【摘要】城市道路設(shè)計中應該積極利用信息化技術(shù)和先進的傳感器提高交通信息的感知能力，提升道路的智能化水平，在這一基礎(chǔ)上改善交通擁堵的情況。除了道路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計外，智能化設(shè)計重點集中在道路上的各種輔助管理設(shè)施上。從市政道路工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和輔助性設(shè)施兩個層面，文章分別闡述了道路智能化設(shè)計的思路，對道路智能化設(shè)計系統(tǒng)中的遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)、智慧燈桿系統(tǒng)和電子站牌系統(tǒng)作較為詳細的論述。

【關(guān)鍵詞】市政道路工程；智能化；設(shè)計思路

【資料圖】

1引言

市政道路工程隨著城市的發(fā)展，正在朝著信息化、智能化的方向發(fā)展，城市中交通擁堵始終是一大難題，最大限度發(fā)掘市政道路的通行潛力是市政道路智能化設(shè)計的核心目標，在這一基礎(chǔ)上還要積極利用道路上的附屬設(shè)施實現(xiàn)空氣質(zhì)量監(jiān)測、交通指揮、便民服務(wù)等一系列功能，研究市政道路的智能化設(shè)計具有深遠意義。

2市政道路基礎(chǔ)工程智能化設(shè)計思路

無論是常規(guī)的市政道路工程，還是基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及先進傳感器的智慧道路，依托于鋼筋混凝土、瀝青等傳統(tǒng)施工材料的基礎(chǔ)工程始終是道路的主體結(jié)構(gòu)，因而也成為智能化設(shè)計的重點內(nèi)容，市政道路的基礎(chǔ)工程涵蓋了道路路基、路面、交叉路口、線路、排水設(shè)施、綠化等內(nèi)容。1）道路基本參數(shù)設(shè)計道路的基本參數(shù)涵蓋內(nèi)容非常廣泛，主要包括設(shè)計使用年限、設(shè)計最大時速、車道數(shù)量、載重能力等一系列內(nèi)容。由于是市政道路，車輛通行非常頻繁，并且施工、檢修、維護、改造等都要占用城市空間，對交通造成極大的不便。在設(shè)計市政道路工程時應該充分考慮這些因素，盡量提高道路的設(shè)計使用年限，車道數(shù)量要滿足城市在當前以及未來的交通需求，尤其是長遠的需求，道路工程改造的成本非常高，并且耗時耗力，設(shè)計單位應該運用大數(shù)據(jù)等技術(shù)判斷城市未來幾十年內(nèi)的人口及交通變化趨勢，設(shè)計出具備前瞻性的道路工程。在選用施工材料時應該優(yōu)先考慮工程性能更加優(yōu)異的新型道路施工材料，借此全面提升市政道路工程的各項基礎(chǔ)參數(shù)，使其滿足城市發(fā)展的長期需求[1]。2）交叉路口設(shè)計市政道路的交叉路口是車流匯集的地方，也是交通事故的高發(fā)地，智能化設(shè)計中要提高交叉路口設(shè)計的規(guī)范性和科學性，在基礎(chǔ)參數(shù)方面要控制好交叉角度、坡度等。由于交叉路口涉及多個方向的車流，周圍的建筑物有可能造成視線上的遮擋，在設(shè)計交叉路口時要適當增加建筑物和路口之間的距離，并且要結(jié)合交叉角度來設(shè)計[2]。3）線路設(shè)計充分的交通線路是滿足城市交通需求的根本保證，隨著中國經(jīng)濟的騰飛，家庭收入不斷提升，汽車保有量逐年上漲，城市交通出行的壓力進一步提升，在未來，這一情況將長期延續(xù)，短期內(nèi)不會得到改善。城市主城區(qū)的道路格局早已形成，無論是線路還是道路的基本參數(shù)，提升和優(yōu)化的空間都較小，而城市的在不斷擴張，新建城區(qū)和道路呈增長態(tài)勢。在新建道路的規(guī)劃中應該總結(jié)現(xiàn)有的經(jīng)驗，從密集程度、銜接方式、曲率半徑等多個方面加以優(yōu)化，積極運用現(xiàn)代化、智能化、信息化的設(shè)計軟件，開展深入的工程模擬，確定最佳參數(shù)[3]。4）排水設(shè)計根據(jù)以往的經(jīng)驗，傳統(tǒng)的市政道路大量采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，周圍的輔助性基礎(chǔ)設(shè)施，如人行道，也是以傳統(tǒng)施工材料為主來設(shè)計和建造。事實證明，這種道路工程在排水、滲水方面存在很大的缺陷，經(jīng)常在下雨天出現(xiàn)道路積水，并且短期內(nèi)無法排除，同時也說明市場排水管道系統(tǒng)在雨水排放能力方面存在較為突出的缺口。在道路工程的智能化設(shè)計中，應該積極使用更加先進的排水設(shè)計理念和方法，從市政道路的工藝材料、排水方式等多個方面開展設(shè)計優(yōu)化。例如，當前提倡的“海綿城市”就非常符合智能化設(shè)計的理念，因為海綿城市要求城市的基礎(chǔ)工程盡可能使用透水材料，典型的如透水混凝土、透水瀝青，這些材料中存在大量的孔隙，有利于雨水的下滲，并且下滲之后還能和設(shè)置在地下的雨污收集設(shè)施聯(lián)通，形成有效的雨水收集。5）綠化設(shè)計市政綠化設(shè)計具備多方面的功能，綠化設(shè)施是市政道路的重要組成部分，除了傳統(tǒng)的裝飾作用之外，市政道路工程配套的綠化設(shè)施還具有改善雨水蓄積功能、防止城市內(nèi)澇等一系列工程。在這種設(shè)計方案的支持下，市政道路可自動化地消除排水難題，減少了人為排水的需求，這是利用科學的基礎(chǔ)設(shè)計提高市政道路運行效率的典范。

