探討車路協(xié)同環(huán)境下的交通工程

廖暉

（永新縣綜合交通運輸事業(yè)發(fā)展中心 江西吉安 343400）

當(dāng)前階段，我國交通系統(tǒng)逐步進入智能化階段，智能交通系統(tǒng)在傳感功能的作用下，初步實現(xiàn)了交通功能元素一體化，該體系能夠有效促使整個道路交通系統(tǒng)正常運作。在我國互聯(lián)網(wǎng)水平不斷提高的基礎(chǔ)上，車輛的行駛路徑已經(jīng)不局限于輔助駕駛，而是呈現(xiàn)出智能的協(xié)同趨勢發(fā)展。

1 車路協(xié)同環(huán)境

在對協(xié)同環(huán)境下的交通工程的具體應(yīng)用進行分析之前，應(yīng)對車路協(xié)同的概念有一個初步的了解。對于車路協(xié)同系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)是建立在我國發(fā)展逐步成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上，不論在現(xiàn)代化還是智能化方面，都有著非常充分的體現(xiàn)，在交通工程的應(yīng)用中是非常重要的技術(shù)支持。在車路協(xié)同系統(tǒng)中，能夠?qū)⒁?guī)定范圍內(nèi)的車與車、車與路、車與人的動態(tài)進行全方位實時交互，這種動態(tài)的形式能夠?qū)煌ǖ缆分械母鞣N情況進行高精準捕捉，并在捕捉過程中將車輛等物質(zhì)主體的參數(shù)、信息進行集中采集，并上傳至數(shù)據(jù)庫，確保該參數(shù)的安全性符合數(shù)據(jù)庫要求。所以，適當(dāng)開展協(xié)同技術(shù)，能夠促使車輛、行人等出行安全。若出現(xiàn)特殊狀況，在該系統(tǒng)的智能識別下，也能夠在第一時間將相關(guān)信息反饋至責(zé)任人和該區(qū)域工作人員，以促進交通安全性的提高，并在這種工作效率和質(zhì)量的前提下，車輛在道路中的通行效率也會大大提高。

在協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用過程中，起到關(guān)鍵作用的核心技術(shù)有以下幾種。第一，能夠使得車輛、時間、地點3個部分隨時互聯(lián)，查詢?nèi)魏尾糠侄伎梢噪S時操作。第二，能夠?qū)煌ㄏ到y(tǒng)產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)、信息進行集中處理并融合，達到全方位監(jiān)管交通信息的目的。第三，人、車、路三者之間能夠建立非常穩(wěn)定的協(xié)同關(guān)系，其中包括安全性和協(xié)同控制性。車路協(xié)同技術(shù)主要面臨各種路況下的交通問題，以便能夠提高人們的出行安全性及道路通行的順暢性，在處理此類問題的過程中，其技術(shù)方法和相應(yīng)的處理手段都受到了交通部門及行業(yè)等方面的關(guān)注。在該技術(shù)的不斷發(fā)展下，正將原有交通系統(tǒng)中的各個組織模塊、運營方式等進行完善并升級，進而促使整個交通工程產(chǎn)生質(zhì)的飛躍［1］。交通工程內(nèi)部所有科目的發(fā)展都需要建立在相應(yīng)的發(fā)展基礎(chǔ)上，并在當(dāng)前技術(shù)環(huán)境中建立更完善的理論基礎(chǔ)體系，進而逐步更新現(xiàn)有的技術(shù)結(jié)構(gòu)和整體架構(gòu)。

2 車路協(xié)同交通工程

2.1 在交通工程中全方位滲入智能元素

在當(dāng)前的交通系統(tǒng)中，通常由不同的元素構(gòu)成，其中包括行人、道路、車輛等，各個元素的運行機制都有很大的區(qū)別，并在道路中形成各種運行軌跡，這些軌跡的數(shù)據(jù)和信息又組成了非常復(fù)雜的系統(tǒng)。

