发布时间:2023-12-14 11:53:11
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中图分类号:TP39 文章编号:1009-2374(2016)07-0009-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.005
目前,在世界范围内,智慧城市建设工作开展得如火如荼,涉及交通、安防、政务管理、安全应急、公共服务、医疗、教育等城市运营管理的各个系统。其中智慧交通既是智慧城市建设的重要组成部分,也是提升政府有效治理能力的重要手段,因而对智慧交通的研究也成为我国城市交通治理和建设中的热点问题。本文通过检索中国知网的相关文献并进行梳理,归纳近五年智慧交通研究的主要内容,并对当前针对智慧交通研究的成果加以总结评价,指出其不足及未来研究发展趋势,以期推动智慧交通研究的发展和促进智慧交通建设的完善。
1 智慧交通的概念
智慧交通系统(Smatr Transportation System,简称STS)是智慧城市的核心部分,是整合能源、环境、土地资源,实现可持续发展的重要手段之一(曹小曙、杨文跃等,2015)。目前,我国对STS的研究尚处于初始阶段,未形成标准的定义。王庆滨提出,智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)是指利用先进的信息、通信技术将信息监控数据导入地面信息管理系统中进行管理而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统(王庆滨、钟荣华,2015)。然而,陈琨提出,智慧交通是智能交通从量变到质变的结果,智能交通是通过非常先进的通信和控制技术,以解决各种交通问题的重要手段,是对信息技术本身的运用,而智慧交通是智能交通发展的更高阶段(陈琨、杨建国,2014)。智慧交通与原来意义上的交通管理与工程有着本质的区别(蔡翠,2013)。智慧交通更强调如何将交通系统全面融合到城市总体发展和建设中,不局限于智能交通系统的现有功能,而是将海量交通信息进行挖掘、分析,强调系统的实时性、人机交互性和服务对象的广泛性(张盈盈、陈燕凌等,2014),强调以人为本、智能化决策分析(李础⑼跗缴等,2014),促进交通向更先进和谐的方向发展(张轮、杨文臣等,2014)。
从上述文献所反映的情况看,目前智慧交通的概念主要是从城市建设角度出发,包含所应用的技术、提供的服务和服务对象。其不足之处在于:一是智慧交通所要运用的技术概念理解不清,将不同层次的技术归并在一起,理论知识体系较混乱;二是服务对象不全面,受益主体范围有一定的局限性;三是智能化、智慧化无严格界定,客观上造成概念混淆。
2 智慧交通研究的重点领域
智慧交通是在国家大力推进综合交通运输体系建设的背景下提出的,其研究的对象主要涉及:一是与交通运输密切相关的执行层,如客货、交通基础设施、运载工具装备以及智能公路、车辆的运营管理等;二是政府的宏观决策层,如综合统计、规划与设计、建设、市场秩序管理、交通秩序管理、票务与支付服务、公共信息服务和安全应急等。
2.1 与交通运输密切相关的业务
治理超限超载是一个世界性难题。张新从顶层设计角度,提出科技治理超限超载的6大系统:监督考评监测系统、源头末端监测系统、重点路面监测系统、检测站监测系统、行政执法及电子监察系统、智能分析和决策支持系统(张新,2014)。
陈向东、杨斌分析了智慧轨道交通中“更透彻的感知”的发展方向与趋势,从“敏锐”“快捷”“可靠”“高效”“全面”和“智能”多个角度探讨了如何在智慧轨道交通行业运作和智能轨道交通系统中实现“更透彻的感知”(陈向东、杨斌,2012)。曾华觥⒅旎撤继岢隽恕爸腔酃斓澜煌ㄏ低臣芄埂保对智慧轨道交通系统理念、技术内涵及其构成进行了探索和概括(曾华觥⒅旎撤迹2012)。王健通过分析公共交通现状,对智慧巴士系统的运用和推广进行了介绍(王健,2012)。石文先提出了智慧空管系统总体框架,该系统主要由感知层、基础设施网络层、应用服务平台层、专业应用与决策支持层组成,并对系统所需的关键技术、支撑平台和应用前景进行了分析(石文先、朱新平,2013)。杨静指出将互联网技术引入地铁,在发挥地铁载客、聚客功能的同时,让乘客在运动中与城市各类信息交流、互动,为乘客呈现运动中的城市全景图,另外实现轨道交通媒体价值增值、转型,是轨道交通互联网时代的发展方向(杨静,2015)。史晓平、李华光以上海为例,分析了港口空间地理信息系统建设的必要性和可能性,并提出上海港空间地理信息系统建设的对策建议(史晓平、李华光,2015)。
黄敏以深圳为例,提出要以大交通为依托,以大数据为基础,以大监管为主线,以大信息为核心,推动智慧型、效能型、服务型交通运输部门的建设(黄敏,2015)。陆荧洲等对道路监控系统在城市智慧交通建设中的运用进行了研究(陆荧洲等,2015)。
