优化城市交通管理:交通道路环境监测信息平台的作用与价值

赵 旭,张丹扬,曹梦秋,郭文伯

(1.北京交通发展研究院,城市交通节能减排检测与评估北京市重点实验室,北京 100073;2.清远职业技术学院,广东 清远 511510; 3.广东南华工商职业学院,广州 510507;4.英国威斯敏斯特大学,伦敦 NW1 5LS;5.英国牛津大学地理与环境系交通研究中心,牛津 OX2 6JF;6.北京第二外国语学院,旅游科学学院,北京 100024)

0 引言

随着城市化进程的不断推进,城市交通管理面临着日益严峻的挑战[1].交通拥堵、环境污染和交通事故等问题对城市的可持续发展产生了重大影响.因此,优化城市交通管理成为了当代城市规划和管理的重要任务之一.交通规划作为交通管理的重要一环,是早期大数据技术的前沿应用行业.大数据和人工智能等新技术的不断迭代为交通规划获得更精细化的数据以及新的分析手段提供了基础.传统交通规划方法,如交通规划模型,虽然对城市的交通建设发挥了重要作用,但都以人工检验为主,采用的基础数据、模型体系及相关参数往往没有统一的标准,存在范畴局限、价值缺失、无法全息感知及协同联动等困局[2].近年来,随着城市数字化转型的推进,社会各界逐步意识到,数字化转型不仅是推动人民城市建设的重要推动力,更是塑造城市核心竞争力的关键之举,是城市治理体系和治理能力现代化的必然要求.为了实现更高效、安全、环保的城市交通系统,交通道路环境监测信息平台的建设和应用逐渐引起了广泛关注[3].

交通道路环境监测信息平台作为1种集成信息技术、传感器网络和数据分析的创新解决方案,为城市交通管理部门提供了全面的实时数据和决策支持工具.通过监测交通流量、道路状况、环境污染、交通事故等关键指标,交通道路环境监测信息平台能实时分析和预测交通情况,帮助决策者更准确地了解城市交通状况,并制定相应的管理策略.本文旨在探讨城市交通运输环境监测信息平台的构建与应用,从平台的总体框架、数据采集与处理、数据共享与利用等方面进行详细的介绍和分析,以期能为城市交通环境的监测和管理提供参考和借鉴.

1 国内外研究现状

在过去几年里,国内外对交通道路环境监测信息平台的研究与应用取得了显著的进展.例如,美国的交通管理中心采用先进的传感器技术和实时数据处理算法,实现了交通流量监测、拥堵预测和智能交通管理等功能.此外,欧洲国家也在交通道路环境监测信息平台方面进行了大量的研究工作,通过整合传感器网络、地理信息系统和大数据分析,有效监测和管理城市交通.除了在交通管理方面的应用,国内外的研究也探索了交通道路环境监测信息平台在其他领域的应用[4].例如,一些研究着眼于交通安全领域,通过整合监测数据和交通事故统计数据,实现了交通事故的实时监测和预警功能.同时,一些研究关注环境保护和可持续交通发展,通过监测交通排放和环境污染指标,为决策者提供了制定环保政策和推动绿色出行的依据.

在国内,交通道路环境监测信息平台的研究也取得了重要进展.各大城市的交通管理部门积极推动了交通道路环境监测信息平台的建设.例如,北京、上海、广州、深圳等城市在交通拥堵监测、交通信号优化和交通事件管理等方面进行了深入研究[5].此外,一些高新技术企业也在交通道路环境监测信息平台方面进行了创新研究,开发了具有自主知识产权的传感器设备和数据处理算法,为城市交通管理提供了新的解决方案.

国内外的研究表明,交通道路环境监测信息平台在优化城市交通管理方面具有重要作用和巨大潜力.通过实时监测和分析交通流量、道路状况、环境污染等关键信息,交通管理部门能及时了解城市交通状况,制定相应的管理策略和应急措施.然而,目前仍存在一些挑战,如数据质量和隐私保护等问题,需要进一步地研究和解决.本论文旨在深入探讨交通道路环境监测信息平台的作用与价值,并提出相应的改进和应用建议,以推动城市交通管理的优化与发展.