3市政道路附屬設(shè)施智能化設(shè)計思路

3.1基于視頻監(jiān)控的遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)

城市中的交通擁堵一直受到詬病，隨著城市家庭購車需求的不斷上升，私家車保有量逐年升高，進而導致各大城市不得不采取限號出行的管理方案，即便如此，交通擁堵的問題依然非常突出。但同一時段并不是所有的路段都會擁堵。在智慧道路的建設(shè)中，提高道路交通指揮能力成為設(shè)計重點，為了達到這一目標，應該積極引入信息化技術(shù)，提高道路的信息感知能力，視頻監(jiān)控是實現(xiàn)這一功能的重要手段，監(jiān)控探頭可直接觀察到某一具體路段的車流情況，并且通過網(wǎng)絡(luò)通信功能將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇煌ü芾聿块T的大數(shù)據(jù)平臺，該平臺可實時顯示出城市道路當前的交通大數(shù)據(jù)，哪些路段存在擁堵，哪些路段通行壓力較小，在數(shù)據(jù)平臺上一目了然，然后便可通過各種通信手段向過往車輛發(fā)出擁堵預警，及時提醒其轉(zhuǎn)換通行線路[4]。智慧交通是智慧城市的重要組成部分，而道路的智能化設(shè)計是實現(xiàn)智慧交通的大前提，各種先進的傳感器是采集道路運行數(shù)據(jù)的主要手段，除了視頻監(jiān)控之外，還要設(shè)計噪聲監(jiān)控，然后將這些數(shù)據(jù)匯總起來，作為城市交通指揮的依據(jù)。實踐表明，這些由遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集到的交通大數(shù)據(jù)顯著提高了城市交通效率，減少了交通擁堵的情況。

3.2智慧燈桿系統(tǒng)

