人工智能在交通工程中的应用

人工智能在交通工程中的应用

汪洁

合肥轨道交通运营有限公司 安徽 合肥 230001

摘要：阐述人工智能在交通领域应用机遇与现状，存在的问题，探讨人工智能在智能交通中的应用展望，包括出行服务中的新业态、人工智能促使多领域合作、人工智能促进跨行业协同发展。

关键词：人工智能；智能交通；应用

引言

近年来，云计算、大数据、物联网、人工智能等技术高速发展并向传统产业加速渗透，互联网技术与交通运输深度融合，给交通运输业在运营效率、服务水平、安全保障等方面带来巨大提升，智慧交通概念应运而生。智慧交通是智能交通的更高层次，是智能交通的进化形态。它依托大数据平台，面向交通运输行业，融合了各种全新的信息技术、网络技术等，使居民出行、道路交通运营与管控更加智慧化，但同时也给道路交通管理及其人才需求提出了新的要求。立足高水平应用型大学的办学定位，河南警察学院交通管理工程专业是省级一流本科专业，是学院特色优势专业，也是学院重点工科专业。在“新工科”加快建设背景下，交通管理工程专业在为公安机关培养多元化、创新型卓越工程人才方面承担着重要责任。河南警察学院及全国公安院校交通管理工程专业人才培养理念要从培养传统警务人才向培养现代复合型警务人才转变，以满足新时代公安交管工作的需要。

1城市道路交通特性

1.1人的交通特性

城市道路交通中,人包括行人、乘客及驾驶员,其中行人是弱者,因此,在道路交通工程设计中,应充分注重对行人的保护,可增设人行过道、安全岛、二次过街等改善步行环境;而乘客则希望缩短出行时间,尽快到达目的地,为此交通中降低乘客的出行疲劳并缩短坐车时间,可通过道路交通景观设计等改善乘客的烦躁情绪,提升乘客出行的舒适度;而驾驶员的交通特性则包括其感觉、视觉、反应、疲劳程度等,为此应通过道路线形及环境等进行优化,避免道路设计不合理对驾驶员造成视觉诱导增加驾驶员的紧张程度,为后续道路规划提供指引。

1.2车辆交通特性

道路交通中车辆是主要的构成部分,如自行车、机动车、摩托车等。当前我国自行车有多种类型,如电动自行车、常规自行车等,而自行车虽然灵活便于转向与制动,但缺乏安全性与稳定性,且在爬坡时也会受到骑车人体力的影响,特别是在与机动车并行时很容易受到干扰,容易出事故。路面交通机动车也是人们出行的主要交通工具,是城市运输的主要载体,机动车是上下班客运高峰拥挤的主要因素。为此在交通规划中,就应考虑到机动车的路线布局、车速控制等,确保城市交通的可控性。

2人工智能在交通工程中的应用

2.1人工智能促进跨行业协同

交通产业的跨行业、跨领域属性突出，人工智能等新技术在交通领域的深入应用需要汽车制造业、信息通信、交通运营和交通管理的跨行业的长效协同机制将有助于长期发展。交通与旅游、规划、安全等行业领域的协同有助于进一步拓展智能交通的应用场景。交通行业的数字化、智能化需要充分利用基础通信技术，尤其是边缘计算、人工智能、大数据、物联网、信息安全、卫星导航等。融合应用将极大提升交通行业的感知能力，以及系统模拟现实世界和预测判断的能力，从海量实时动态数据中挖掘高价值信息，提升交通管理的主动性、协同性、合理性。