在技术方面,国内外的研究注重于传感器技术、数据处理算法和系统集成.传感器技术的进步使得交通道路环境监测能更加准确地采集数据,例如交通流量、车速和空气质量等.数据处理算法的发展提高了数据的实时性和可靠性,并能对大规模数据进行高效处理和分析.此外,系统集成的研究关注如何整合多个子系统,实现数据共享和协同工作,以提高监测平台的综合性能.

然而,当前的研究还存在一些挑战和亟待解决的问题.首先,数据质量和数据一致性是关键问题,确保采集到的数据准确可靠对于实现有效的监测和分析至关重要.其次,隐私保护和数据安全是1个重要的考虑因素,在平台设计和数据处理过程中需要充分考虑用户隐私和信息安全的保护.此外,平台的可扩展性和适应性也需要进一步研究,以满足不断变化的城市交通管理需求[6].

综上所述,国内外的研究现状表明交通道路环境监测信息平台在优化城市交通管理和提升交通安全、环境保护等方面具有广阔的应用前景.尽管已取得一定的研究成果,但仍然需要进一步的研究突破和应用创新,以解决存在的挑战并推动平台的应用和发展.本论文将在这一背景下,深入研究交通道路环境监测信息平台的作用与价值,以期为优化城市交通管理提供有价值的见解和建议.

2 平台设计

2.1 平台整体设计

交通运输环境监测信息平台包括3个子系统和设备集成工作,能对采集的环境信息进行综合统计查询分析等功能.操作人员将环境监测数据和部分分析结果录入平台.监测点通过数据采集模块将监测数据传输至平台.平台利用地理信息数据和业务专题数据库等数据支持,对环境监测数据进行分析并以报表形式展示.同时,按照交通运输部的要求,将需要上报的监测数据通过数据交换应用程序上报到交通运输部的数据库中.操作人员通过系统的填报功能页面按时更新交通环境监测数据和分析数据.监测点部署在隧道、收费站、服务区等地.

2.2 对象选取原则及分类

平台建设内容包括监测对象选取和监测情况评估.监测对象选取根据交通基础设施布局、人居环境和生态环境保护目标、现有环保部门环境监测网等因素,分为3类:环境质量常规监测对象、交通热点区域常规监测对象和交通热点区域监督性监测对象.监测情况评估主要针对城市道路、高速公路和国道环境及枢纽场站环境,分析平台的应用效果.这3类监测对象的区别如下:

1)环境质量常规监测对象:监测交通运输污染源对环境空气质量和声环境的影响;

2)交通热点区域常规监测对象:监测交通热点区域内部及边界处的环境质量,主要包括公路运输枢纽和公交枢纽、轨道交通站点、火车站、机场和高速公路服务区;

3)交通热点区域监督性监测对象:监控交通热点区域污染物达标排放情况、环境保护设施有效性等,用于支撑交通运输行业环保管理.

根据上述内容,对平台进行建设,依次为城市道路环境检测情况、高速公路和国道环境检测情况及枢纽场站环境检测情况.

3 平台建设内容及特色

3.1 城市道路环境监测情况

城市道路环境以规划目标为指向,以功能定位和布局标准为依据,以城市道路基础设施展开为主线,重点研究城市主要区域的(如五环内及五环周边)交通运输环境监测网布局方案.具体步骤如下:

1)分析居住人口密度分布图,识别交通高峰时段邻近城市道路的人口高密度区,并沿路间隔布置监测站;

2)选取中心城区快速路、省道和部分主干道的五环内及五环周边区段,根据高峰时段交通流量排名前10%的原则,确定交通活动水平繁忙路段监测对象;

3)结合城市环保系统已有的环境监测站点,对城市道路环境质量监测布局方案进行调整优化,利用现有资源,减少资金投入,实现对城市重点城市道路路段环境质量信息的全面掌握;

4)根据城市道路监测因子,以环境空气质量常规6项和噪声等效连续A声级为主,有条件的站点可监测黑炭、苯系物、非甲烷总烃等因子,采用自动站的方式进行在线连续监测.

