阳、海口、大连等省市已把智慧城市列入重点研究课题,纷纷加入建设“智慧城市”的行列,有的甚至已经着手编制智慧城市专项规划。2012年住房和城乡建设部公布了94个城市(区、县、镇)为国家智慧城市试点名单,2013年则增加为103个,比2012年试点范围扩大9个[9]。
(一)国内智慧城市发展现状
1.北京市:《北京市“十二五”规划纲要》中提出构建精细智能的城市管理,建设智慧城市;2009年正式启动了“感知北京”的示范工程建设。
2.上海市:创建面向未来的智慧城市。以“数字化、网络化、智能化”为主要特征,从技术、产业层面提升到思想、战略层面,推动浦东新区在智慧城市建设过程中的先行先试;推进城市管理和公共服务信息化,提升城市运行效率和管理服务水平;健全信息安全保障体系,推进信息化有序发展。
3.浙江省宁波市:《加快创建智慧城市行动纲要(2011-2015)》中提出智慧城市的十大应用体系让市民享受智慧服务;六大产业基地建设,实现产业智能化;打造随时随地随需的泛在网络,推进居民信息应用能力建设。
4.广东省:《加快发展物联网建设智慧广东的实施意见》中提出重点实施“智慧广州”、“智慧深圳”、“智慧南海”(佛山)、“智慧石龙”(东莞)等智慧城市试点,并希望通过打造“数字广东”,发展现代信息服务业,加强对先进制造业和现代服务业的支撑,实现产业结构转型升级,让经济发展变得更有效率。
5.江苏省南京市:“智慧南京”通过发展“智慧产业”促进产业结构战略性调整,构建现代产业体系;通过智慧管理不断提升城市功能品质;实现居民智慧生活;实现城市绿色新经济增长。
6.湖北省武汉市:“智慧之城”、“光城计划”,建成无线城市,基本实现“三网融合”,实现90%以上的政府行政许可网上办理;物联网工程中实现车联网全覆盖;电子病历伴随市民一生。
7.浙江省杭州市:率先开始建设“智慧城市”。2008年便启动RFID技术,并应用于杭州图书馆新馆,2009年IBM签约杭州黄龙饭店,联手打造全国首家智慧酒店。
8.江苏省扬州市:《“智慧扬州”行动计划》提出“创新扬州,精致扬州,幸福扬州”建设,推进“智慧城市”在智慧交通、智慧电网、智慧城市管理、智慧医疗、智慧旅游、节能减排等方面的先导应用。
9.辽宁省沈阳市:以生态城市和谐规划、城乡水污染监管及饮水安全等重大课题为主要内容,为解决传统工业城市的转型难题开创一个新的思路和模式。
10.山东省东营市:2009年9月25日,东营市政府与IBM共同签署了“黄河三角洲云计算中心战略合作协议”,根据合作协议,东营市将采用IBM云计算产品IBM Cloud Burst,IBM将为东营市提供全球领先的云计算产品,通过帮助其建立黄河三角洲云计算中心,催生出一座兼顾数字化和生态性的石油新城。
11.台湾省:《“智慧台湾”i-235智慧生活科技运用计划》,在安全防灾、医疗照护、节能永续、智慧便捷、舒适便利、农业休闲等六大领域开展智慧生活科技创新应用的服务示范。
(二)国外智慧城市发展动态
1.德国:“T-city”计划、All-in-one计划,实现智慧水表、电表、燃气表及太阳能电力表一体化。
2.日本:“i-Japan战略2015”,推动国民本位的新电子政府和电子自治体,远程数字化医疗,数字化教育与数字化人才培育。
3.韩国:《国家信息化基本计划》,建成数字化政府,推动IPTV服务方式,在线服务广泛使用,倡导绿色IT。
4.新加坡:“智慧岛2015(i2015)”,电子政府公共服务架构,提高政府工作效率;网络基础设施建设,提高有限宽带的覆盖率;智能交通系统,为人们提供及时准确的交通信息。
5.美国:将IBM提出的“智慧城市”上升为国家战略,趋于完善的互联网络为其物联网的发展创造良好的先机,而物联网技术发展政策主要体现在推动能源、网络宽带与医疗三大领域开展应用。
6.欧盟:《欧盟物联网行动计划》,加强政府对物联网的管理,消除物联网发展的障碍,欧盟制定了一系列物联网管理规则,并建立一个有效的分布式管理架构,使全球管理机构可以公开、公平、尽责地履行管理职能。同时,注重增强机构间协调,共同推动物联网发展。
7.瑞典:“智慧城市”最大体现在交通系统的建设与完善上。瑞典当局在2006年初宣布征收“道路堵塞税”。IBM为瑞典公路管理局设计、构建并且运行了一套先进的智能收费系统,包含摄像头、传感器和中央服务器,确定交通工具并根据车辆出行的时间和地点收费,这一举措将交通量降低了20%,排放量减少了12%[10]。
参考文献
[1][6]沈明欢.“智慧城市”助力我国城市发展模式转型[J].城市观察,2010(3):140-146.
[2]秦洪花,李汉清,赵霞.智慧城市的国内外发展现状[J].信息化建设,2010(9):50-52.
[3]王广斌,张雷,刘洪磊等.国内外智慧城市理论研究与实践思考[J].科技进步与对策,2013,30(19)153-160.
[4]丁国胜,宋彦.智慧城市与“智慧规划”——智慧城市视野下城乡规划展开研究的概念框架与关键领域探讨[J].城市发展研究,2013,(8):34-39.
[5]骆小平.“智慧城市”的内涵论析[J].城市管理与科技,2010(6):34-37.
[7]张祖群,王晓芝.智慧城市背景下的北京交通基础设施建设研究[J].城市管理与科技,2013,(5) :58-60.
