“新基建”背景下智慧交通技術(shù)應(yīng)用綜述

摘要 在工業(yè)4.0時代，國家大力推動“新基建”——新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，智慧交通作為智能技術(shù)與交通運輸產(chǎn)業(yè)深度融合的產(chǎn)物，迎來了前所未有的發(fā)展機遇。首先，通過“新基建”及智能交通技術(shù)定義，理解“新基建”與智能交通的發(fā)展歷程及范圍；其次，伴隨人工智能技術(shù)發(fā)展，智慧交通技術(shù)應(yīng)運而生，了解其發(fā)展?fàn)顩r及如何與“新基建”融合；最后，介紹智慧交通技術(shù)在“新基建”背景下的應(yīng)用，以及在未來交通強國建設(shè)中的展望。

關(guān)鍵詞 新基建；智慧交通；技術(shù)應(yīng)用；交通強國；共享

中圖分類號 G641；U414 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）22-0185-03

0 引言

2018年12月，中央經(jīng)濟工作會議首次提出新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（簡稱：新基建），“新基建”主要包括5G基站、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等七大領(lǐng)域?！靶禄ā笔羌瘮?shù)字化、智能化、創(chuàng)新化的基礎(chǔ)設(shè)施體系。近年來，“新基建”促進了各行各業(yè)的發(fā)展，交通行業(yè)的發(fā)展也離不開“新基建”的支持。

2019年9月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《交通強國建設(shè)綱要》，提出到2035年基本建成現(xiàn)代化綜合交通體系，提升智慧交通水平，確保交通領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展[1]。智慧交通理念，起源于20世紀(jì)80年代的智能交通運輸系統(tǒng)（簡稱：ITS），ITS作為一種融合技術(shù)，將通信技術(shù)、傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)及計算機技術(shù)等深度融合，通過智能化交通運輸服務(wù)管理、優(yōu)化交通資源配置、提升交通運行效率等，實現(xiàn)緩解道路交通擁堵、減少碳排放、減輕環(huán)境污染等目標(biāo)。隨著智慧交通得到了廣泛推廣，可實現(xiàn)減少30%的燃油和26%的廢氣[2]。

1 “新基建”及智慧交通技術(shù)的關(guān)系

“新基建”是以科技驅(qū)動為基礎(chǔ)的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，它不僅是基礎(chǔ)設(shè)計建設(shè)，也是一種新興產(chǎn)業(yè)。與傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相比，它有高科技的加持，其本質(zhì)是信息化、數(shù)字化、智慧化的現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。建設(shè)交通強國是以習(xí)近平同志為核心的黨中央立足國情、著眼全局、面向未來作出的重大戰(zhàn)略決策，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的先行領(lǐng)域，是全面建成社會主義現(xiàn)代化強國的重要支撐[1]。

“新基建”推動新交通運輸設(shè)施更健全、信息獲取及分析更便捷、智能化服務(wù)更完善，促進智慧交通的發(fā)展，詳見表1所示[4]。智慧交通為“新基建”的發(fā)展提供了強大的技術(shù)保障，包括衛(wèi)星定位、人工智能、云計算、無線感知等技術(shù)，推動交通運輸行業(yè)向智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，使人、路、車更加協(xié)同[3]。智慧交通技術(shù)應(yīng)用也促進了“新基建”的發(fā)展完善，包括交通路網(wǎng)布局、智慧公路、智慧化路面監(jiān)測、自動駕駛汽車、智能機器人等領(lǐng)域的一系列應(yīng)用成果?！靶禄ā迸c智慧交通技術(shù)兩者相輔相成，共同助力我國社會主義交通強國事業(yè)發(fā)展。

2 智慧交通技術(shù)

2.1 定位技術(shù)

隨著航空、計算機等技術(shù)發(fā)展，定位技術(shù)已從軍事應(yīng)用向民用轉(zhuǎn)變。在信息化、數(shù)字化、5G通信等推進過程中，各個行業(yè)在加速融合，而定位服務(wù)覆蓋社會生活的方方面面，已構(gòu)建成智慧化社會的重要基礎(chǔ)能力。

目前，在智能交通中定位技術(shù)采用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之間相互融合的技術(shù)，該技術(shù)將衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)進行融合，定位精度越來越高。當(dāng)今，大部分汽車采用全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（GPS）、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（BDS）及格格納斯導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)[5]，利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位技術(shù)，為駕駛員提供全方位的交互信息，實現(xiàn)實時監(jiān)測車輛位置、行駛速度等功能。

2.2 交通要素標(biāo)識及識別技術(shù)