燈桿是市政道路照明設(shè)施的組成部分，傳統(tǒng)的燈桿僅僅具有照明功能，但是這些燈桿卻占據(jù)著較大的城市空間，在市政道路的智能化設(shè)計中，要充分利用燈桿，將其作為載臺，實現(xiàn)管網(wǎng)信息、電力信息以及通信功能的互聯(lián)互通，智能燈桿將成為市政道路上智能感知終端設(shè)備，可深度獲取城市中的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高交通智能化水平。1）通信網(wǎng)絡(luò)智能燈桿具備數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)墓δ埽蚨獮槠湓O(shè)置專門的通信網(wǎng)絡(luò)，目前可采用4G或者5G技術(shù)實現(xiàn)這一目標，但從傳輸?shù)娜萘亢退俣葋砜矗?G是未來的趨勢。2）智慧照明市政道路的照明需求基本上集中在夜間，城市照明系統(tǒng)設(shè)計要采用節(jié)能環(huán)保的基本理念，因而市政道路上的智慧燈桿要實現(xiàn)智慧照明功能，可根據(jù)天氣的明暗程度自行決定開啟或者關(guān)閉，并且調(diào)節(jié)照明時的亮度。3）氣象環(huán)境監(jiān)測城市中的空氣質(zhì)量、氣象條件等是長期監(jiān)控的重點內(nèi)容，并且道路上的機動車輛常年排放尾氣，產(chǎn)生了大量的NO2、CO、SO2等，這些尾氣都是霧霾的主要成分。市政道路的路燈可作為監(jiān)測城市空氣質(zhì)量和氣象條件的載臺，每天采集PM2.5、PM10、臭氧以及二氧化氮等物質(zhì)的濃度。4）視訊功能智慧燈桿上還可集成廣播、一鍵呼救以及視頻對講等視訊功能，這些輔助設(shè)計可提高城市的安全性，為人們提供更多的求助途徑，并且充分利用了智慧燈桿的載臺作用，作為市政道路工程的重要組成部分，智慧燈桿設(shè)計應該受到高度的重視[5]。5）智慧燈桿系統(tǒng)的配套設(shè)施智慧燈桿要利用光纖通信、蓄電池、防雷、直流供電及交流配電等多種技術(shù)，例如，系統(tǒng)中設(shè)計的多種電力技術(shù)是為了提高路燈系統(tǒng)的可靠性，防止電力中斷造成短暫的功能失效，因而系統(tǒng)中設(shè)計了蓄電池。此外，為了提升路口車輛通行效率，需要使用智能交通信號代替?zhèn)鹘y(tǒng)交通信號燈（見圖1）。

3.3電子站牌系統(tǒng)

市政道路上設(shè)計有一定數(shù)量的車站和站牌，市民出行時要通過站牌查詢公交線路，傳統(tǒng)的站牌展示的是靜態(tài)信息，功能性非常單一，但是站牌占據(jù)的空間相對較大，沒有充分利用起來。在智慧道路的設(shè)計中要充分發(fā)揮這些輔助配套設(shè)施的作用，使其更好地為市民出行服務(wù)。智慧公交電子站牌重點集成了PM2.5監(jiān)測、站點視頻監(jiān)控、車輛狀態(tài)信息展示、公交線路展示、車輛實時位置顯示等一系列功能。這些功能都非常實用，以車輛實時位置信息顯示功能為例，傳統(tǒng)的公交站牌只能提供公交車輛的線路，但是乘客在等待時根本無法預判車輛當前的位置，也不知道還需要等待多久，是否要更改出行方式。在智慧化道路的設(shè)計中，站臺的信息感知能力大幅提升，公交車輛上安裝有定位終端，可借助衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時掌握其位置信息，然后再由管理后臺將車輛的位置信息展示在電子站牌上，讓等待的乘客一目了然地掌握車輛當前的位置信息[6]。

3.4車路協(xié)同

這一概念伴隨著無人駕駛汽車而提出，國內(nèi)的智慧交通采用車路協(xié)同的設(shè)計思路，這一點與西方國家強調(diào)車輛智能的思路有所區(qū)別。在車路協(xié)同的設(shè)計模式下，車輛和道路都具備一定程度的智能化水平，車輛是移動設(shè)施，需要從道路上的各種固定設(shè)施獲取交通信息。道路作為交通信息采集的主要場地，為車輛出行提供數(shù)據(jù)方面的保障。當前無人駕駛還處在發(fā)展的初期階段，大規(guī)模商用暫時還無法實現(xiàn)，但車路協(xié)同始終是未來的主要發(fā)展方向。目前市政道路已經(jīng)形成了初步的智能化，利用視頻監(jiān)控、智慧路燈、電子站牌等綜合采集市政道路信息。

4結(jié)語

市政道路智能化設(shè)計重在提高城市道路的信息感知能力，通過設(shè)置在道路上的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智慧路燈、電子站牌采集道路交通信息、城市空氣質(zhì)量信息，并將這些信息返回到管理后臺，用于指揮交通，避免道路擁堵問題。

參考文獻

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作者:李曉光 單位:山東省東營市濕地城市建設(shè)推進中心