“智慧城市”背景下的城市道路设计创新

王亚莉 张卢喻

1.唐山市规划建筑设计研究院重庆分院 重庆 401120；2.重庆市城投路桥管理有限公司 重庆 400000

自2008年金融危机后，世界范围内的新经济增长点都放置在智慧城市建设过程中，配合使用功能完善的感知技术、网络技术、支撑技术，进一步加快城市发展进程。道路设计是城市基础建设重要项目之一，通过开展智慧城市建设工作，可以在城市民生、公共安全、基础服务等领域对道路进行全面规划及管理，从根本上保障城市道路设计水平，有序推动生态文明社会建设进程。

1 智慧城市概念及应用重要意义

1.1 智慧城市概念

关于智慧城市概念，不同行业、不同企业均提出了专有论述。从技术角度分析，智慧城市主要就是应用物联网、云计算、互联网等先进技术解决城市管理问题，构建起功能完善的公共管理平台以及服务应用系统。在智慧城市的建设过程中，城市自身也可借助感知、认识、学习等环节不断发展，切实提升自身智慧化水平。

同时，智慧城市建设工作也需要围绕民生、企业竞争力、城市可持续发展等内容，配合使用更为先进的城市运营服务理念，对城市资源建设、环境建设、基础设施建设工作进行不断优化，构建起协同共享的城市信息平台，以便更好对城市运行及资源供给提供智能响应控制服务。

1.2 智慧城市在城市道路设计创新中的应用重要意义

首先，智慧城市理念能够为城市道路设计工作提供重要理论支持。城市道路设计与建设工作系统且复杂，全面感知技术又增加了城市道路设计与运营期间的数据信息量。在数字化城市建设以来，城市以及共享数据仓库种类增多，关于城市道路设计环节的要求更高[1]。通过将智慧城市理念应用在城市道路设计创新期间，可为城市道路设计创新工作提供更加海量数据支撑。如配合使用车联网技术，可以及时获取到城市道路车辆运行信息，结合此些信息构建交通模型，科学编制城市道路交通设计方案；

其次，智慧城市理念将提升城市道路设计创新工作的公共参与积极性。从本质角度分析，智慧城市建设工作主要就是对社会及城市治理进行创新变革。城市道路设计创新工作与公众生活质量存在密切关联。在智慧城市建设过程中，城市道路交通创新设计方案更加体现出了现代科技以人为本原则，重新定义了创新中用户角色应用价值[2]。借助城市建设过程中的信息交流平台，也可以收集广大群众、利益集团对道路设计创新工作的意见及看法，使公众能够借助表决机制获得规划工作决策权。

2 智慧城市背景下城市道路设计要求

现阶段城市化发展进程不断加快，城市内交通、能源及土地之间的矛盾问题更加突出。由于城市人口数量急剧增长，实际交通压力更大，经常会出现道路拥堵问题，对大众日常出行造成严重不利影响。同时，由于机动车数量快速增长，交通污染现象严峻，严重威胁到地区可持续发展进程，需要着重关注城市道路设计创新工作。

配合使用智慧城市理念开展城市道路设计创新工作，需确保设计创新环节符合以下要求：

遵循城市内部各道路等级及设施性能，做好道路设施运行状态的评估工作，收集充足的道路养护数据资料；

要求智能道路设计工作需要遵循以人为本原则，为行人及机动车驾驶人员提供专项服务，如城市道路路面实时情况、车辆定位及引导服务等，确保车辆及行人能够更加安全且高效的到达目的地[3]。通过构建智慧交通运输系统，增强系统内部定位、预测及预警功能，切实保障车辆行驶期间的安全可靠性。城市道路还可借助智慧化理念进行全面维护，有序完成智慧道路工程建设工作，延长道路工程生命周期。

