智慧交通在大数据时代的发展方向

张玉珅 严予彤 杨旌

摘要：交通作为联通城市的血脉是智慧城市的重要一环，伴随着高新科技的迅猛发展以及“互联网+”模式的日渐成熟，技术与交通的结合愈发紧密，越来越多的智慧交通出现在我们的生活中。首先描述了智慧交通的来源及概念，分析了各国智慧交通的发展状况，介绍了我国交通当前面临的困境，重点阐述了智慧交通的实际应用以及基于大数据的发展新方向。

关键词：智慧交通;现状;大数据;发展方向中图分类号：U495

收稿日期：2022—02—28DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.05.018

1 智慧交通发展现状

智慧交通是由智能交通发展演变而来，具有可持续性、注重以人为本、能有效地解决道路通行问题等特点。2009年，美国智能交通协会首次提出智慧交通的概念—在智能交通的基础上将物联网、移动互联网、大数据等高新技术融入交通行业。2012年，我国在《全国智慧城市（区、镇）试点指标体系（试行）》中提出智慧交通的概念，智慧交通是智慧城市的重要一环。在我国，智慧交通是指在现有道路基础设施的基础上，利用先进的IT技术改进交通管理，将交通管理与交通数据资源同步，形成包含交通服务在内的智能综合交通体系。

1.1发达国家智慧交通发展情况

美国通过制定五年计划规划发展智慧交通：2010～2014年智能驾驶发展阶段，主要开发车车通信、车路通信、道路气象管理等。2015～2019年互联车辆发展阶段，通过DSRC通信传输技术实现驾驶员建议、警告及车辆与基础设施的控制。2020～2025年协同驾驶自动化发展阶段，支持自动驾驶车辆之间及高速公路基础设施之间的安全交互，改善交通基础设施性能降低成本。

欧盟委员会于2010年提出《ITS发展行动计划》，在欧洲道路上全面地装配智能交通协同系统，致力于在2050年实现交通死亡及重伤人数趋于零。2012年，欧盟委员会提出要着重于交通行业的创新和高新科技。

日本于1992年开始采用视频侦察系统（VICS）着重解决交通拥堵问题，这套系统可以快速获取交通障碍、停车场、交通管制等信息。2004年采用DSRC通信发展智慧交通，2014年开展战略性创新项目研究自动驾驶系统、车路协同系统，2018年开展第二阶段的创新计划推动自动驾驶系统的开发和验证，提高公众对自动驾驶的接受程度。

1.2 我国智慧交通发展现状

我国智慧交通较发达国家起步晚，但发展迅速。我国自20世纪90年代中期开始研究智能交通系统发展战略、体系框架，2013年交通部提出了“四个交通”的发展理念，其中以智慧交通为关键，“四个交通”相辅相成。

2017年党的十九大报告中习近平总书记首次提出建设“交通强国”的发展战略。2019年，中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》指明了智慧交通的发展方向。交通部部长在2019年全国交通运输工作会议中进一步对“交通强国”作了阐述，追求高质量发展到2035年基本建设交通强国，本世纪中期建成交通强国。

1.3 我国交通现状及面临的挑战

智慧交通的要点是交通，凭借智慧管理平台给居民提供高效安全的出行服务。车是交通四要素——人、车、路、环境中的主体。随着我国经济实力的不断提升，人均GDP的不断增长，机动车保有量一直处于快速增长的阶段。根据公安部发布的数据显示：截至2021年12月27日，我国机动车保有量数量高达3.91亿，每年新登记机动车3 000多万辆，新领证驾驶人2 000多万人，总量和增量均居世界第一。

机动车衣食住行是居民生活不能割舍的四方面，交通是衡量居民幸福指数的重要指标。机动车促进经济增长、便利居民的生活的同时，日益增长的机动车保有量也不断地对“行”发起新挑战。

目前交通面临的主要挑战有：a.供需求关系的矛盾，道路基础设施承载力不能满足激增的车流量;b.资源的紧张，传统的建设方式不能充分利用土地、环境、资金等资源;c.服务能力不足，信息单一且不具有实时性和时效性;d.人员素质有待提高，在政策落地的过程中部分基层人员不具备缺乏现代现代信息技术能力。

2 大数据技术应用于交通的研究成果

在道路行驶中，实时的交通信息就像前行过程中的指明灯。交通拥堵加上不断增加的车辆使拥堵变得更加严重。但是如果人们可以实时获取交通拥堵信息，大部分人会选择绕路而行，节省时间的同时也会减缓拥堵程度。