3.2 高速公路和国道环境监测情况

本研究采取以下步骤确定城市高速公路和国道的监测对象布局方案:

1)核实省级数据精度,确保数据可靠性;

2)利用GIS软件设置不同宽度的缓冲区,进行空间叠加分析,识别交通基础设施涉及的各类生态环境敏感区,确定可能受到影响的环境敏感目标;

3)初步关注交通热点区域监测对象,包括服务区、收费站、隧道等,分析其对环境质量的影响程度;

4)在线监测站点的基础上,选择交通热点区域监测对象,进行布局优化;

5)综合考虑各类监测对象的布局情况,进行合并组合优化,确定监测对象布局方案.

3.3 枢纽场站环境监测情况

本研究以枢纽站场为交通运输活动的热点区域,采用以下方法确定监测对象布局方案:

1)筛选运输活动水平较高的枢纽站场,如高速公路服务区、轨道交通站点、公路客运枢纽等;

2)识别枢纽站场影响范围内的敏感保护目标,如居民区、医院和学校等,利用GIS工具进行卫星识别与分析;

3)综合考虑运输活动水平和敏感保护目标,选取枢纽站场监测对象,并确定监测因子和评价范围.

3.4 平台特色

1)综合性平台:该平台通过完成多个子系统的开发工作和设备集成,建立了1套综合性的信息平台.它能集成不同类型的环境监测设备和传感器,实现对交通道路环境的全面监测和数据采集.同时,该平台还能进行综合统计查询和分析,提供全面的环境信息和数据支持;

2)数据质量保障:平台设计考虑了数据质量的重要性.通过采用先进的数据采集技术和质量控制措施,确保采集的环境监测数据的准确性和可靠性.同时,平台提供数据质量评估和异常检测功能,及时识别和处理数据异常,确保提供高质量的环境信息[7];

3)高效的数据处理和分析:平台具备强大的数据处理和分析能力.它利用支撑平台的地理信息数据和业务专题数据库等数据支持,对采集的环境监测数据进行综合分析和查询.这样可提供准确的数据统计结果和分析报告,帮助决策者更好地了解交通道路环境状况,制定有效的交通管理策略;

4)隐私保护机制:平台注重用户隐私保护,采取了安全措施来确保敏感数据的安全性和保密性.合理的权限管理和数据加密技术被应用于平台中,以保护用户的隐私权益,并遵守相关的法律法规;

5)可扩展性和灵活性:平台设计具备较强的可扩展性和灵活性,能适应不同规模和需求的交通管理环境.它支持模块化的架构和组件化开发,方便根据实际需要进行功能扩展和定制化开发.

综上所述,交通道路环境监测信息平台的特色与创新在于其综合性的功能、数据质量保障、高效的数据处理和分析能力、隐私保护机制以及可扩展性和灵活性.这些特点使得该平台成为优化城市交通管理的有力工具,并具备广阔的应用前景.

4 总结与展望

本研究探讨了城市交通运输环境监测信息平台的构建和应用.介绍了平台的架构和设计原则,包括数据采集和处理、数据共享和利用、应用开发等方面.展望了平台的未来发展,包括完善数据采集和处理技术、加强数据共享和利用机制、开发更加智能化的应用程序等方面.

交通运输环境监测信息平台的建立可对提高交通行业监测管理水平、制定交通环保政策、开展交通环保科研课题等提供支撑,为采取对应污染物防治措施提供科学依据,具有重要意义[8].随着城市化进程的加速和人口的增长,城市交通运输环境监测和管理的需求将越来越大.因此,城市交通运输环境监测信息平台将发挥更加重要的作用,为城市交通运输环境的改善和优化做出更大的贡献.同时,还需要加强数据安全和隐私保护的措施,保障公众的合法权益.当前,中国正在大力推进智慧城市建设和数字化转型,城市交通运输环境监测信息平台是实现智慧城市和数字化城市建设的关键一步.在政府和企业的共同努力下,城市交通运输环境监测信息平台将不断发展壮大,为城市交通运输领域的可持续发展做出更大的贡献.