3 智慧城市背景下城市道路设计原则

3.1 平等性原则

在城市内部交通体系规划过程中，各交通体系及规划参与工作均应平等，享有对公共交通公平占用的权利，使各类交通方式均能够发挥出应有的运行效率。在道路公共资源所占比重较大的情况下，道路设计创新期间的平等性主要体现在各参与者、使用权方面[4]。配合当前道路交通实际要求，对现有结构进行不断优化及完善，合理配置道路交通网络体系，构建起专项可行的道路交通信息共享平台。

3.2 人性化原则

智慧城市背景下的城市道路设计创新工作应遵循人性化原则，着重关注弱势群体的保护工作，各类弱势群体的交通出行提供便捷服务，使民众能够更加积极的参与到城市道路设计创新工作中。

4 智慧城市背景下城市道路设计流程

4.1 城市道路土方量计算优化

在城市道路设计优化过程中，使用智慧城市理念下的各类先进科学技术，也可以提升土方量设计优化环节的精准度。具体来说，城市道路设计及建设期间，土方工程占道路工程建设全过程的20%，土方量计算结果可直接影响到工程实际建设水平。现有土方量计算工作主要包括断面法、等高线法、网格计算法等，实际计算工作经常会受到人为因素影响而产生偏差，部分地形较为复杂的地区实际计算量更大，工作内容较为繁琐。

现阶段先进计算机技术被广泛应用在道路设计创新内，如GIS技术、BIM技术、GPS技术等[5]。因本文篇幅有限，仅以数字高程模型技术分析智慧城市背景下城市土方量计算优化工作。在使用数字高程模型技术期间，需要利用地面点的平面坐标、高程坐标描述地表三维模型，细致分析到道路工程所在地区土壤类型、植物种植面积。借助专项设计软件创建道路横断面采样线，自动定义道路材质，精准且快速的计算出城市道路土方量以及材料用量，为后期城市道路建设及造价管理工作提供重要参考依据。

4.2 线型设计优化

在城市道路线路设计过程中，需要首先进行平面设计优化工作，着重分析城市道路内部曲线最小半径、超高横坡度、公交站位置及车道宽度等具体情况。要求设计部门应当细致收集城市道路建设与运营期间的各类数据，并对此些数据进行精准转换。如使用BIM技术，在最初阶段依照设计规范及信息输入量开展城市路线规划工作。如在设计平台上部线路中出现黄色标记，则需分析实际设计期间存在的各类问题，并对输入的数据信息进行严格检查，使线型设计工作更加规范。

在城市道路纵断面设计过程中，需要生成原地形曲面图纵断面，配合分析建设现场地形标高基础数值，生成地形曲面纵断面结构，使实际设计结果更加精准[6]。配合使用纵断面设计软件，可以通过纵断面布局工具栏直观展现出断面半径、坡度及变坡点的高程情况，在保障此些数据全面精准的情况下输出效果图。

在城市道路横断面设计过程中，应当使用专用横断面编辑器，对横断面各部件进行灵活配置，确保横断面设计期间的各类参数数值能够灵活配置，为日后道路模型的构建工作提供充足的数据基础。为充分发挥出横断面编辑软件应用期间的积极作用，设计工作者还应当加强点、线等代码管理力度，对行车道曲面结构进行全面施工模拟管控，控制后续设计及施工变更对设计创新工作造成的不利影响。

在城市道路超高及加宽设计期间，还需要结合专有设计软件中的道路超高、加宽设计工作、编辑工作，保障工程实际设计效果。举例而言，在道路工程圆曲线半径等于或小于250米的情况下，需要做好道路加宽设计工作，加强道路占地管控力度，不断优化车辆公交站点、交叉口减速车道设计功能。

4.3 管线综合设计优化

城市道路设计工作也涉及管线综合设计优化环节，需要着重分析现有建筑管线敷设情况。在原有管线综合设计优化过程中，设计工作需要花费大量的人力及物力资源收集各类数据信息，避免道路建设与综合管线发生碰撞重叠情况，导致工程运行期间的各项利益受损。