不对等的交通信息会在一定程度上降低了交通的效率，交通信息的全面性、完整性和时效性是智慧交通的重点，所以信息库的建造可以解决这个棘手的问题2。

2.1实时公交

实时公交、掌上公交是充分利用实时信息的典范案例。用户可利用手机公交APP随时查看公交实时到站信息，即避免了乘客“望眼欲穿”的等待也可以帮助用户合理规划出行方案。智能公交是未来公共交通发展的必然趋势，目前我国大部分一线城市已完成公交智能化，厦门“掌上公交”日流量高达75万人，对减缓交通拥堵有重大意义。

2.2智慧停车场

机动车消费持续增长的同时，“停车难”问题日益显现。城市停车设施、规划、管理等方面的不完善使有限的停车位与无限的停车需求之间的矛盾愈发尖锐。智慧停车场能实现“智能找车位，自动缴纳停车费”，帮助车主快速找到停车位。智能停车场可在时间和空间上解决停车难问题。立体停车场提高了单位体积内的停车数量，线上线下结合可利用手机APP获取停车场信息以提高停车效率。

2.3 绿波带

司机在开车时经常遇到一个绿灯后全是绿灯，或者赶上一个红灯就处处红灯的情况。这主要是因为目前红绿灯一般由电脑调控，一种调控方法是根据车流量情况，即车流多时绿灯时间长、车流少时红灯长，另一种调控方法即是绿波带。绿波带意为这条路上的绿灯会依序亮起，绿灯就像波浪一样一浪一浪，所以这种调控方法被形象地称为绿波带。一般绿波带设计的时速会根据路况进行相应调整。假设道路交通信号灯按照“绿波带”原理进行设置，当车辆以60km/h于第一个路口遇到绿灯，接下来继续以60 km/h的速度行驶，后面经过设置的路口也将全都是绿灯;遇到红灯时不妨調整下速度，调整到合适的速度，接下来的路口也就可以遇到绿灯。

“绿波带”这一概念准确来说是指一种相位差，即以驾驶时速和路口之间间距确定绿灯亮起的时间差，当上游路口的车辆绿灯时通过，使用适当的速度行驶时，可以在下游路口同样以绿灯通过31。合理使用“绿波带”，可以弹性地控制车流速度，鼓励驾驶员以适宜的速度行驶。

3 智慧交通在大数据时代的发展新方向

3.1实现交通信号灯实时监控，减轻交通拥堵

目前城市交通所应用的交通信号灯时长设置标准，通常是通过分析某时段当中的汽车流量，使用严谨科学的算法，最终得出的使用标准。在不同的城市、不同的时段以及不同的路段都会有不大相同的标准，但一般情况下，固定路口固定时刻的交通信号灯时长不会出现频繁更改的情况。智慧交通技术在不断的进步，但智慧交通信号灯等技术正在发展，并未完全实现，因而短时间内红绿灯时间标准设置不会有颠覆性的变化。

随着我国经济和科技技术的快速发展，国内公路建设已经取得了很大的成功，城市道路的建设也一直在不断地改良与优化，汽车到达目的地的路线选择不断增加。

通过大数据技术对于道路车流量数据进行抓取，能够对道路的拥堵情况进行更加精准、及时的播报，结合交通信号灯的实时变化、时长等信息，利用模拟算法精确计算、模拟出预计拥堵时间，同时根据拥堵时长与预计到达距离信息，计算出当前正在行驶道路可行驶车速的合理范围之内，达到帮助司机得到合理时速以避开拥堵的目的。随着5G技术、云计算技术的发展，获得信息的效率会不断提升，因此得到的计算结果也会更加精确。并且在自动驾驶技术成熟与完善后，与此技术结合使用，可以达到更好的效果，自动驾驶控制的车速更为精准，因此可以更好地应用通过计算后的最适宜时速。

与此同时还应给予司机在路线上的多项选择。结合大数据技术所得信息，并经过系统的计算对比后，选择用时最短的路线作为最优路线，通过语音播报的方式告知驾驶人，驾驶人可以根据语音提示提前改变行车路线。并且城市交通管理部门也可以考虑平台建立与系统管理，在驾驶人大范围使用同一智慧交通平台时，能更有效的管理车流。如出现突发状况，可以通过平台对驾驶人进行疏导，提前合理分配车流，以避免大规模拥堵，提高城市交通的整体运行效率。