在如此復(fù)雜的運作機制和系統(tǒng)中，若交通工具能夠達到一定的智能化標準，則能夠?qū)④囕v與道路之間的協(xié)同關(guān)系高度融合，進一步促進道路交通的運行順暢程度。其中，無人駕駛的理念逐步走進大眾的生活中，但僅作為一個理念存在，人們對駕駛操作的主體仍存在許多探討的聲音。無人駕駛的運行機制是建立在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與交通工程的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，其運作原理十分復(fù)雜且精密，人們對于無人駕駛操作最關(guān)心的問題則是其安全性如何保障。在2020年9月30日，上海長寧區(qū)研發(fā)了首臺無人駕駛汽車，并用于街道的清掃作業(yè)環(huán)節(jié)（見圖1）。

圖1 無人駕駛環(huán)衛(wèi)掃路車

無人駕駛作為一種對人工智能技術(shù)要求非常高的交通模式，其運作成本巨大，所以在當(dāng)前社會中的建設(shè)還沒有形成太大的規(guī)模。從在確保交通安全的情況下產(chǎn)生的經(jīng)濟效益來看，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國道路交通事故的發(fā)生頻率非常高，每年可達20 萬起，此類事故造成的直接經(jīng)濟損失在12億元人民幣以上。通常來看，我國90%的道路交通事故都是以人為的方式造成的，如酒駕、疲勞駕駛等不規(guī)范操作，對車禍中的受害者造成了非常大的打擊。在全球?qū)嚨湴l(fā)生情況的調(diào)查基礎(chǔ)上可知，每年達130萬人命喪于此，若適當(dāng)研發(fā)高級的智能無人駕駛模式，會對當(dāng)前的車禍發(fā)生率予以一定程度的改善。

但真正意義上實現(xiàn)安全無人駕駛，則需要非常高水平的人工智能作為技術(shù)支持才有可能實現(xiàn)，而人工智能的開發(fā)成本巨大，其生產(chǎn)制造成本與相應(yīng)的經(jīng)濟效益都無法進行科學(xué)推演，難以預(yù)測此類項目的未來趨勢。在這種發(fā)展情況下，就導(dǎo)致了智能化無人駕駛的局限性。

2.2 在交通工程中廣泛運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在車路協(xié)同環(huán)境中，車輛、行人、道路三者之間的發(fā)展關(guān)系是一個互相融合的過程，不論是各類智能化元素，如無人駕駛概念的出現(xiàn)，還是其他元素，加強交通設(shè)施的建設(shè)力度始終是整個交通工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有這樣，才能促使當(dāng)前的交通系統(tǒng)以及相關(guān)工程符合時代的發(fā)展，如表1所示。

表1 協(xié)同控制

其中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究和應(yīng)用能將現(xiàn)有的交通設(shè)施予以不同程度的升級，促使整個交通系統(tǒng)的運作效果更加穩(wěn)定。在當(dāng)前我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，移動技術(shù)、人工智能技術(shù)、云平臺技術(shù)、大數(shù)據(jù)等各類先進的通信信息手段都將為交通工程注入動力。信息技術(shù)與交通工程的高度融合將產(chǎn)生各類新型的交通業(yè)務(wù)，并以此帶來更多的就業(yè)崗位。在互聯(lián)技術(shù)的廣泛應(yīng)用下，我國出租車行業(yè)也催生出了不同的互聯(lián)網(wǎng)共享APP 軟件，實現(xiàn)了出行交通工具的共享。在大數(shù)據(jù)背景下，交通行業(yè)能夠在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用下將現(xiàn)有的道路數(shù)據(jù)信息進行高度融合，并在對信息進行分析的基礎(chǔ)上進行預(yù)測。當(dāng)前階段，在信息技術(shù)與交通技術(shù)不斷融合的基礎(chǔ)上，車路協(xié)同模式也在逐步更新發(fā)展思路。

2.3 協(xié)同模式的發(fā)展趨勢

當(dāng)前階段，交通技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動下，其整體發(fā)展趨勢和未來發(fā)展走向都呈智能化、科學(xué)化、現(xiàn)代化，并在這種高度智能的管控環(huán)境下，使得信息技術(shù)手段與交通工程產(chǎn)生了一定的化學(xué)反應(yīng)。在更為先進和現(xiàn)代的交通系統(tǒng)中，會對無人駕駛汽車進行更加豐富的概念設(shè)計，例如，在汽車內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的子系統(tǒng)，一旦此車在道路中正常運行，其路線生成的信息和數(shù)據(jù)就會上傳到現(xiàn)有的交通系統(tǒng)中［2］。