1引言
2014年3月,《国家新型城镇化规划》明确指出“推进智慧城市建设”,“智慧城市”第一次进入国家级战略规划。2014年8月,国家发改委发文《关于智慧城市健康发展》的指导,多次强调要完善智慧城市2.0时代的顶层设计方案。城市的发展离不开交通的建设,在智慧城市建设的高热潮的冲击下,智慧交通的完善与优化也刻不容缓。
道路的交通需求在快速增长,但道路所能提供的交通通行能力却没有提高。20世纪90年代以来,每年的私家车数的增长速度和同期的道路建设里程数分别为77%和2%,在城市交通的高峰期,54%的车都处于拥堵状态,导致人们每天消耗在上下班的时间比平时多1.5个小时。2015年3月5日,总理特别提出“互联网+”行动计划,“互联网+”是互联网发展新形态、新业态,是新一代ICT支撑、创业创新环境下智慧城市的基本特征。
以互联网广泛应用为标志的信息通信技术(Information Communication Technology,简称ICT),通信技术(CT)和信息技术(IT)正日益深刻影响着我们生活的方方面面。ICT在交通方面的应用尤为突出,不管是交通体系的理论、内容、方式、方法还是组织形式。
2交通现状
交通犹如人体的“血管”,城市的发展需要“血管”向城市运输新的养料,良好的交通管理体系有助于加快城市的建设进程。随着生活水平的提高,自驾成了人们出行的主要方式,私家车不断增加,交通运输的迅速发展,也给道路通行等交通因数带来许多负面影响,使得城市的“血管”堵塞,导致交通拥挤、交通噪声、交通事故频繁、道路堵塞、环境污染等一系列交通问题。
2.1道路建设不足导致交通拥堵
随着私家车的不断增多和道路面积严重,过盛的交通量造成道路超负荷运载。在建设城市道路的过程中,一般仅限于建设机动车道,而非机动车动车道,却往往因道路的改良就被取消。在机动化飞速发展的进程中,因保证道路供给和交通需求之间的平衡,道路交通量日益增加,导致很多城市出现了严重阻塞、占用车道、违法停车等动态和静态交通问题,加剧了道路交通阻塞。在2010年北京市交通部门统计的数据中显示:北京市早晚高峰路网平均运行速度仅为20km/h,次干道及之路平均运行速度不足16km/h。
2.2环境问题
交通运输是主要的空气污染源,汽车的尾气排放是造成空气污染的主要原因。车出行发出的噪声和尾气同样是世界最大的污染源之一,据调查数据表明:大气污染总量的50%来自于车辆出行排放;同时80%的噪音污染来自车辆。
2.3交通安全问题
空气污染造成路面的能见度降低,在现有的交通体系中,城市给行人和非机动车辆使用的道路空间变得越来越小,这些人在路上往往处于危险的交通环境。此外,机动车驾驶员的驾驶素养也成为道路交通事故多发的诱因。
2.4现行交通系统混乱。
随着城镇居民家庭生活水平的提高,城市居民的机动化出行进程加快,小汽车出行方式已成为主要的出行方式之一。我国现有城市交通的路网结构是密度低、干道间距过大、支路短缺、功能混乱,属于低速的交通系统,难以适应现代汽车交通的需求。
2.5公共交通建设衰退
从20世纪80年代中期开始,城市的公共汽车交通建设出现下滑的现象,不管是经营管理,是服务水平,都趋于衰退。公共汽车交通的衰退,加速了非机动车的成长,使拥堵的交通更是雪上加霜。而且我国公共交通形式还比较单一,只有北京、上海、天津、广州等建有地铁线路,尚未形成以轨道交通为骨干的综合运输客运体系。
2.6交通管理水平有待提高
对于我国现在的交通管理系统,城市交通信号控制系统、城市交通管制等交通管理系统中几乎没有应用人工智能技术、信息采集和信息提供技术,信息化、智能化管理系统在国内交通管理系统中基本上还是空白,对于一些发达城市如上海引进了一些国外先进的交通信号管理系统由于交通管理设施不足、管理水平低下,应用也十分生硬。
2.7交通发展战略缺乏科学统筹
导致城市交通问题的原因中,缺乏科学的整体交通战略和规划是最主要的原因之一。在现有的道路交通架构建设中立交桥、高架道路和城市环路,只能缓和暂时交通问题,因规划不当,不但不能解决拥挤问题,甚至造成交通量增加,给道路增加负担,诱发交通建设的结构性的“负效应”。
3ICT2.0的技术特征
早期时候,信息技术和通信技术属于两个独立技术体系,随着科学技术的发展,两个独立的技术体系逐渐出现技术上的碰撞,进入ICT1. 0时代,随着云计算、虚拟化、智能化等一系列技术的成熟与发展和“互联网+”的提出,信息技术和通信技术逐渐融合发展并进入ICT2.0时代。ICT2.0技术的特征主要体现在以下两个方面。
3.1云计算和网络架构趋于一体化
云计算技术和网络架构的发展促就了ICT技术的另一个创新,即云网一体。软件定义网络 SDN和软件定义存储SDS,基于大数据的智能流量调度、计算存储融合是云网一体的三个方向发展,其中Fit Cloud云网一体化战略是目前云网一体化技术的主要成就, Fi-t OS云操作系统、Fit Data大数据平台、SDx技术分别是云计算、大数据时代、IT架构对云网一体演进的深入思考,使云数据中心成为数据的主要来源地。
3.2协同共享
在传统交通管理体系建设管理模式中,各个模块独立运作,并且都有独立的业务系统。ICT2.0时代,智慧交通管理将建立交通数据交换共享平台,通过技术手段打通各业务系统之间的信息共享通道。数据共享将消除原来交通系统数据来源的单一性。
4搭建ICT智慧交通管理系统的智慧系统
ICT智慧交通管理系统建设一批基于ICT技术的智慧交通业务应用系统,解决道路拥堵、交通监管水平低、交通管理体系不全面等一系列交通问题。通过海量数据信息汇集、处理、分析、管理的综合处理,构建广泛互联的交通要素感知网络,实现更加丰富、更加准确、更加人性化的公众信息服务,形成一个智慧和谐的交通出行环境。从智慧交通系统的生命周期看智慧交通的发展可以分为四个阶段,每个阶段都由各自的主要特征:
第一阶段:重点突破,示范引领。
第二阶段:转型升级,全面发展。
第三阶段:三网融合,车路协同。
第四阶段:自驾系统,移动互联。
在科技发展的催化和交通迫切需求的推动下,国内各地的智慧交通也在不断的发展。但是由于没有给智慧交通统一的定义和发展方向,各地的智慧交通发展形态不一。智慧交通系统框架应包括智慧城市基础设施、三张网络、一个云平台、八项应用、四个保障五个部分。发展ICT智慧交通管理体系应该加快推进交通系统信息化建设,落实智慧交通基础设施建设和推进公共交通智能化工程建设;完善道路交通安全监控和紧急交通事故处理系统;建立基于移动设备的公共信息服务平台,共享交通信息和实现交通信息的透明性,建立特殊交通出行方案,为京津冀提供智慧出行方案。京津冀ICT智慧交通建设体系架构总结如图1.