在城市省道和国道上，时常有大型货车行驶，城市内部道路当中，公交车也属于大型车辆。小型轿车尾随大型货车行驶时，很难及时观察到交通信号灯的变化。在车流开始前行时，大部分小型轿车会选择观测车流的行驶情况，在前车有驾驶趋势后再开始行驶，跟随大型货车缓慢行驶通过路口;而当车流停止前进时，很容易导致小型轿车被遮挡视线，出现误闯红灯、急刹车导致与后车相撞等问题。

对于交通信号灯状态完全未知的情况下，驾驶人能够得到的信息存在一定的滞后性，很容易造成交通事故或出现违法行为。使用大数据技术使得城市交通信号灯数据可观测，当交通信号灯数据实时出现在用户的驾驶设备上时，用户可以实时观测到前方路口的红绿灯变化状态，提前做好相应的驾驶准备，而不只是被动观察，既能提高路口通过效率，又能减少事故的发生。

3.2合理利用“绿波带”，缓解司机行车负面情绪

截至2021年底，我国汽车保有量已经达到3.91亿辆，将自驾作为日常通勤方式已经成为了主流，私家车为人们的生活提供了便利，然而城市交通问题也接踵而来，城市早晚高峰交通拥堵现象不断增加，交通事故频发，“路怒症”等新问题也不断出现。据统计，我国将近60.72%的驾驶人在驾驶过程中有过路怒的负面情绪。

相较于平常，一般司机驾驶机动车时更容易产生愤怒、烦躁等负面情绪。负面情绪对于驾驶者的主观判断，是会产生一定不利影响的，有研究表明，带有愤怒情绪的驾驶者可能会做出攻击性驾驶行为，发生交通事故的风险将会增加3.10～5.90倍风险。带情绪化的驾驶行为多出现于交通拥堵、其他车辆的加塞行为、前车随意变换车道影响驾驶等情况下51，因此缓解司机在驾驶过程中的负面情绪非常重要。

合理利用“绿波带”，可以使驾驶人减少遇到红灯以及拥堵的可能性，驾驶过程更为顺畅，从而达到缓解负面情绪的作用。目前在国内已有省份尝试利用智能交管系统设置“绿波带”，成功舒缓交通压力的案例，以南昌交管部门为例，其为南昌市的多条城市道路设置了“绿波带”，2020年南昌市交通拥堵指数1.27相较于2021年降低了0.04，且平均车速也有所提高，这说明设置“绿波带”对于缓解交通拥堵是有效的。

但目前对于“绿波带”的使用是有一定限制的，过快或过慢的速度、意外交通事故或者道路条件不适宜都会导致“绿波带”无效，驾驶者本人也很难判断是否需要变换车速以适应“绿波带”，甚至有可能出现一路红灯的反向情况，为解决这一问题，可以转换视角，从驾驶人的角度出发，让驾驶人较为准确地成功应用“绿波带”。

将“绿波带”概念当中的驾驶速度精确为确切的数字，通过大数据技术将交通信号灯实时数据信息进行收集并应用算法计算，计算出相对准确的“绿波带”驾驶速度后，进行语音播报提示供驾驶人参考，可以有效地减少司机在驾驶过程当中的停滞次数，合理避开红灯;与此同时，易出现在红灯时的前车加塞、变道抢行等行为，也会因为遇到红灯次数减少而得到缓解。驾驶人在驾驶过程中，也会因为顺应“绿波带”适应时速而保持较为顺畅的状态，不仅缓解了交通拥堵，还会减轻司机的负面情绪。

4 结语

我国在智慧交通发展方面属于后起之秀，发展迅速，实时公交、“绿波带”等智慧交通成果频出。但在有大量发展机遇的同时也存在一定挑战，将智慧交通与大数据、云计算及5G等新兴科技结合至关重要，高新技术发展为智慧交通建设提供了技术支撑与保障。利用大数据技术，实现交通信号灯实时监控、有效利用“绿波带”，缓解交通压力以及驾驶人负面情绪，为市民提供更加舒适、安全的交通环境，促进智慧交通进一步发展以及智慧城市的实现。

参考文献：

[1]决胜全面建成小康社会夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利[R].北京，2017.

[2]黄佳慧.推进智慧交通建设打造大庆宜居城市[门].商业经济，2016（10）：8-9.

[3]编辑部.“绿波带”出行常识[门.汽车与安全，2021（11）：66—67.

[4]任倩，卢昕玮.“路怒症”的内外生逻辑及影响因素研究[J].中国安全生产科学技术，2021，17（7）：162—166.

[5]陈宇，庞媛媛.汽车驾驶人愤怒驾驶研究现状及展望[J].伤害医学（电子版），2015，4（3）：54—59.

作者简介：

張玉珅，女，2001年生，大学本科，研究方向为经济管理。