在移動技術(shù)和通信技術(shù)不斷更新和發(fā)展的過程中，車輛之間的聯(lián)系及交通設(shè)施的建設(shè)都能夠得到非常顯著的效果。若交通系統(tǒng)可以在協(xié)同模式下進一步發(fā)展，并在功能方面做出改善，那么整個交通工程的運作效率則會顯著提高，電子標線更是如此。所以，交通系統(tǒng)不論在設(shè)計方面還是智能化的體現(xiàn)方面，都需將道路中的各個元素進行連接。相關(guān)設(shè)計人員可充分結(jié)合曲線、平面、路測環(huán)境等方面的設(shè)計，將道路中的各個元素的運動軌跡進行協(xié)調(diào)，進而促使交通安全性不斷提高。

從當(dāng)前的交通工程建設(shè)與應(yīng)用情況來看，我國車路協(xié)同模式仍處在一個發(fā)展階段，但這種高安全性的交通模式會逐步應(yīng)用于未來道路建設(shè)。所以，交通工程的研究與建設(shè)也應(yīng)適應(yīng)當(dāng)前的時代要求，對未來交通系統(tǒng)、工程、運作模式的發(fā)展趨勢進行科學(xué)預(yù)判。

3 案例分析

3.1 案例簡述

某交通工程建設(shè)應(yīng)用車路協(xié)同理念對道路城市中心的交叉路口進行科學(xué)控制，在原本的紅綠燈系統(tǒng)上進行優(yōu)化，設(shè)計車路協(xié)同系統(tǒng)。在工程建設(shè)之中，確定該系統(tǒng)工程建設(shè)的基本框架，通過建設(shè)交通流數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用計算機通信設(shè)備等，實現(xiàn)對道路交通情況數(shù)據(jù)的實時采集，并在現(xiàn)場搭設(shè)新傳輸設(shè)備與指令執(zhí)行裝置，實現(xiàn)對交通的控制及優(yōu)化，達到車路協(xié)同的目標。該交通工程是對新型技術(shù)的應(yīng)用嘗試，也是打造智慧交通管理體系的重要內(nèi)容，可以有效保障交通工程的安全性，確保城市交通體系建設(shè)效率［3］。

3.2 協(xié)同系統(tǒng)基本功能建設(shè)

根據(jù)道路交叉口車輛與行人通過的實際需求，建立車路協(xié)同管理系統(tǒng)工程，基于現(xiàn)場，對相應(yīng)的通信裝置、基礎(chǔ)設(shè)施進行建設(shè)，為交叉口道路通行提供相應(yīng)的支持。根據(jù)實際的需求，對智慧管理系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容進行明確，具體內(nèi)容如下。

3.2.1 狀態(tài)信息檢查模塊

基于系統(tǒng)基礎(chǔ)工程的建設(shè)，其具備強大的車輛狀態(tài)信息監(jiān)測功能。基礎(chǔ)工程的傳感器裝置和感應(yīng)器裝置可以實時動態(tài)地采集通過駕駛車輛的車速、位置及加速度等信息，并對周邊車輛的行駛情況進行反饋，及時了解到交叉口區(qū)域車輛行駛的主要信息，減少可能出現(xiàn)的交通事故，確保交通安全［4］。

3.2.2 路網(wǎng)交通信息模塊

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)在系統(tǒng)工程建設(shè)中的實際應(yīng)用，管理部門可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)信息實時了解到相關(guān)區(qū)域的交通流量實際情況及路段的擁擠程度等，將路網(wǎng)狀態(tài)信息以圖像、文字混合的方式反饋給管理人員，實現(xiàn)路網(wǎng)交通狀態(tài)信息的科學(xué)展示，為交通疏導(dǎo)工作的開展創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的條件［5］。

3.2.3 氣象信息模塊

氣象信息模塊與衛(wèi)星系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接到一起，系統(tǒng)可以根據(jù)采集的天氣預(yù)報等相關(guān)信息，將其傳遞給相關(guān)人員，實現(xiàn)對天氣狀況、路面狀況的科學(xué)反饋，為車輛及行人出行提供具體的指導(dǎo)，從而實現(xiàn)車路協(xié)同的目標。

