一、城市发展，交通先行
随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，交通问题日益凸显。为了确保城市交通合理、有序、可持续性发展，全国各大城市开展了智能交通管理体系的研究应用，如在交通运行状态评价方面，文献[1-5]针对交通管理的不同层次需求，构建了符合交通参与者认知的城市道路交通状态评价方法，为交通状态评价提供了客观标准和决策依据。文献[6]将宏观路网交通状态评价与微观交通状态分析相结合，建立了路网交通状态分析模型，并提出了一种全新的路网交通状态分析方法。文献[7]将宏观路网交通状态评价与微观交通状态分析相结合，建立了路网交通状态分析模型并提出了路网交通状态分析方法。在交通信息采集方面，文献[8]通过结合交通管理问题，探讨了车联网技术的应用与发展。文献[9-11]阐述了物联网与智能交通之间的联系，以及未来发展应用前景。在数据处理技术上，文献[12-13]探讨了在大数据条件下，根据不同数据特点搭建分布式存储系统，阐述了海量数据的处理和优化将是未来的重点研究领域。文献[14]针对数据参数多样、结构迥异、采样周期和精度不一等现状，提出了建立多源异构交通信息三层次的融合体系。在仿真应用上，文献[15]利用系统仿真技术和计算机处理技术，构建自主可控的道路交通流仿真模型，为交通拥堵管理措施的制定和决策分析提供了支持。
综上所述，目前，城市交通运行状态的评价分析主要集中在道路交通流仿真、关键模型构建与实现方法的研究上，在感知评价与管理应用体系框架方面的研究应用还比较少，亟需利用物联网、大数据和新一代无线通信为导向等新兴技术，研究如何实现对交通设施的全面感知、对交通态势的透彻分析和对交通运行的精细管理，以满足城市道路交通运行管理应用的实际需求。
二、城市道路交通运行感知与分析技术
（一）以RFID、传感器、WSN自组网为代表的新兴物联网数据采集传输技术
新兴的物联网数据采集技术在交通方面的应用主要是通过RFID、传感器、WSN自组网等信息传感设备，获取交通基础设施与交通运输工具的各种信息，结合互联网、移动通信网等进行信息传送与交互，提高感知能力。这一技术主要应用于车辆定位感知、停车场感知、道路桥梁状态感知、交通事件感知等方面。
（二）以大数据为代表的信息数据存储和分析处理技术
目前，以Map Reduce和Hadoop为代表的非关系数据分析技术，在互联网信息搜索和其他大数据分析领域取得了重大进展，已成为大数据分析的主流技术。大数据技术在交通方面的应用主要在于对交通工具GPS地理位置、线圈、视频、路网、基础设施等结构化与非结构化海量数据的存储与处理。
（三）ZigBee、3G/LET等新兴无线通信技术
新兴的无线通信技术主要有近距离通信和远距离通信。近距离通信技术主要有ZigBee、DSRC、WIFI等，远距离通信技术主要有3G、LTE、4G等。这些技术都具有容量大、成本低、传输速度快等特点。智能交通中的无线通信技术具有多节点交互功能，可实现快速、海量的传输图像及视频流等多媒体，为公众提供高效、便捷的交通信息服务。
综上所述，物联网、大数据以及新兴的无线通信等高新技术为城市道路交通信息化运行管理创造了新技术条件，将引导ITS向更先进、更智慧的方向发展，同时也为交通运行感知评价和管理应用体系的建立打下坚实的基础。
三、城市道路交通运行感知评价和管理应用体系框架
在分析了智能交通管理应用的新需求，以及新技术的发展为道路交通运行管理创造条件的基础上，本文提出城市道路交通运行感知评价和管理应用的体系框架。该框架以城市道路交通运行感知体系为基础，以基于大数据处理的城市道路交通运行分析评价体系为核心，最终满足城市道路交通运行管理应用的需求。同时，在此过程中融入闭环管理理念，在循环积累中不断提高智能交通管理应用和服务水平。
（一）城市道路交通运行感知体系
城市道路交通运行感知体系采用“移动+固定”的采集手段采集“动态+静态”的交通信息，实现交通信息的“采集+共享”，为分析评价体系提供坚实的数据基础。
1.感知什么
感知城市道路交通资源及其运行状态，包括道路条件（长度、车道数、通行能力、维护保养情况、通畅情况、替代道路情况、在路网中的地位、限行条件等）；车流（流量、流速、车型、停车场静止态、身份、号牌受限条件等）；人流（日常客流、假日客流、公交客流、地铁客流、出租车客流、步行客流等）；物流（货物种类、通关状态、仓储状态、运输状态、应急处置方法等）；事件（道路设施设备故障、交通事故、出行需求、场站客流集聚、恶劣天气等）。
2.如何感知
静态数据通过建设数据库人工填充和维护（如道路长度、维护保养情况等）；动态数据即道路交通运行状态，应用以RFID、传感器、WSN自组网为代表的物联网数据采集传输技术，通过GPS终端、视频、传感器、微波等采集方式，采集上述车流、人流、物流和事件信息。
（二）城市道路交通运行分析评价体系
城市道路交通运行分析评价体系利用感知体系采集的数据，应用大数据处理技术进行存储、融合、多维度挖掘等分析处理，在此基础上对道路交通运行状态、拥堵情况和路网稳定性进行分析评价，为城市道路交通运行管理应用体系提供支持。
1.城市道路交通运行数据构成分析