在建设基于ICT技术的智慧交通管理系统时,京津冀应从以下几个方面建设ICT智慧交通。
4.1优化硬件设施
(1)增加服务器数量并提高服务器等相关设备,优化网络配置,改善内存运行速度,改善交通信息化环境。
(2)在重要的交通枢纽和易拥堵路段增加无线覆盖的面积和加强无线网络的信号强度。
(3)提高监控器及导航系统硬件的质量和精确度,优化网络环境。
4.2挖掘多种数学模型和算法并应用于智慧交通
随着物联网和互联网的兴起和新信息技术计算时代的到来,为建设更好的智慧交通系统,需要探索智慧交通系统相关的关键技术研究,其中包括大数据分析、最短路径算法、轨迹数据挖掘、交通网络演化分析、交通网络决策分析、社会计算和开源技术等。
4.3完善和深化道路交通信息系统,形成道路交通管控。
发展ICT智慧交通时,道路交通信息化、道路新建和改扩建工程应同时进行。开发自适应交通信号控制系统,实行公共交通信号优先控,解决交通拥堵问题。处理并共享新城区的交通数据,实现与京津冀的交通综合信息平台互联互通,推进诱导信息联动、加快路网诱导系统建设,推动京津冀地区道路交通信息交换与共享。完善高速公路不停车收费系统(ETC),实现自助缴费、交通卡支付、移动支付、自动折扣等功能,建设京津冀基于ICT智慧交通的高速公路停车监管和服务系统。
4.4建设“三网融合”,推进车路协同系统产业化发展。
(1)“三网”指交通运输信息网、车联网、位置服务信息网,三网融合的技术突破和集成应用,引领智慧交通可持续发展,推进车路协同系统产业化发展。
(2)建设“京津冀车路协同系统工程”,重点建设智能路侧系统、集成应用平台和电子车牌技术的应用等项目。打造京津冀地区可持续的绿色低碳ICT智慧交通示范。
(3)推进高精度卫星导航和定位产品和服务在交通运输领域规模化应用,优化智能导航和定位系统算法。
4.5加强交通信息资源整合共享,实现交通出行综合信息服务。
(1)整合各类交通数据,加强源头数据采集质量管控,确保数据的真实性、客观性和及时性,形成交通大数据产业化发展格局。
(2)运用云计算和大数据技术,扩大信息的来源和信息的服务范围,促进交通信息资源整合,实现资源的交换和共享;深入开展交通信息、道路信息和车辆信息的数据挖掘分析,建设交通综合运行监测平台。
(3)加强ICT智慧交通发展政策研究和标准化工作,规范和引领京津冀ICT智慧交通建设。
5结论
建立ICT智慧交通管理体系是实现智慧城市的必然选择。城市将紧扣建设“ICT智慧交通”这一主线,立足应用驱动,深入开展ICT2.0背景下智慧交通的研究与创新实践,加速信息技术与交通管理系y的深度融合,积极探究基于ICT的智慧交通与智慧城市建设,加快京津冀智慧城市建设的进程!
参考文献:
[1]朱昊.上海智慧交通发展对策[J].上海信息化,2016(01).
[2]叶鹏松,学军.基于ICT智慧教育的思考与实践――以信息化促进学校现代化内涵建设的新思维[J].江苏:苏州工业园区莲花学校出版社,2015(12).
[3]蔡翠.我国智慧交通发展的现状分析与建[J].公路交通科技(应用技术版),2013(06).
历史上的城市分割布局导致的交通拥堵及早期修筑道路遗留的问题,是北京交通拥堵无法逃避的根源。在当时国内经济相对不发达、人口和车辆都相对较少的情况下,问题并不突出。可是由于城市不同功能区的叠加,近些年拥堵已经成为了一种常态。北京早期交通线路的设计很大程度上并没有考虑到日后北京的高速发展,同时也因为多种原因存在许多不合理的路线。如:西客站周边的道路,公共交通工具很多,拥堵是家常便饭。北京不少立交桥同样存在诸多问题:建国后北京的立交桥在短时间内建成很多,在当时条件下被认为是一种技术进步。但是仓促的时间导致设计上的诸多纰漏,最后造成不少立交桥上不去、下不来、司机见了晕头转向等情况,使得拥堵更为频繁易发。
而当政府对城市交通缺乏有效管理的情况下,新建的道路设施会引发新的道路需求,而交通需求总是超过道路供给。也就是说,不管政府投入多大的人力财力,结果必然导致交通拥堵,“当斯定律”描述的情形对于分析今天北京的交通拥堵问题仍然有效[1]。城市建设应该规避交通设施可能发生的风险问题,同时重新规划不合理线路设计。随着宏观经济的发展和城乡差距的逐步减小,北京市中心的常住人口在一定时期之后会有所下降。在这种情况下,根据交通承载力,可逐步对不合理的路线等进行重新改建。
二、北京交通基础设施建设现状与问题
(一)从人口规模看北京交通现状
随着人口和社会经济的发展,北京市的交通出行量逐年增加。2011年北京市常住人口由2005年的1538万人增加到2018.6万人。人口的绝对数量从两个点导致了或者加重了城市交通拥堵问题:一是公共交通工具和线路相对有限,很大程度上无法满足不断增长的人口的出行需求。二是私家车保有量极高。2011年,北京全市机动车拥有量为498.3万辆,其中私人拥有量为389.7万辆,分别为2005年的1.9倍和2.5倍。人多车多,加之交通线路在一定程度上的不合理,堵车几乎成为北京的“风景线”。
(二)从公共交通发展看北京交通现状
随着北京社会经济不断发展,交通压力日趋紧张。北京于2006年、2009年先后出台了《关于优先发展公共交通的意见》和《绿色交通行动计划(2009-2015)》,通过加大轨道交通建设力度、全面更新公交车辆、优化公交线网、实施低票价、设立专用道等一系列措施,大力推进“公交城市”建设[2]。2011年北京市居民出行中公共交通的承担率突破40%,但与其他国际化大都市60%-80%的公交承担率相比仍显较低。2011年末,全市轨道交通运营线路为15条,运营线路长372公里,比2005年增加258公里;全市公路里程达到21319公里,比2005年增加6623公里,以年均6.4%的速度增长;全市城市快速路达到263公里,干线公路里程达3462公里,分别比2005年末增长14.3%和15.6%,二级及以上公路里程占干线公路总里程的比例从63.5%提高到88.6%;全市公共电汽车运营线路为740条,比2005年增加118条,运营线路长19338公里,运营车辆达2.2万辆,比2005年增加0.3万辆。整体来看,北京公共交通在一定程度上缓解了交通压力,但并不能完全解决交通拥堵问题。以北京地铁为例,存在有的站点之间间距过大而又缺少其他公共交通补给等问题。
(三)从道路面积看北京交通现状