配合使用智慧城市理念下先进的设计技术，也可为管线综合设计优化工作奠定坚实技术基础，对管线现有情况进行全面监测，将所得到的碰撞与重叠风险及时反馈给设计部门，确保制定出的城市道路设计优化方案能够控制路面返修及管理成本。

借助GIS计数中的统计功能、数据分析与整理功能，也可以节省满足项目综合设计要求，确保道路设计工作与管线设计工作能够协调开展。

4.4 城市道路景观对接

为确保智慧城市理念下的道路设计工作能够更好满足生态文明社会建设要求，还应该重点关注城市道路景观设计对接环节。在城市道路设计过程中，景观是柔化道路线路、改善城市生态环境的重要基础，与城市道路设计创新工作存在密切关联[7]。在原有城市道路景观设计过程中，城市景观设计工作较为独立，以图纸或文件等形式呈现，后期修改难度较大。借助先进的BIM设计平台，道路设计部门与景观设计部门可以借助构建起的三维模型进行深入沟通，降低后续施工方案变更问题发生概率。

利用设计软件构建景观三维模型，然后将设计好的道路三维模型导入到3DMax设计软件中进行渲染处理，组合成完整的城市道路景观设计，为相关设计人员提供完整的效果图。

5 智慧城市背景下城市道路设计管控要点

5.1 严格遵循公交优先原则

在城市道路系统设计期间，为从根本上控制道路拥堵问题，缓解城市道路发展与生态环境保护工作之间的矛盾，需要着重提倡公交出行，在交通压力过大的情况下限制私家车出行数量，进一步提升城市内部公交地位，确保城市道路设计创新工作能够与当前智慧城市建设目标保持一致。

在遵循公共优先原则过程中，需要提升公共交通层次性能，满足不同交通层次等级需求，切实保障公共交通整体服务水平。在现阶段城市化进程不断推进的情况下，城市内部有轨交通也呈现出快速发展趋势，应当在城市交通设计创新期间保障城市交通体系的和谐性。

赋予城市公共交通专属路权，要求在城市公共道路规划期间需要设置专用公交车道。经过实际调查研究发现，如公共交通车道设置在客流量较大区域，会导致不同程度的交通拥堵，更易引发交通事故，因此可以从延长公交通过绿色信号灯等方式，使公共车道作用能够被充分发挥出来。着重关注乘客换乘时间的便捷度，要求在设计公共交通空间期间还需要保障乘客换乘期间的便捷度以及安全性，合理安排不同车辆在同一时间的经停时间表。

配合使用先进的智慧城市信息共享平台，为乘客提供线下公共交通线路、平台设计方案，满足不同需求群众设计要求。

5.2 城市道路交通慢行规则

基于智慧城市理念，着重开展非机动车道的隔离与分流工作，加强机动车与非机动车道的管理水平。对道路中的信号灯位置进行合理安排，使城市道路体系能够得到优化布置。

5.3 城市智慧交通安全规划

城市道路智慧交通安全规划工作，要求在市区道路及城市支路交叉口处派对数量充足的监管设备，如视频监控系统等。加强城市道路通行期间的速度管控力度，在道路合理位置设置减速带。要求城市中的交叉口及人行横道拓宽工作需要相互配合，采用科学方式缓解城市交通运输压力，保障城市内部交通运行期间的安全性与顺畅度。

6 结语

总而言之，现阶段智慧城市理念已然成为城市建设重要发展方向，在众多新兴科学技术的支持下，城市道路规划设计工作更加完善，有利于协调道路建设与其他服务项目建设内容。为切实保障城市道路设计创新水平，使道路建设工作能够更好满足日渐提升的大众生产生活及交通出行要求，还需要引进更为先进的城市道路设计理念，构建起城市道路设计规划专用平台，确保城市道路设计创新工作能够更好遵循既有城市交通系统规划原则，发挥出道路设计工作的积极作用。