交通要素標(biāo)識主要由一系列不同的圖像與文字組成，蘊藏著較為豐富的道路交通指示信息。智能識別和無線傳感技術(shù)是智能交通建設(shè)基礎(chǔ)。每一個物體具有獨一的條形碼、二維碼等電子標(biāo)簽，包含物體唯一的特征、位置信息等，通過智能識別，這些信息將被智能化設(shè)備獲取、傳輸?shù)缴蠈酉到y(tǒng)進行識別、處理和決策。無線傳感技術(shù)，通過安裝在目標(biāo)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的微型傳感器節(jié)點構(gòu)成的多條自組織網(wǎng)絡(luò)，通過無線方式在節(jié)點之間進行信息交換[6]。

交通要素標(biāo)識及識別技術(shù)通過對道路上的交通標(biāo)志進行實時識別，為駕駛員提供準(zhǔn)確、實時的道路信息和交通規(guī)則，從而提高道路交通的安全性和效率，對預(yù)防因司機不明道路狀況而發(fā)生交通事故，以及對交通標(biāo)識進行檢測與識別來輔助司機駕駛車輛至關(guān)重要[7]。

2.3 交通云技術(shù)

隨著計算機技術(shù)發(fā)展，擬處理的數(shù)據(jù)日益增長，依靠單個機器處理能力不能滿足用戶需求，多核處理器雖然解決了硬件需求，但計算資源仍然不足。為提高服務(wù)器的利用率，解決用戶的數(shù)據(jù)處理問題，云技術(shù)應(yīng)運而生。云技術(shù)利用虛擬化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及分布式計算，為用戶提供了充足的存儲空間，實現(xiàn)軟硬件資源的動態(tài)配置和擴展。

交通云技術(shù)綜合運用云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，為交通行業(yè)提供智能化管理和服務(wù)。合理運用交通云技術(shù)，可以避免交通要素之間信息孤立、數(shù)據(jù)難以相互傳遞、數(shù)據(jù)資源浪費等一系列問題。交通云技術(shù)是面向交通服務(wù)整個行業(yè)，云計算具有大存儲、信息安全、資源統(tǒng)一處理等優(yōu)點，將云計算技術(shù)應(yīng)用到交通管理上，為實現(xiàn)交通領(lǐng)域的數(shù)據(jù)共享和高效通行提供了嶄新路徑[8]。

2.4 LED智能路燈

道路上所采用的傳統(tǒng)路燈主要實現(xiàn)基本照明功能，采用人工控制開關(guān)，不僅會消耗大量電能，還會增加人力成本。2015年，美國率先推出真正意義上的智能路燈，標(biāo)志著LED智能路燈進入快速發(fā)展期。LED智能路燈是一種結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)和LED照明技術(shù)的新型照明設(shè)施，具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長等優(yōu)點，更重要的是實現(xiàn)了智能化控制和管理。

LED智能路燈配備多種傳感器和通信模塊，可以根據(jù)人車流量、聲音、環(huán)境光線等因素動態(tài)調(diào)節(jié)亮度，按需照明。同時，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，管理人員可以實時掌握每盞路燈的狀態(tài)，大大提高了維護效率。這些特性使得LED智能路燈成為現(xiàn)代城市及公路照明的重要選擇，節(jié)約了碳排放量，也逐步實現(xiàn)了道路照明的智能化轉(zhuǎn)型。

3 智慧交通技術(shù)應(yīng)用

3.1 在高速公路中的應(yīng)用

高速公路項目從前期的勘察設(shè)計階段，中間的施工階段，到后期的養(yǎng)護檢測及運營服務(wù)全過程中，都有智能交通技術(shù)的應(yīng)用場景?？辈煸O(shè)計階段的遙感大數(shù)據(jù)智能處理、三維BIM設(shè)計、可視化校審等；施工階段的編碼管理，利用虛擬仿真技術(shù)，對施工進度進行實時監(jiān)管，保證施工安全及質(zhì)量；養(yǎng)護檢測階段則通過傳感器對路基路面、交通安全及高邊坡等進行實時監(jiān)控，做到及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，保障高速公路平安快速通行；運營服務(wù)階段對公路全要素進行感知，建設(shè)智慧服務(wù)區(qū)等，實現(xiàn)人車路的協(xié)同。

人們身邊的自動繳費功能，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立車輛與高速公路ETC站點/收費站之間的聯(lián)系，對車輛信息進行動態(tài)采集、實時傳輸和自動處理等，減少了人工繳費，不僅提升了高速公路的通行效率，而且節(jié)約了管理成本，實現(xiàn)降本增效。在車輛行駛過程中，人們可以接收到實時的路況信息，通過高速公路上的傳感器對行駛車輛信息及天氣等進行實時采集、及時處理，而高速公路管理者、使用者則可以及時了解高速公路路況、天氣等信息，確保車輛行駛在最安全、最快捷的道路上。此外，通過交通云技術(shù)，可以將前方高速公路交通信息、天氣信息等推送給后方駕駛員，實現(xiàn)信息共享[9]。