2011年底,北京市公路道路总里程达到了28446公里,城市道路总面积达9164万平方米,城市交通基础设施承载能力得到提升。道路供给总量逐年增加,供给结构也有小幅度调整。但从实际运行结果看,道路交通拥堵现象仍客观存在,城市道路设施仍显脆弱。除道路、车辆及行人之外,北京交通还应考虑行政管理和优化配套公共设施。建议设置更多的公共自行车租赁点,鼓励市民绿色出行。可遗憾的是,机动车经常占据自行车道,有的路段甚至没有自行车道,或者自行车道和机动车道之间没有任何隔离等,这都增加了绿色交通的危险系数。因此,与城市道路交通相配套的诸多公共设施和服务都需进一步完善。
(四)从机动车拥有量看北京交通状况
据《北京市统计年鉴2012》统计结果显示,北京市的机动车拥有量增长明显,各类汽车的年增长率都很高。如2011年,北京市的机动车拥有量高达498.3万辆,为2010年的103.6%。
三、北京建设智慧交通的理论与实践
(一)智慧交通的形成机理
建立智能交通系统是智慧城市的主要应用功能之一。智能交通系统是指通过道路收费系统、多功能智能交通卡系统、数字化交通智能信息管理系统等多种模式的数据整合,提供基于交通预测的智能交通灯控制、交通疏导、出行提示、应急事件处理管理平台,帮助进行城市路网优化分析,为城市规划决策提供支持[3]。智能交通管理系统的建立实施在一定程度上缓解交通压力的同时,也存在一系列亟待解决的技术难题,例如海量数据存储与处理问题,多信号非接触传输问题、通讯规约问题等。
北京智能交通的发展主要体现在:高速公路电子收费系统、信息系统、一卡通系统、危险品运输监控系统、奥运交通指挥中心、出租汽车调度及浮动车信息采集系统等。以“一个中心、三个平台、应用系统”为框架,涵盖171个子系统的智能交通管理体系,包括指挥调度、交通控制、交通监测、交通信息服务等[4]。近年来建成的北京市交通运行协调指挥中心(TOCC)是全市交通综合运输协调、交通安全应急指挥、数据共享和信息中枢。建成了轨道交通指挥中心一期工程,实现了全部既有轨道交通线路智能化运营调度。拓展道路交通违法监测系统应用范围,首次在公交车辆安装110套移动监测设备,实时监控占用公交车道的违法行为[5]。
随着新技术的出现,在TOCC、智能交通系统的基础上提出了“智慧交通”的理念。充分发挥物联网技术,通过移动计算、智能识别、数据融合、云计算等技术,形成智慧交通系统。智慧交通系统,是指将电子、信息、通讯、控制、车辆以及机械等技术应用于交通领域并能迅速、灵活、正确地理解和提出解决方案,以改善交通状况,使交通发挥最大效能的系统。从智能交通系统到构建智慧交通体系,需要加快推进综合交通服务和管理系统、交通诱导系统、智能出行服务系统、交通应急指挥系统、数字公路综合信息服务系统、出租车与公交车智能服务管理系统、电子收费系统、港口信息管理系统等智慧交通应用系统建设,从而进一步提高城市交通的科学管理和组织水平[6](图1)。智慧轨道交通行业的发展建立在数字化和控制管理的智能化基础上,“更透彻的感知、更广泛的互联互通和更深入的智能化处理能力”是智慧轨道交通的基本特征,它以智能信息处理技术、全联网技术和传感技术为支撑,构建和展示“高效、便捷、安全、可视、可预测、环保和智慧”的、高科技和现代化的综合性轨道交通系统[7]。同时发展智慧型的快速公交系统和轨道交通,可以降低碳排放强度[8],符合绿色经济、生态经济、低碳经济的发展趋势。
(二)北京智慧交通的实践状况
智慧交通在世界上已经有了一些成功实践例子。如,新加坡采用的“智能交通预测系统”,由计算机化交通信号系统、电子扫描系统、城市快速路监控系统、接合式电子眼以及道路计价系统组成,在预先设定的时间段内预测交通流量,帮助交通控制人员预判、管理交通流,防止交通堵塞。瑞典斯德哥尔摩启用新智能收费系统,使交通量减少22%,排放物减少12%-40%。
北京智慧交通管理系统由交通流自动采集、分析、处理及信息系统、交通信号控制系统、交通指挥调度综合集成系统、交通管理数字化执法信息管理系统、交通事故分析处理与交通安全控制系统、对外交通信息服务系统、交通管理综合业务信息管理及辅助决策系统、交通管理宽带网络及通信系统八个子系统组成[9]。北京市已经开始试点“智能停车位引导”建设,在道路两侧建设引导停车的路牌。另外,为实现“公交优先”原则,北京出台了增加公交车辆和线路、设立公交专用线、完善公交基础设施等一系列专门政策措施。其中公交智能化调度系统的基本目标是解决公交车辆运行中无序、失控与低效的状态,解决与首都公交可担负城市旅客出行的主导地位不相适应的矛盾。把通信控制、卫星定位、计算机网络与运营组织科学地结合,运用系统工程的理论方法进行综合集成,实现集运营指挥调度、综合业务通信、乘客信息服务等为一体的智能化公交管理系统[10]。据调查,北京市顺义区的公交智能指挥调度中心项目总投资386万元,由指挥平台、车载定位系统、车辆和场站监控系统、通信系统组成,目前已在顺义区内的48条线路469辆公交车、4处公交枢纽、16个公交车站安装了指挥监控终端。调度中心通过公交车上安装卫星定位系统(GPS)、在重点站台安装监控系统等措施,实现对运营车辆的实时监控以及车内图像采集。公交智能指挥调度中心能够根据监控各种数据采集结果,判断车辆运行情况,及时发出指令,调度全区公交运行。通过卫星定位和视频监控,指挥中心随时掌握车辆的运行速度、所在位置、是否晚点等信息。此外,系统设置了报警功能,对车辆甩站、超速、严重堵车、首末班车不准时等进行提示。指挥中心人员根据各种情况,通过系统向安装在公交车上的GPS显示器发送短信进行提示,也可通过指挥中心的话筒向司机发出语音提示。每辆车的司机座位旁都安装有一个紧急按钮,一旦出现紧急情况,司机可通过按钮向指挥中心报警。智能指挥调度中心运行以来,顺义区境内公交正点率提高近10个百分点,公交服务投诉类纠纷显著减少,市民乘公交出行的意愿明显增强,境内公交刷卡率由86.36%提升到89.47%。
参考文献
[1][3]张永民.智慧城市总体方案[J].中国信息界,2011,(3):12-21.
[2]庞世辉.北京绿色出行与发展城市新型交通系统的构想[A].北京市交通委,北京交通发展研究中心主编《探寻北京交通—世界城市交通科学发展之路[C].2012,1.
[4]缪明月、高爱霞、戴帅.建设世界城市目标下智能交通管理理念诠释及发展展望[A].段霞主编.2012城市国际化论坛——世界城市:规律、趋势与战略选择论文集[C].2012.
[5]刘小明、王兆荣、陈燕凌,等.提高精细化管理水平 推进交通事业科学发展[A].张耘主编.北京蓝皮书:北京公共服务发展报告(2011-2012)[C].北京:社会科学文献出版社,2012.