3.2.4 自主導(dǎo)航模塊

自主導(dǎo)航模塊基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的實際應(yīng)用，對比現(xiàn)行的交通數(shù)據(jù)及以往的歷史數(shù)據(jù)，對路網(wǎng)行駛信息進行反饋，為駕駛?cè)藛T提供最優(yōu)路徑，減少道路資源浪費問題的產(chǎn)生。

3.3 車路協(xié)同理念下交通工程建設(shè)系統(tǒng)配置

案例中，基于上述功能模塊的建立，建立數(shù)據(jù)庫智慧指揮中心，采集車輛信息，與交通管理部門的系統(tǒng)相連接，當(dāng)出現(xiàn)相應(yīng)的問題時，系統(tǒng)自動預(yù)警并基于數(shù)據(jù)傳輸功能的應(yīng)用，將信號發(fā)送至駕駛?cè)藛T手機之中［6］。

該交通系統(tǒng)工程建設(shè)共計涉及三大控制系統(tǒng)，其中包括車輛檢測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)。車輛檢測系統(tǒng)的作用是對車輛的基本數(shù)據(jù)信息進行采集，通過車牌號識別的方式，將采集的圖片信息上傳至系統(tǒng)之中，系統(tǒng)發(fā)揮自動識別和檢測功能。該系統(tǒng)的設(shè)置主要應(yīng)用視頻檢測技術(shù)與感應(yīng)檢測技術(shù)，在指定區(qū)域內(nèi)安設(shè)相應(yīng)的視頻采集裝置和感應(yīng)裝置。通信系統(tǒng)主要基于有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)的混合應(yīng)用，在交叉口位置安設(shè)信號機裝置，將其與感應(yīng)檢測設(shè)備連接在一起，實現(xiàn)通信數(shù)據(jù)的科學(xué)傳輸，確保系統(tǒng)可以實時收到現(xiàn)場所采集的數(shù)據(jù)。信號控制系統(tǒng)是根據(jù)采集的信息進行分析，根據(jù)分析結(jié)果采取最優(yōu)決策方式，實現(xiàn)組合策略或者單一策略的生成，對現(xiàn)場的信號發(fā)出預(yù)警，通過控制交叉口信號的方式指揮具體的交通。

3.4 車路協(xié)同環(huán)境下的交通工程分析

車路協(xié)同是一種新型的理念，也是一種交通管理狀態(tài)。最良好的車路協(xié)同狀況應(yīng)是車輛均配置了自動感應(yīng)系統(tǒng)，具備自動駕駛能力，可以弱化人為操作在實際駕駛中的作用，以線性決策的方式保障車輛行駛的有序性、安全性。基于車路協(xié)同理念在交通工程建設(shè)中的應(yīng)用，應(yīng)充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能技術(shù)等在工程功能中的完善應(yīng)用；基于新型的技術(shù)的應(yīng)用，分析設(shè)備、知識、規(guī)則與能力之間的內(nèi)在聯(lián)系，合理地應(yīng)用交通流理論實現(xiàn)對工程的設(shè)計優(yōu)化。

對現(xiàn)有的車路協(xié)同環(huán)境下的交通工程進行分析，其尚未達到理想的狀態(tài)，究其原因可能是由于交通工程系統(tǒng)建設(shè)的成本較高，改造會導(dǎo)致大量的資源浪費，部分區(qū)域技術(shù)水平不達標等。隨著技術(shù)的不斷完善，車路協(xié)同將會充分地挖掘其在交通工程中的作用，發(fā)揮強大的數(shù)據(jù)控制以及數(shù)據(jù)分析功能。

4 結(jié)語

總的來看，在交通系統(tǒng)的不斷完善下，交通工程的應(yīng)用形式更加智能，并通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效連接下，使得協(xié)同技術(shù)發(fā)展得更加全面，進而使得交通系統(tǒng)的功能模塊覆蓋范圍更加全面，在這種技術(shù)的應(yīng)用下，也能保障交通的安全性。交通系統(tǒng)的運作離不開各個獨立的元素，因此，相關(guān)工作人員在進行工程規(guī)劃的進程中，需對各類元素的運作機制進行充分且全面的考慮。