3.2 在汽車自動駕駛中的應(yīng)用

自動駕駛就是人們常說的無人駕駛，自動駕駛汽車通過計算機將智能交通技術(shù)應(yīng)用到汽車中，實現(xiàn)智能汽車的無人駕駛。汽車自動駕駛由智能路線規(guī)劃、360°視覺、精準(zhǔn)定位等一系列智能交通技術(shù)組合而成，將汽車通過計算機在無人駕駛的場景下實現(xiàn)自動駕駛，保證車輛行駛的安全、高效。自動駕駛汽車可分為半自動駕駛汽車與全自動駕駛汽車，半自動駕駛汽車部分需要駕駛員進行輔助駕駛，部分利用自動駕駛功能，包括自動停車、定速巡航等；全自動駕駛汽車則完全不需要駕駛員，全部利用自動操作，在確保車輛功能開啟的前提下，可避免人為操作錯誤及不合理判斷而導(dǎo)致的安全事故。

智慧交通技術(shù)在汽車自動駕駛控制中的應(yīng)用，是未來汽車行業(yè)發(fā)展的重要方向。隨著人工智能技術(shù)的不斷進步，汽車自動駕駛技術(shù)將會更加智能化和成熟化，為人類出行帶來更加便利和安全的保障[10]。

3.3 在交通指揮及監(jiān)控中的應(yīng)用

通過在道路交口設(shè)置交通管理的智能機器人，利用智能交通技術(shù)對重要道路交口進行實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、計算、發(fā)送指令等處理，可實現(xiàn)對道路交口的交通指揮管理。將智能機器人與路口交通信號燈系統(tǒng)進行匹配，利用智能機器人對周邊交通狀況采集分析，對交通信號燈進行動態(tài)調(diào)整。智能機器人不但可以通過燈光顏色、語音播報等提醒功能告知行人及駕駛員遵守交通規(guī)則，事前、事中增強行人及駕駛員安全意識，減少交通警察工作量，還可以利用圖像識別技術(shù)，對行人、駕駛員的交通行為實時監(jiān)測，記錄其違反交通規(guī)則的各種行為，通過電話或短信告知行人、駕駛員違法行為及處罰結(jié)果，事后進一步增強行人及駕駛員的交通安全意識。

運用互聯(lián)網(wǎng)將計算機與道路攝像頭進行連接，通過圖像監(jiān)測技術(shù)、智能識別技術(shù)分析道路的交通情況，使得交通管理部門可以實時了解道路的車流量大小、車速快慢、交通信號燈運行等方面情況，實現(xiàn)對信號燈時長、車道變換、交叉道口出入等的智能化管理，科學(xué)化引導(dǎo)交通量，以達(dá)成智能化交通管理和科學(xué)化引導(dǎo)的目的，減輕交通壓力，提高通行效率，保障交通運輸安全、高效[11]。

3.4 在智慧照明中的應(yīng)用

智慧照明利用現(xiàn)代通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等多元化應(yīng)用，實現(xiàn)對城市照明系統(tǒng)的智能化控制。該智能交通技術(shù)應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對照明設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、調(diào)光、檢測等基本功能，還能夠根據(jù)環(huán)境變化和用戶需求自動調(diào)節(jié)照明，以達(dá)到節(jié)能減排和提升城市智能化水平的目標(biāo)。智慧照明系統(tǒng)主要由智能照明控制模塊、終端控制器、數(shù)據(jù)通信鏈、遠(yuǎn)程處理中心等關(guān)鍵部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)回路控制、場景設(shè)置、能源管理等多種功能，主要表現(xiàn)形式為LED智能路燈[12]。

在公路交通照明中，智慧照明可以通過傳感器檢測行人流量和車輛行駛情況，自動調(diào)節(jié)路燈的亮度和開關(guān)時間，從而實現(xiàn)節(jié)能效果。在家庭和商業(yè)空間中，智慧照明可以通過智能手機應(yīng)用或語音助手進行控制，提供個性化的照明體驗。LED智能路燈作為“新基建”的重要組成部分，正通過技術(shù)創(chuàng)新不斷提升性能和應(yīng)用場景，未來的照明將會更加智能化、節(jié)能化和環(huán)保化。