[6]佚名.“十大应用体系”:让城市充满“智慧”[J].宁波经济,2010:30-31.
[7]曾华燊、朱怀芳.论智慧轨道交通及其系统架构[J].计算机应用,2012,32,(5):1191-1195.
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 21. 112
[中图分类号] TP393;U495 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2016)21- 0208- 03
0 引 言
当今,随着国家住建部多批次的智慧城市试点名单的公布,我国各地均开展了智慧城市的相关建设工作。交通,作为连接城市各行业的枢纽,既是智慧城市基础设施,也是衡量智慧城市建设效果的重要依据与参考。
传统的城市建设过程中,交通建设常以人口规模、经济水平、发展规划作为依据,但如何评判建设成果,量化智慧城市中的交通运行整体态势,明确交通整体现状,确立城市交通的进一步发展与优化方向,是目前需要重点分析、解决的问题。
对于城市交通情况的描述,通常使用的是路况。路况计算一般根据一定标准,将城市各条道路分为拥堵、缓行、畅通等几种状态,对城市成体状态缺乏统一描述,且描述方式过于笼统,是一种定性描述,不能够对路况进行的精细化同比、环比分析。
基于智慧城市智能交通系统的交通运行态势分析系统通过对城市智能交通系统能够普遍采集到的车牌照、车速等实测数据进行分析,结合城市道路基本设计参数,设计实现了基于实测数据的城市交通运行态势分析系统。该系统提供了对于城市道路交通总体服务水平指标及三个分项指标的计算功能,并提供对于总体指标及分项指标的查询、分析功能。
中图分类号:F235.6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)07(a)-0002-02
随着城市化的发展,城市交通系统和交通资源日益紧张,城市人口增长提高了人口的移动需求,加大了交通系统的运输压力。但是,增加公共交通、扩建道路等方法并不能完全解决我国的交通系统问题。而大数据为交通运输的发展提出了新思路,智慧交通建设成为我国解决交通问题的根本手段。因此,我们应积极运用高新技术手段,应用大数据开展智慧交通。并且,将大数据运用到智慧交通中的交通引导、交通服务、物流导读等方面能够为交通运输提供较大的便利。但是,应用大数据开展智慧交通仍存在着较大的信息安全风险需要我们解决。研究应用大数据开展智慧交通的实现路径不仅能够促进智慧交通建设,而且对我国交通运输行业的发展有着深刻意义。
1 应用大数据开展智慧交通的必要性
首先,大数据的应用是智慧交通建设的需求,是智慧交通建设的基础。而智慧交通建设需求主要包括公众出行服务、应急保障需求、科学发展需求;其次,大数据的应用是智慧交通建设的命脉,智慧交通的建设离不开大数据的支撑。具体来说,交通流量、车型、交通排队长度等是智慧交通建设的重要数据,能够为智慧交通的建设提供基本信息;再次,大数据的应用是智慧交通建设难点的要求。智慧交通建设面临着数据分散、数据共享困难、数据规模大、数据质量问题等难点,需要相关部门对交通数据进行收集和整理,并加快信息共享;最后,大数据的应用是智慧交通建设重点工作的要求。智慧交通建设中的交通感知网络的构建、数据质量的提升、智能化服务水平的提升等重点工作都需要大数据的信息支持。
2 应用大数据开展智慧交通的要求
2.1 交通引导主动式发展
首先,智慧交通要求交通引导转变传统的被动式和滞后性的发展模式,积极朝着实时、主动的方式发展。这是因为,现阶段,城市交通拥堵问题严重,严重影响了居民的正常生活。而且,交通具有规模性、多样性、高速性和价值性等特征。另外,庞大的交通数据需要进行整理与分析,才能够被运用到智慧交通系统之中;其次,城市配送差异化发展。随着网络购物的普及,城市配送成为经济发展的重要支出。但是,我国物流行业的发展速度远远低于物流需求的提升速度,货物运输效率较低。在这种情况下,我们应积极建设智慧交通,开展差异化物流配送,不断提高物流配送效率。
2.2 应用大数据开展智慧交通的模式
首先,优化实时交通服务。大数据在智慧交通中有著加大的优势,能够实现资源的合理配置、提高信息的继承效率。但是,大数据的最大优势在于它能够对交通流量进行实施监控,并实时处理交通问题,提高交通运行的效率。并且,大数据的实时交通处理能力能够提高公共交通服务质量,增强公共交通的便捷性;其次,智能化交通服务。智能交通能够利用大数据来道路环境,对交通拥堵状况进行提前预警。并且,大数据有利于开展主动式的交通服务。例如,停车引导系统可以为驾驶者提供停车场信息,为驾驶者提供停车选择;最后,大数据的应用能够实现合理化的交通秩序,实现资源的合理分配,缓解高峰时段的交通拥堵状况。并且,大数据能够为货物运输提供数据信息,合理规划车辆配送路线,提高货物配送效率。
3 应用大数据开展智慧交通面临的问题
3.1 行业标准不统一
由于我国区域经济发展不平衡,在建设智慧交通的过程中,政府并没有规定统一的交通行业标准,导致各地区的智慧交通相对独立,地区之间缺乏衔接性和配合性。并且,应用大数据开展智慧交通需要使用前端传感器来收集数据,但是,前端传感器并不是由同一家企业生产的,前端传感器的生产标准也不统一,导致我国交通行业缺乏统一的行业接口标准,增大了数据获取的难度。
3.2 交通基础设施的可靠性与稳定性无法保证
智慧交通系统十分复杂,需要合理整合系统的各个部分。但是,现阶段,智慧交通系统的可靠性和稳定性仍然无法保障,智慧交通信息系统面临着巨大的安全风险。并且,智慧交通系统需要大量的前端设备和服务器,也需要各种数据信息管理平台,系统的业务众多,流程复杂,一旦设备出现问题系统将无法正常运行。另外,在数据传输过程中,系统设备之后或设备樱花都会导致传输效率夏阳,引发数据泄露危险。
3.3 数据质量参差不齐
智慧交通系统数据质量主要指交通信息数据的可信度和真实性。目前,智慧交通系统的数据质量参差不齐,数据可信度和真实性无法保证。这是因为,智慧交通系统的数据信息主要来源于监控设备、传感器等收集的数据信息。而现阶段的设备无法保证长时间运行,所获取的数据质量也无法保证,价值智慧交通系统无法自行判断数据质量,数据质量参差不齐。
