深圳国际生物谷坝光核心启动区智慧交通规划研究

1 引言

深圳坝光定位为以“国际生物谷”为主导产业的生态科技小城,一座在绿色中生长的科技园区,一座生态和谐、国际品质的滨海小城。为避免由于机动化交通引起的严重交通拥堵和环境污染,减少生态破坏,坝光以低碳交通理念为基础,借鉴国外相关城市的规划经验,通过规划完善的公共交通系统、慢行交通系统,并设置综合交通枢纽,配合相关的交通管控措施,尽可能避免交通拥堵。

在智能化交通管控和智慧化出行服务方面，坝光规划充分融合物联网、大数据、人工智能等技术，推进智慧交通建设。作为智慧城市的重要组成部分，智慧交通在智能交通发展的基础上，依据物联网技术，在系统建设方面,更加强调系统集成的智能性和协作的灵活性；在公众服务方面, 更加强调服务内容的个性化以及服务模式的人性化、智能化[1]。

强调交通信息系统最大限度地与其他各类信息系统实现互联互通，进而催生全新的应用和服务方向, 最终提高交通系统的运行效率, 减少交通事故, 降低环境污染,促进交通管理及出行服务系统建设的信息化、智能化、社会化、人性化, 有助于最大程度地发挥交通基础设施的效能, 提高交通运输系统的运行效率和服务水平, 为公众提供高效、安全、便捷、舒适的出行服务[2]。

2 坝光片区交通组织规划

结合《大鹏新区保护与发展综合规划》、《大鹏新区综合交通发展规划》、《深圳市坝光片区规划》、《坝光法定图则》等上层次规划要求，坝光片区规划遵循“绿色交通”发展战略，发展“停车+换乘”（P+R）的交通组织模式，梳理和确定道路、公交、停车和慢行交通组织方案，为智慧交通的建设提供指引。

坝光片区路网进行交通管控，采用在3个对外联系出入口设置综合交通枢纽（盐坝高速、新葵坝路、鹏坝出口）的方式，截留外部驶入片区的社会车辆，使其在交通枢纽内完成换乘公交车或慢行设施后放行。进入受控区域的社会车辆接受交通管控在区内通行；不进入受控区域的社会车辆仅在环坝路和进出综合交通枢纽的对外交通组织通道内通行。坝光交通组织示意图如图1所示。

图1 坝光交通组织示意图

3 坝光片区智慧交通解决方案

根据智慧坝光的规划，智慧停车、出行服务、交通管控是坝光智慧交通的建设重点。基于项目整体的智慧交通顶层设计，坝光片区智慧交通顶层设计架构图如图2所示，建设内容主要包括“1个中心、3朵云、3个平台、N个应用”。1个中心指的是1个智慧交通中心，该中心与智慧健康、智慧社区、智慧生态等管控平台协同管理，共同服务于智慧坝光；3朵云指的是运营管理云、运行监控云和信息服务云；3个平台指的是大数据平台、智慧停车管理平台和车路协同管理平台；N个应用指的是面向停车换乘、车辆管控、无人驾驶公交车、无人驾驶清扫车等的多个应用场景。

图2 智慧交通顶层设计架构图

通过构建覆盖路内、路外停车场和立体停车库的智慧停车管理平台，实现路内外停车一体化管理，提供无感支付、停车诱导、交通诱导、智能停车等服务。通过构建车路协同管理平台，一是可以为公众出行提供全方位的信息服务，包括路况、突发事件、公交车换乘等信息，二是可以提供运营管理和服务，实现坝光运营车辆的状态和位置的实时监测、交通驾驶行为监管等，三是通过路侧基站、传感器等设备的辅助，可以为坝光的无人驾驶公交车、无人驾驶清扫车等提供辅助信息，提高行车安全性，实现无人驾驶示范应用。

3.1 车路协同管理平台

3.1.1 平台总体架构

车路协同管理平台主要由智能路侧设备、智能车载终端系统及中心平台三部分组成[3]。智能路侧设备根据实际需求集成摄像头、道路传感器等信息采集设备，实时采集路网运行状态、交通事件及环境气象等信息，通过专网及时上传至中心平台，智能路侧设备具备一定的边缘计算能力，需要实时快速发布的信息经过处理后，通过情报板、车路通信等手段及时向周边车辆发布；车载终端通过V2X通信技术实现车与车、车与路侧设备之间的通信，将车辆速度、方向、加速度等信息经过处理后上传至智能路侧设备或向周边车辆发布，实现车辆与周围环境的协同，避免交通事故；中心平台系统实时收集上报的数据，实现远程监控、交通状态分析、交通信息发布等。车路协同管理平台总体架构图如图3所示。

3.1.2 车路协同中心平台

信息服务子系统、数据库子系统合称中心平台系统，该系统包括服务器和软件系统、大屏幕显示终端、控制终端等多种设备。中心平台系统将信息采集技术、云计算技术与先进的交通信息融合技术进行完美结合，既可为坝光运营管理单位在交通指挥调度提供决策依据，又可为各类交通参与者提供准确、实时的交通信息服务，实现运营管理单位对交通事件的线上指挥调度，提高科学决策能力，从而推进突发事件管理工作的信息化进程，最大限度减少突发交通事件造成的灾害与损失[4]。

3.1.3 智能路侧设备

智能路侧设备主要用于实现车路通信等功能，为交互式智能交通、行车安全及自动驾驶应用提供支撑，让交通设施与汽车之间具备直接实时“对话”能力，支持广泛的互联汽车、协同式智能交通和自动驾驶汽车应用，如协作式智能交通信号灯、智能交通设施等[5]。