4 總結(jié)與展望

“新基建”是國家經(jīng)濟發(fā)展的方向，它不僅推動了經(jīng)濟增長，還促進了技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。智慧交通是交通發(fā)展的新模式，通過先進技術(shù)實現(xiàn)交通管理的智能化、信息化，提高交通系統(tǒng)的運行效率和安全性。

針對交通運輸行業(yè)，智能交通技術(shù)應(yīng)用于“新基建”項目建設(shè)的全過程：

（1）前期勘察設(shè)計階段。智能交通技術(shù)應(yīng)用于基于雷達(dá)的深層地質(zhì)探測、遙感大數(shù)據(jù)智能翻譯、三維建模設(shè)計、可視化校審和碰撞檢測等方面。

（2）施工建造階段。智能交通技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化管理、虛擬施工和數(shù)字孿生等方面。

（3）養(yǎng)護階段。智能交通技術(shù)應(yīng)用于智能檢測，動態(tài)感知，橋梁、隧道及重大災(zāi)害隱患點實時監(jiān)測等方面。

（4）運維階段。智能交通技術(shù)應(yīng)用于公路全要素感知、人車路協(xié)同、智慧服務(wù)區(qū)和交通綜合管控平臺等方面。

展望“十五五”，國家將繼續(xù)加大對智能交通技術(shù)的推廣應(yīng)用，智能交通技術(shù)將在公路交通、水運交通、空運交通、城市建設(shè)等領(lǐng)域得到更深度的融合應(yīng)用，實現(xiàn)城市之間、機動車與非機動車之間、公路與鐵路之間、公路與航運之間等的共享，將更多、更好的智慧交通技術(shù)應(yīng)用到交通強國“新基建”中，未來交通強國將給我們的生活帶來更大的便捷。

參考文獻

[1]中共中央，國務(wù)院.交通強國建設(shè)綱要[R]，2022.

[2]王飛.基于“全智慧系統(tǒng)”的低碳經(jīng)濟發(fā)展模式研究[J].商業(yè)時代，2012（34）：8-9.

[3]苑宇坤，張宇，魏坦勇，等.智慧交通關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用綜述[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2015（8）：9-12+16.

[4]黃愉文，孫超，張永捷.“新基建”賦能下的交通運輸智慧化發(fā)展思考[C].交通治理與空間重塑——2020年中國城市交通規(guī)劃年會論文集.2020：286-291.

[5]李越鰲，彭業(yè)順，陸偉繼，等.基于5G高精度融合定位技術(shù)的研究[J].環(huán)境技術(shù)，2024（3）：143-151.

[6]段春利.我國智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用技術(shù)研究[J].智能建筑與智慧城市，2021（11）：160-161.

[7]丁志成，趙雷雷.基于學(xué)習(xí)矢量量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的交通標(biāo)識識別技術(shù)研究[J].信息與電腦（理論版），2024（4）：135-137.

[8]潘述亮，徐曉東，楊海波，等.智能與進化：濟南新一代智慧交通系統(tǒng)的設(shè)計[J].城市交通，2020（3）：103-113.

[9]史國劍.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用分析[J].時代汽車，2022（21）：193-195.

[10]高勇.人工智能技術(shù)在汽車自動駕駛控制中的應(yīng)用核心思路[J].微型計算機，2024（5）：97-99.

[11]趙崇軍.智慧交通領(lǐng)域中人工智能技術(shù)的應(yīng)用分析[J].法制博覽，2019（2）：205-206.

[12]李立.智能技術(shù)在城市道路照明配電設(shè)計中的應(yīng)用[J].智慧中國，2024（4）：92-94.

收稿日期：2024-08-22

作者簡介：武余波（1987— ），男，碩士研究生，高級工程師，主要從事路橋設(shè)計、教學(xué)研究工作。

基金項目：2024年安徽教育廳高校自然科學(xué)類科研項目“基于全壽命周期大跨徑PC梁橋撓度智能控制技術(shù)研究”（2024AH050277）；2023年交通運輸職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會路橋工程專業(yè)委員會教研項目“基于智慧交通技術(shù)應(yīng)用在路橋工程專業(yè)發(fā)展中的教學(xué)實踐研究”（LQZWH202301）；2022年安徽省教育廳質(zhì)量工程項目“橋涵工程試驗檢測技術(shù)”（項目編號：2022kcsz062）；2023年安徽省職業(yè)與成人教育學(xué)會課題“高職《橋涵工程試驗檢測技術(shù)》課程思政的探索與實踐”（AZCJ2023150）；2024年安徽省職業(yè)與成人教育學(xué)會課題“產(chǎn)教融合背景下高職院校人才培養(yǎng)模式與體制機制改革的探索”（AZCJ2024097）。