3.4 信息安全问题
智慧交通系统主要通过道路和车辆的前端设备来采集数据信息,并从大量的数据信息中筛选出具有价值的数据。并且,智慧交通数据的收集、存储和传输都是通过互联网和云计算平台进行的,网络环境增加了信息安全风险。这是要因为,大数据包含着大量的敏感、复杂的数据会要引起多方的关注和攻击。同时,将大数据汇集在一起可能会导致黑客攻击而产生的大量数据泄露。在这种情况下,黑客可以一次性获得更多的数据。另外,数网络环境下的数据收集和分析很可能受到计算机病毒的侵袭,数据信息安全无法保障。
4 应用大数据开展智慧交通的实现路径
4.1 推行数据标准化
针对智慧交通系统缺乏统一的行业标准这一问题,我国应积极采取标准化交通平台的措施,规范交通平台的布局,增强交通平台的兼容性和互联性,进而推动智慧交通信息化体系的综合发展,实现智慧交通系统数据资源的共享。并且,我国应加强重视跨地区和跨部门的交通互联平台的构建,实现不同地区交通系统数据信息的互联和共享。另外,我国应积极规范数据标准化,建设数据标准化体系,加强智慧交通系统的数据存储。
4.2 加强基础设施建设
基础设施是构建智慧交通系统的前提,因此,我国应积极智慧交通基础设施建设。具体来说,智慧交通基础设施建设主要包括前端设备维护和更新、信息传输网络线路建设、监控设备和传感器设备的检查和更新等,避免基础设施的老化或损害而造成的数据信息安全问题。并且,我国应积极制定智慧交通系统的应急措施,合理处理突发事件,尽量降低突发事件对智慧交通系统的危害。
4.3 保证数据真实性
针对智慧交通系统数据信息不真实的现象,我们应严格控制智慧交通系统数据的真实性。为此,相关部门应严格控制数据信息的测试和监控手段,把好数据源头的关卡,及时剔除恶意数据和虚假数据,并利用机器学习方法和稳健统计方法来减少恶意数据的插入。另外,相关部门应加强重视数据的采集工作,尽量避免人为的数据干预,确保数据的真实性。
智慧旅游来源于“智慧地球”和“智慧城市”。2008年国际商用机器公司(International Business Machine,IBM)首先推出了“智慧地球”的商业计划。智慧旅游是将服务对象由城市居民向外来游客的内涵式延伸,也是数字旅游发展的高级阶段。
二、智慧旅游的定义
“智慧旅游”是一个全新的命题,它是一种以物联网、云计算、下一代通信网络、高性能信息处理、智能数据挖掘等技术在旅游体验、产业发展、行政管理等方面的应用,使旅游物理资源和信息资源得到高度系统化整合和深度开发激活,并服务于公众、企业、政府等的面向未来的全新的旅游形态。
三、智慧旅游的应用体系
应用层:实现智慧的旅游政务、智慧的景区、智慧的旅行社、智慧的交通、智慧的酒店等智慧旅游行业应用。网络层:通过互联网、物联网以及移动通信网络为应用层提供网络服务实时数据安全、高效的传输。感知层:通过各类数据采集和感知技术实现数据采集和储存,为整个智慧旅游的应用体系提供基础数据的支撑。
四、杭州市智慧旅游的建设现状
(一)首个旅游应用软件正式上线――杭州“智慧旅游”手机APP
“杭州智慧旅游”手机APP应用里清晰的条目分类和图标让使用者一目了然。游客只需登录APPStore等各大应用电子市场,下载使用杭州智慧旅游手机APP,就可以轻松玩,实现定位、信息、交通、景区导览、语音讲解、导购服务等功能的及时掌握。
(二)搭建了首个智慧旅游网络平台――西湖游览网
“西湖游览网”(),首期推出西湖概况、门票预订、自助游(景区套票)、餐饮预订、驴友服务版块,住宿预订、休闲娱乐、杭州特产服务版块也将在年底前陆续推出。
(三)改造了首个顶级智慧酒店――黄龙智慧酒店
2009年6月,杭州黄龙饭店与IBM合作以全方位的酒店管理系统与RFID等智能体系启动了中国首家“智慧酒店”建设。
(四)规划了首个智慧景区的建设试点――智慧西溪景区
智慧西溪景区的提升方案目前已在规划中,在完善电子商务、自助导游等服务功能的基础上,研究设计西溪湿地智慧旅游系统,达到构建“大西溪智能管理平台”的目标。
(五)批支撑智慧旅游的公共服务体系已投入使用
①萧山“物流e通”:通过配货平台和智能手机整合物流货源信息,为物流司机、物流中介和货源企业三方提供智能化应用。②智慧交通信息平台――出行宝:“基于无线数字电视的智能交通导航系统”经过五年的努力,已经研发成功。通过安卓系统的手机下载“出行宝”客户端进行免费体验。③智慧公共自行车服务――公交智能便民服务亭:准备将公共自行车亭升级为公交智能便民服务亭。除了能查公共自行车租还记录,还能24小时售卖食品、饮料,支持银行转账,还具备信用卡还款、手机充值、游戏充值、机票预订等多项功能。未来两至三年,争取建成2000-3000个智能便民服务亭,形成遍布杭州的“智慧公交点”网络。④免费WIFI覆盖全城――i-hangzhou
五、杭州市智慧旅游主体建设
(一)智慧景区
1、景区智慧导览:1)景区应设有广告栏或多媒体服务终端机旅游资讯,且布放合理,显示醒目。应能在自助导游终端旅游资讯。能以短信、彩信等形式向游客的手机中发送信息。2)景区应建有多媒体展示系统,主要借助地理信息系统、虚拟现实和现代多媒体等多种技术,运用高科技手段,利用声光电来展示包括景区景观、自然文化遗产、生物多样性、古文物再现等。2、景区智慧导购:支持在线预订购买门票,并采用电子门票的形式,配备手持移动终端设备或立式电子门禁,实现对门票的自动识别检票。此外,景区旅游产品、旅游纪念品应也能实现网上预订和网上交易。3、景区智慧管理:1)视频监控全面覆盖景区,监视界面图像在各种显示设备上显示,并能进行各类操作,如具备闯入告警功能。2)实现入口人流技术统计管理、出口人流技术管理、游客总量实时统计、游客滞留热点地区统计与监控、流量超限自动报警等人流监控功能。
(二)智慧酒店
利用物联网、云计算、移动互联网、信息智能终端等新一代信息技术,通过饭店内各类旅游信息的自动感知、即是传送和数据挖掘分析,实现饭店“食、住、行、游、购、娱”旅游溜达要素的电子话、信息化和智能化。