车路协同智能路侧设备采用高性能处理器，内置GNSS（北斗/GPS）定位模块，具有高精度定位功能；除V2X车路通信以外，还具备蜂窝通信、WiFi和蓝牙(Bluetooth) 等无线通信功能；并提供RS485、RS232、以太网等对外接口，全面满足各种通信需求。设备支持48V直流供电与POE供电两种模式，基于它可构建各类综合车路协同应用。

3.2 智慧停车管理平台

智慧停车管理平台以停车服务业务流程为导向，通过对新型技术模式的研究和创新，依托云计算、大数据等前沿技术，按照“集中存储、统一平台、分级控制”的设计思想，实现各方资源有效整合、集中管理和平台化运营，为管理人员提供统一的停车管理监管平台，为大众提供信息查询、停车咨询等服务。同时，结合动态交通运行状况、通过交通诱导，实现动静态交通协调发展。

（1）智慧停车管理中心子平台

智慧停车管理中心子平台包括停车场运营监控中心系统、运营管理系统、清分结算平台、综合调控子系统等。

停车场运营监控中心系统对联网停车资源进行远程监控和可视化监管，并通过监控大屏监控前端设备的实时运行状况、停车场的分布和空位状况、巡检人员的运行轨迹、设备故障或者告警信息的来源等[6]。

运营管理系统在停车资源平台化的基础上，实现坝光停车资源集中监管、停车运营管理、停车指挥调度、交通综合调控及辅助决策分析。

清分结算平台实现与各个支付服务提供商的资金对账、结算功能。

综合调控子系统以停车泊位监测信息为依据，通过停车诱导、停车信息发布等方式，盘活停车资源，提高停车效率。

（2）公众服务子平台

充分利用移动互联网、云计算、大数据等现代信息技术成果，建设智慧停车公共服务平台，向广大车主提供车位级别的停车诱导、反向寻车以及无感支付体验。

智能停车泊位诱导及反向寻车系统提供场内视频车位诱导和场外车位诱导两大功能，分别基于图像/视频分析技术和地感车辆识别技术，实时分析车位占用/空闲状态，并通过诱导屏及车位状态指示灯以及自助查询机等通道实时显示车位信息，方便车主快速有效地找到空余停车[7]。

通过在车场的停车位上前方安装车牌识别摄像机，车牌识别摄像机对一个或多个车位的视频信息进行实时处理，检测车位状态、车辆的车牌号码，并将车位占用状态直接传输给车位引导屏，用于向车主发布引导指示，同时，将车牌号码及车位图像传输到数据服务器进行储存，并应用于反向寻车[8]。

缴费子系统以自动识别方式为主，采用ETC+车牌识别双重不停车通行技术，实现车辆远距离自动识别，不停车通行，为车主提供无感支付体验，缓解高峰期拥堵现象。同时支持移动支付（微信支付、支付宝支付）等非现金支付方式，兼容岗亭收费、自助缴费机等现金缴费模式，降低现金管控成本、规避现金管控风险，实现停车费用的便捷征收和统一管理。

3.3 智慧交通应用

根据应用效果，智慧交通应用主要可分为3类，即交通安全类、交通效率类及信息服务类。

交通安全类应用包括前向碰撞预警、交叉口碰撞预警、道路危险状况提醒、恶劣天气提醒等，为驾驶员提供周边车辆、道路环境的危险源告警。

交通效率类应用包括道路拥堵预警、优化路线诱导等，从全路网交通运行状态分析当前车辆前往目的地的最优路径及最佳车速，减少拥堵所带来的时间、油耗浪费。

信息服务类应用包括车内电子标牌、MaaS出行服务、围绕车后市场的增值服务等，为出行者提供旨在实现快捷出行的交通信息服务。

智慧交通综合应用场景示意图如图4所示。

图4 智慧交通综合应用场景示意图

针对坝光实际建设情况，主要对以下典型道路环境进行应用设计。

（1）行人通行路口

行人通行路口指位于道路中央，针对行人通行布设的带有斑马线的通行道路，可分为装置交通信号灯与无装置信号灯两种。根据此特点，重点针对行人穿行检测及车辆通行效率进行应用设计。

（2）复杂交叉路口

为保证交通安全和通畅，交叉口常设有信号灯等交通控制设施和其他交通管理设施。此段路应用可以通过信息采集、交互与决策，解决智能网联汽车通过交叉路口、行人与非机动车辆通过交叉路口的安全性问题，还可以根据检测到的交叉路口实时交通流量，优化控制交通信号灯的变化，减少交叉路口拥堵。

在城市复杂交叉路口可以实现包括闯红灯预警、行人碰撞风险预警、车辆碰撞风险预警、交通拥堵状况实时监测、道路危险（积水、结冰、坑洼路面）预警、交通信号灯状态、动态配时、车速建议、标牌信息、特殊车辆（紧急车辆、公交车等）优先、自动驾驶车辆视觉感知增强等应用。

（3）城市道路环岛

环岛也称环形交通，是交通节点的一种特殊形式，属于平面道路交叉。环形交叉的地段也俗称环岛、转盘等。车流量不大的情况下，环岛设计相比红绿灯能提高交通效率，但一旦车流量大到一定程度，反而容易形成拥塞，降低通行效率。所以环岛应用设计应该体现在控制流量和避免碰撞上。

4 结束语

坝光片区定位从精细化工园区到以“国际生物谷”为主导产业的生态科技小城，确定“坚持生态优先，坚持保护与发展协调”的基本原则。为彰显坝光特色，构建与片区区位、环境、产业相适应的特色交通服务体系，可以为坝光片区的国际化发展提供重要支撑，可以为坝光片区的交通系统承载能力提供增量。因此推进坝光片区智慧交通体系建设具有十分重要的现实意义。