随着大数据时代的到来，数以千计的交通数据类别每天以TB级别增长，海量、动态、实时是其重要特征。结合交通系统的实际情况，设计基于Hadoop计算集群、非关系型数据库技术、数据实时处理技术等主流大数据处理技术的模型体系，按照数据流向依次进行数据集成、数据计算、数据应用，并在此基础上研究、验证综合交通大数据的接入、融合、处理、挖掘、管理技术，最终成为交通数据的存储、分析、管理中心。
2.城市道路交通运行评价
立足于城市道路交通运行管理应用的需求，建立多维度、多层次的评价指标体系和评价模型，对道路交通的“线-区域-全市”进行实时分析、趋势分析、预警分析和措施分析，从而增强对城市总体、重点区域、主干道交通运行的超前研判，为城市道路交通运行的调整优化、辅助决策和信息服务提供支持。
（三）城市道路交通运行管理应用体系
城市道路交通运行管理应用体系主要是利用道路交通运行评价体系的评价结果，进行道路交通运行调控优化、决策支持以及公众出行信息服务等管理应用。
1.城市道路交通运行调控优化
道路交通运行调控优化主要是对城市道路交通运行过程中的状态进行有针对性的调控优化，例如占道施工管理优化、停车场管理优化、中小型客车总量调控优化等。
2.城市交通规划管理决策支持
城市交通规划管理决策支持主要是对采集的交通大数据进行综合、宏观的分析评价后，为城市交通的需求管理、交通治理措施制定、交通管理控制等宏观层面提供支持；为公交地铁线网规划、交通枢纽规划、道路网络规划、交通影响评估提供支持；为错峰出行、拥堵收费、限外等政策制定、优化提供数据支持。
3.城市道路交通综合信息服务
物联网时代感知体系采集了更加全面的数据，利用大数据处理技术对交通数据进行更加深入的挖掘处理，可以使交通信息服务的内容更加全面。同时，无线通信技术使交通信息的服务手段更加丰富多样，服务质量更高，以多样的发布渠道、丰富的服务内容、全方位的公众信息互动为代表的新型交通综合信息服务将逐渐成为现实。
（四）基于闭环理念的流程化管理
以物联网为代表的城市道路交通泛在感知和以大数据为代表的智能数据处理在技术层面上有效解决了智能交通的底层瓶颈。尽管如此，在管理应用层面还必须建立起配套机制，以满足智能交通发展的需求。基于闭环理念的流程化管理，在数据采集与状态感知-分析评价-管理应用等环节加强管理，并通过外部反馈机制（交通调控措施的反馈、交通信息服务质量的反馈），进一步优化交通运行状态感知内容和手段，优化分析评价方式，最终全面提升管理应用水平。
1.应用实践
城市道路交通运行管理应用体系评价与管理应用体系已在广州市智能交通运行管理上成功得到应用，信息化已渗入到了交通行业的各个层面，覆盖了公共交通、客货运输、道路及公路养护、交通执法、交通治理等领域，成为交通行业管理、企业生产经营、市民出行服务的重要支撑。
2.城市道路交通运行状态感知手段丰富
在数据采集方面已实现海量的综合交通数据采集，每年采集的总数据量超过4000 TB，平均每天的数据量超过10TB，平均每天采集的数据条目数超过6亿条。在数据共享方面建成了交通信息资源整合系统，实现了交管、铁路、航空、电信、移动、联通、各高快速路运营单位等多个相关部门交通信息数据资源的有效整合。
3.以大数据处理技术为支撑，城市道路交通运行数据分析技术领先
在大数据处理技术的支撑下，深入开展多元异构的海量数据分析处理工作，每天利用大约4500万条浮动车数据，进行道路交通运行状态实时分析、趋势分析，为交通行业日常管理提供决策支持。此外，基于公交客流分析系统数据每天处理2200万条数据，分析公交客流规律、客流与运能匹配情况等，为公交企业及交通主管部门提供现代化的管理手段和辅助决策支持。
4.以地方标准规范为依据，城市道路交通运行评价规范准确
在海量数据的采集、分析和预测的基础上，广州市交通部门制定了统一、科学的《城市道路交通运行评价体系》地方标准。广州市交通部门还将起草停车场系统接入、客运站场联网售票系统等地方标准，加强智能交通系统相关技术规范的建设工作。
5.以交通管理和信息服务为导向，城市道路交通管理应用成效凸显
在交通决策支持方面，广州市交通部门建立了交通仿真系统，通过利用微观仿真模型，对交通组织方案、缓解交通拥堵措施等进行仿真评估，为交通治理提供辅助决策依据；建成广州市公交线网基础数据管理信息系统，为公交线路设置和调整提供直观的图形和数据支持，为公交线网的规划提供决策依据。在交通运行调控方面，建成广州市停车场行业管理系统及停车差异化监管系统，完成全市10万多个停车位数据接入，可实时掌控全市停车场分布及运营状况。在交通信息服务方面，构建了以多样的方式选择、丰富的服务内容、拓宽的信息发布渠道、全方位的公众信息互动为代表的新型交通综合信息服务体系。
四、研究结论
本文基于城市交通运行管理的实际需求，提出了城市道路交通运行感知评价和管理应用的体系框架，并成功地应用于广州市智能交通管理。实践表明，该评价与管理应用体系可以有效提高城市智能交通管理应用和服务水平，在城市交通运行管理中发挥高效、有序、安全的重要作用，具有良好的推广应用前景。
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（责任编辑：李静敏）