杭州市智慧酒店建设应以黄龙饭店为指导,参考借鉴《北京智慧饭店建设规范》的详细评分标准,从杭州市旅游的实际情况出发,制定《杭州市智慧酒店建设总体规划》,明确杭州市酒店的未来发展方向,使其规划建设具有前瞻性。
(三)智慧旅行社
1、信息收集与资源采购:实现对旅游资源供应商的统一在线管理,包括供应商基本信息、要素价格、合同记录及财务信息等。旅游资源供应商主要包括景区、饭店、交通工具以及旅游保险等。2、产品销售:实现旅游产品的在线广告宣传、在线展示与查询、在线预订及在线交易,实现多渠道同步和销售,建议提供电子咨询单和预定单;推荐实现电子合同管理。3、游客服务:应为游客提供便捷高效的呼叫中心服务,通过建设各类问题数据库,提供标准的信息咨询,接受意见反馈,并可提供游客关怀。推荐直接实现业务预定处理。
(四)智慧公共服务
1、建设智慧旅游公共数据服务中心。在全市范围内建立有效的旅游公共服务数据资源共享和分级管理机制。2、开发新型游客体验终端,利用网络和多媒体技术,研发新型游客体验终端,并将终端与杭州市官方网站和官方微博实现实时互动,第一时间播报旅游相关资讯、查询相关信息。3、旅游执法E通:智慧旅游中的“旅游执法信息管理移动终端查询系统”业务是基于移动网络,适用于普通智能型手机的移动终端所搭建的支持旅游管理需求的应用系统。执法人员在执法现场只要利用一部3G手机,就能查询旅行社、旅游星级饭店等信息,现场拍摄“取证照片”,录制“取证录音”,并将数据资料传送回后台的数据库中备案。
为推动经济带持续健康发展,促进广东、广西经济一体化,探索我国跨省区流域经济合作发展新模式,2011年7月,国务院正式下达建设“珠江-西江经济带”发展规划,为广西经济发展打开新的篇章。桂林作为珠江-西江经济带规划延伸区,更作为享誉全球的国际旅游胜地,肩负着创新驱动经济发展的重任,最好的经济增长点,就是将先进的信息技术融入旅游,打造全新的、智慧的旅游模式,推动珠江-西江旅游经济发展。
一、智慧旅游的界定
(一)智慧旅游的概念
王辉、金涛等人(2012)定义:智慧旅游,即利用云计算、物联网、移动通讯等信通过互联网平台信息技术,借助智能终端设备,获取旅游资源、旅游经济、旅游活动、旅游者等方面的信息并及时,让人们能够据此及时安排和调整旅游计划,从而达到对各类旅游信息的智能感知、方便利用等效果。其最核心的部分就是利用云计算技术,将海量的旅游信息集中起来,通过云服务终端,为游客、管理者等提供旅游相关服务。因此,智慧旅游模式可概括为“一心、两端、三网”,即云计算中心;旅游信息服务端、使用端以及互联网、物联网、移动通讯网络。
国家旅游局将“智慧旅游”写入了“十二五”旅游发展规划,并对“智慧旅游城市”试点工作进行部署。自2010年起,北京、南京、苏州等城市率先掀起了“智慧旅游城市”的建设浪潮,开始建设“智慧旅游”项目。旅游产业信息化是未来旅游业发展的必然趋势,促使旅游产业与信息产化高度融合,近几年,越来越多的优秀旅游城市加入到发展智慧旅游建设的队伍中。
(二)打造桂林智慧旅游城市
2013年8月,桂林市入选年度国家智慧城市试点名单,正式启动“智慧城市”建设。根据《“智慧桂林”总体规划》要求,桂林市以智慧旅游为智慧城市建设的突破口,打造城市旅游智慧化发展的新模式,加快桂林旅游资源优化配置、旅游产业转型升级,把桂林打造成广西首座智慧旅游城市,从而提高桂林作为国际旅游胜地的核心竞争力。
桂林作为国际旅游胜地,旅游人数及旅游收入逐年攀升,据《广西统计年鉴2011-2015》统计(表1),2010年至2014年间,桂林接待的国内外游客数量逐年攀升,旅游收入有较大增长。
据桂林市假日旅游工作领导小组办公室的统计数据显示,2016年国庆黄金周,全市共接待国内外游客140.87万人次,同比增长11.56%,实现旅游收入17.03亿元,同比增长15.69%。要想打造桂林旅游专属名片,首先要将“智慧旅游”摆在核心地位。这不仅要求将旅游在数量上进行提升,更要求在质量上突破成效,借助物联网与信息化平台,推进旅游智能化建设。
本文首先建立“智慧城市评价体系”,对桂林智慧旅游发展现状进行分析,从中发现问题,并提出有针对性的建议,提高桂林旅游智慧化程度,打造新型智慧旅游城市。
二、智慧旅游评价指标体系
(一)智慧旅游综合评价指标体系的建立
对于传统旅游评价指标体系的研究方面,丛艳国、冯志坚(2004)深圳塘朗山为例,用层次分析法对郊野公园的旅游评价指标体系进行研究,制订了由旅游资源、区域条件、区位特征3个方面组成的旅游评价指标体系,对旅游资源的整治与开发提出建议。王丽(2014)从旅游城市竞争力的角度入手,建立了硬竞争力、软竞争力2个方面组成的城市旅游竞争力指标体系。
关于智慧旅游评价指标体系,张凌云(2012)提出了建立在资源配置层、数据采集层、业务应用层、客户感知层四层模型之上的智慧旅游评价体系。刘利宁(2013)从智慧旅游硬件支撑指标体系、智慧旅游综合应用系统指标体系、智慧旅游应用价值评价指标体系三个角度出发、建立了一个较为完整、涵盖面广的智慧旅游评价体系。王恩旭(2014)构建了以基础设施建设、经济发展、科技创新、硬件支撑、环境支撑五个方面的智慧旅游城市建设水平评价模型。
本文主要对张凌云及刘利宁提出的评价指标进行整合,提出从资源配置、旅游服务、客户感知三个方面入手,细分为七个指标进行分析,建立以下智慧旅游评价指标模型(表2)。
(二)指标解读与桂林智慧旅游现状分析
根据智慧旅游指标体系,对桂林智慧旅游现状分析如下。
1.旅游资源数字化:2014年为“桂林智慧旅游年”,以智慧旅游为主题,结合旅游业发展方向及智慧旅游城市、景区等旅游目的地建设,建立了旅游公共信息平台、
旅游电子商务平台等系列举措。通过传感器及通信技术,实现城市及景区全方位监测,具体的,全市旅游景区“天眼”系统全面启动,通过“天眼”,旅游管理部门可以实时监测景区的人流、车流,为游客提供及时准确的导游服务;为了推M景区智能化建设,发起了“壹旅游”项目,并于广西首个“智慧旅游”试点景区桂林王城・独秀峰景区进行四维航拍;对桂林象鼻山、阳朔西街等10个知名景区景点全面覆盖4G网络,并在中山路、两江四湖景区等区域铺设了超过1万个WIFI设备点,供游客免费试用。据统计,2016年国庆黄金周期间,来自网站和手机客户端的旅游预订量占近80%,相比去年黄金周,手机客户端的预订人数增长数倍。