2.2交叉口设计

道路交叉口的设计应遵循交通流特性,确保更为合理地分配道路空间,降低道路对周边环境的干扰,降低安全事故的出现概率,确保行车安全性及稳定性。为此在设计交叉口时,进出道口的设计应严格根据实际车流量情况及道路实际路况,保证车辆出入时不会产生滞留、堵塞等影响交通顺畅性的情况,还可通过延长停靠站的方式保持车辆之间的间距,提升行驶安全性。而在转弯及调头车道设计中,则应在确保道路通畅的前提下,增设4m以上的分隔带,确保车辆在调头时不会对其他车辆及行人造成影响,且应增设转弯机动车专属车位,或是增加转弯等候区域的设计。最后在人行道的设计中,为避免出现更多安全隐患,应确保车辆间距,并将车道保持在垂直状态,结合交通信号灯及斑马线等,为行人提供指引。而在本次工程中,马鞍山路与屯溪路、东流路交叉处存在交叉口,设计全线高架形式,确保车辆在汇流时驾驶员的视野,且在交叉口机动车道进行一定的拓宽,延长交叉口道路的过渡段,为驾驶员预留准备时间,同时考虑到道路两侧有建筑限制,采用上下匝道的方式将高架进行连接,降低拆迁程度,避免对周边居住者造成影响。

2.3智慧收费

自动收费或电子不停车收费(ETC)系统已被广泛应用于提高收费站的通行效率、减少车辆启停造成的资源浪费和环境污染,其主要通过无线射频识别(RFID)技术来实现车辆与收费车道控制机之间的微波专用短程通信,再利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理。引入该系统后,车辆通过收费站时的速度可高达70km·h-1,在一定时期内收费广场的交通流和交通安全得到了改善。但现存的大量旧电子标签并不支持快速交易且考虑到安全性问题,实际应用中车辆仍需要以低于20km·h-1的速度通过收费站。且ETC系统运行效果在很大程度上也受限于车道天线强度、费率计算复杂等因素,导致在实际应用中车辆收费通行效率受到影响。因此,为避免高峰时段/节假日车辆聚集造成收费站的拥堵,提高收费站的服务能力和通行效率,提出了一种基于收费站车辆通行时间和油耗模型的流水作业式收费系统,以实现高速公路收费站的高效、绿色通行；利用云计算、大数据、AI等先进技术,构建了一个基于智慧收费云的无人收费站系统,以实现车道正常情况下的无人化自动交易服务。另一方面,收费站拥堵的严重程度又取决于收费亭的工作数量。因此,为防止车道拥堵或车道资源浪费,构建了基于多元收费方式服务时间的需求车道数计算模型；通过建立包含跟驰和换道行为的收费广场交通行为模型,对不同交通组成下的收费车道合理化配置问题展开了研究；提出了一种通过预测车辆到达率和收费站有效模块的最佳数量来实现高速公路收费连续时间最优控制的新方法,用以维持交通拥堵(车辆等待时间)与收费站运营效益的平衡,使在防止拥堵排队的前提下最小化收费站的运营成本。

2.4、BIM+GIS建筑工程管理

GIS平台与BIM平台建立数据接口，GIS平台可直接调取BIM平台中的模型，完成BIM与地球坐标系的转换、BIM与多源三维数据的融合。GIS平台支持模型空间量测、剖切分析、地形开挖分析、模型属性查看等，通过BIM模型与周围实景的融合展示，可为项目场地规划、材料运输路径规划提供参考依据，实现二三维一体化、地上地下一体化、室内室外一体化的综合应用。

结语

交通行业关系国计民生，随着人工智能发展进入新时期，如何落地应用成为当前产业的重要议题。在政策推动下人工智能在智能交通应用形成新的机遇与挑战。国家多项政策文件强调立足全局统筹推进交通强国建设。智能交通是一项复杂的系统工程，其发展需要多领域形成共识，其发展方向为出行呈现新业态、智能交通合作协同、人工智能促进跨行业协同，最终形成技术研发与建设协调，实现交通安全可靠、充满活力、监管体系完善。

参考文献

[1]张慧丽，刘亚飞.建筑信息模型技术在城市轨道交通设备维护管理中的应用[J].城市轨道交通研究，2020，23（5）：135-139.

[2]刘鑫,段幼春,樊贵军.“互联网+”背景下推动交通新业态发展战略研究[J].科技经济市场,2020(01):92-93.

[3]朱铭琳.人工智能技术在交通控制领域的应用[J].现代电子技术,2007(23):149-151.