2.旅游交通智能化:桂林交通部门对智能交通控制系统及设备进行升级,应用GPS、LBS等导航地图技术,对桂林市区及各大景点路段进行智能化监控,对车辆行驶信息进行追踪,为车辆提供导航服务,提供自驾安全保障;完善了智能公交系统,推出桂林移动掌上公交应用,全国无线城市用户,可通过无线城市客户端使用掌上公交业务查询桂林市公交车运行情况,获取市内公交到达各景区路线、实时位置,为游客出行提供便利;推进城际交通一体化,随着衡柳高铁和贵广高铁相继建成,桂林实现“一城九站”格局,拥有桂林站、桂林西站、桂林北站等9个火车站,不少旅游景点与高铁车站直接衔接,并形成南宁、贵阳、广州、长沙等省会城市三小时城市圈。
3.旅游酒店智慧化:桂林已吸引了喜来登、香格里拉、维也纳等国内外知名品牌酒店入驻,以及Club Med、乐满地等多个国内外知名度假世界,集养生、休闲、娱乐、度假于一体,为不同旅客带来不同的居住体验。 除连锁品牌精品酒店外,桂林民宿业发展迅速,信息化水平高,阳朔的酒店及民居旅馆网上预订功能基本实现全覆盖,一批个性化民居旅馆和特色精品酒店通过网络营销形成稳定客户群,为中国民宿经济的转型升级和可持续发展提供思路。万达更是以240亿元投建桂林万达城,结合商业地产和旅游文化产业,涵盖了购物中心、主题公园、度假酒店等多元化项目,带动桂林旅游与文化、商业产业相融合,打造智慧桂林旅游新模式。
4.旅游管理智慧化:为了实现旅游管理规范化,完善管理体系,设立桂林市旅游公共服务管理处专门负责桂林智慧旅游工作的管理、组织与实施。以现代信息技术为支撑,积极推动智慧旅游各项目的顺利开展,整合全市旅游行政管理、旅游电子商务、旅游公共服务等公共资源,并与政府、旅行社合作开发线上导游服务平台;为提高桂林旅游管理部门旅游统计工作能力,全面提升全市旅游统计数据质量,定期开展员工培训活动,培养数据智能化处理人才,掌握旅游数据进行统筹;并对景点娱乐项目、票务部门进行规范,防止行业间恶意竞争,促进桂林旅游行业平稳有序的发展。
5.旅游信息智慧化:建立旅游公共信息平台、桂林旅游综合数据中心和桂林智慧旅游公共信息服务智能终端体系,在全市推广运用旅游服务质量管理系统。各大景点均在互联网上设立了门户网站,并及时有效信息,便于游客了解景点实时动态,并推出“桂林旅游”微信平台和“桂林随身游”APP,加快推动了旅游线上服务、网络营销、网上预订等服务。
6.旅游购物智慧化:桂林旅游发展改革委积极与阿里、携程等国内知名电商缔结战略合作关系,推出网上订票等服务,在景区内也可直接通过手机客户端进行餐饮、住宿等消费的支付。尤其是桂林旅游与阿里旅行建立战略合作关系,借助阿里旅行强大的线上平台和品牌影响力,建立“淘宝网桂林旅游官方旗舰店”、“码上游”等桂林旅游应用系统,构建先游玩后付款的信用旅游体系,开创全新的旅游模式,并成为与阿里旅行开展“未来景区”城市战略合作的首个国内城市,将为桂林所有景区提供信用游、扫码支付、地图导览等“未来景区”全线产品,助推桂林“智慧旅游”升级。
7.景区体验个性化:在第五届中国桂林国际旅游博览会上,桂林市旅游局在旅博会展厅内设桂林智慧旅游馆,全面展示桂林旅游信息化的最新成果和发展态势,到场市民及游客亲身体验各种智慧旅游项目。为了使更多游客拥有线上体验,在桂林火车站设置了“桂林旅游高铁服务站”,游客可在站内体验“网上游桂林”:通过运用先进的3D虚拟旅游展示、智能旅游终端等技术手段,提供吃、喝、玩、乐及风景名胜等实时、互动旅游资讯。并积极引导、支持旅游景区、酒店旅馆类旅游企业与携程网等知名旅游网站开展线上线下一体化合作,推出各类应季旅游、主题旅游和自助旅游产品,安排个性化旅程。
三、桂林智慧旅游存在的问题
在打造桂林智慧旅游的过程中,仍存在以下几个问题。
1.资源配置:桂林作为世界旅游胜地,流动人口多,相对陈旧的城市基础设施以及逐渐恶化的资源环境难以承受人口扩张和过度集中带来的压力,城市及景区道路、交通等基础设施智能化水平较低,尤其市区通往阳朔的桂阳公路正在紧张施工阶段,造成交通拥堵,给市民游客带来极大不便。加上信息化水平的落后,新兴技术仍在探索与试行阶段,农村和偏远地区信息基础设施普及率低,存在大量移动盲区,影响智慧城市进程。
2.旅游服务:由于信息技术水平有限,互联网+、云计算、物联网等运用领域仅限于个别先进企业,尤其在管理、医疗等部门间,试点少,普及率低,不能运用智慧设施与旅游相结合。除此之外,现有的信息化系统大多由各部门自行建立,系统之间尚未实现互联互通,因此,对于数据的收集与分析往往不够全面和准确,政府也无法通过统一的信息平台指挥各部门协作。
3.客户感知:虽然在现在的旅游活动中,线上交易已成为主流,但是,对于选择团队游的游客来说,旅游线路仍以低端观光游为主,无法满足每个游客的需要,用户体验较差;而对于选择自由行的游客来说,线上旅游信息、商品、服务过度泛滥,没有健全的体系约束,整体缺乏规范化与标准化。
四、桂林智慧旅游对策与建议
智慧旅游是旅游业未来的发展方向,它的建成将惠及政府、企业、旅游者,旅游目的地居民等多个主体,针对桂林旅游发展现状,根据存在的问题,提出以下建议。
1.完善基础设施,优化资源配置,加强合作机制:桂林旅游局应加强与城市实施部门的沟通协调,增加信息设备资金投入,升级基础设施系统,增加信息设施覆盖率,增强城市精准化运行管理;积极与企业合作,引导桂林高新技术企业开展智慧旅游的专项技术研发,鼓励旅游企业和相关企业开展智慧旅游服务革新;为景区提供智能服务、数据能力、营销平台等整体方案,实现景区旅游可持续发展;借助珠江-西江经济带建设便利,加强与周边城市互联互动,实现跨省交通一卡通;旅游部门要与信息技术研发机构以及当地高等院校合作,建立智慧旅游体验基地,开展智慧旅游课题研究,进行智慧旅游技术研发,培养相关技术人才,推广智慧旅游理念。