2.2 政府宏观决策层面的研究
智慧交通是缓解交通拥堵、节能减排的有效手段之一。在智慧交通顶层规划上,我国主要是独立建设模式和数据大集中模式两种(李吹龋2015)。赵俊钰等提出了一种可落地的智慧交通总体架构建设思路(赵俊钰、刘芳玉等,2013)。
在智慧交通系统开发与设计上,徐蔓青、张滔、尹克坚、王雅琼等对智慧交通所依托的大数据平台的开发进行了研究,谭晓琳、顾慧、梁展凡等对智慧交通应用软件技术进行了研究,王峰、韩丽、徐波、马士玲等则从物联网角度对智慧交通系统设计进行了探究。
在公共信息服务上,信息安全应是智慧交通建设的前提(陈楠坪)。目前,我国智慧交通信息服务主要有四种模式:针对政府的交通管理系统平台,用户车联网(企业及个人),导航地图、打车软件等APP(企业及个人用户),智能汽车制造(个人及企业级用户)。但是,信息如何与业务实现深度融合才能发挥信息服务核心价值(阮晓东)。因此,孙斌提出了利用三维业务模型来促进智慧交通信息化建设。刘源设计出“智慧出行”系统架构,并可实现GPS浮动车交通信息采集、信息推送与语音播报、动态信息融合实时处理以及车辆协同交互优化,会产生积极的社会效益,提升城市智能交通的水平。张志宇、阮永华提出利用号牌识别技术、RFID电子车牌技术相结合的交通信息采集与服务系统方案,对城市交通信息采集点的布设模式进行深入研究。
在安全应急管理上,陈龙、樊博将物联网相关技术和管理学中相关理念相结合,提出了智慧城市交通安全监控管理的构架。
3 其他领域的研究
在其他方面,主要集中在对北京、上海、广州、南宁、镇江、扬州等经济较发达的城市智慧交通建设的实证研究,对二、三线城市如何推进智慧交通平台的搭建甚少,另外对国外智慧交通建设比较成功的国家或地区的研究也还不多。
另外,在对智慧交通人才培养方面,赵竹以交通安全与智能控制专业为例,就专业如何对接智慧交通产业的校企合作课程开发进行了研究,丰富了高职课程理论体系和智慧交通建设人才的培养方向。
4 评价和启示
综上所述,近五年,交通运输业界和学术界对智慧交通的研究主要集中在应用技术的研发与设计领域:一是交通信息网络平台,如地址匹配技术、车联网技术、交通传感网;二是动态车辆智慧化管理与服务,如车辆识别系统、行车引导系统、智能停车与诱导系统技术、智能公交系统、智能交通监控与管理系统;三是静态车辆智慧化管理与服务,如智能停车场、位置服务等。但对智慧交通建设的相关技术研究未形成鲜明的层次结构。总之,目前对智慧交通概念体系和应用价值体系的研究较少,缺乏全面、标准的理论体系。
另外,从研究的领域来看,目前对交通运输密切相关的公路、轨道交通、城市公交关注较多,而对航空、海运交通智慧化管理研究较少;对政府宏观规划与建设、信息服务、交通秩序管理关注较密切,而对智慧交通大数据的综合统计、交通基础设施建设、市场秩序的管理、票务和支付服务、安全应急研究、人才培养研究不多。从人本管理角度,目前对技术应用研究较多,对居民的出行需求、法律环境等的研究甚少。
因此,未来对智慧交通的研究还可进一步开拓和深化:一是强化理论研究,完善相关理论体系建设,对智慧交通的基本概念和原理做更深入的探讨,为智慧交通实践提供有效指导;二是加强对智慧交通建设和应用信息技术的创新研究,进一步探讨网络信息安全保障体系;三是扩大智慧交通研究视角,关注居民出行需求;四是加强交通运输类专业人才培养对接智慧交通产业的研究,重视跨学科人才教育。
参考文献
[1] 曹小曙,杨文越,黄晓燕.基于智慧交通的可达性与交通出行碳排放――理论与实证[J].地理科学进展,2015,34(4).
[2] 王庆滨,钟荣华.智慧交通与城市发展研究[J].城市道路与防洪,2015,(6).
[3] 陈琨,杨建国.智慧交通的内涵与特征研究[J].中国交通信息化,2014,(9).
[4] 蔡翠.我国智慧交通发展的现状分析与建议[J].公路交通科技(应用技术版),2013,(6).
[5] 张盈盈,陈燕凌,关积珍,等.智慧交通的定义、内涵与外延[A].2014第九届中国智能交通年会大会论文集[C].2014.
[6] 李矗王平莎,张春辉,等.国内智慧交通总体架构建设模式分析[J].交通节能与环保,2014,(2).
[7] 张轮,杨文臣,张孟.智能交通与智慧城市[J].科学,2014,(66).
[8] 张新.基于智慧交通的治超模式研究[J].中国交通信息化,2014,(9).
中图分类号:F235.6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)07(a)-0002-02
随着城市化的发展,城市交通系统和交通资源日益紧张,城市人口增长提高了人口的移动需求,加大了交通系统的运输压力。但是,增加公共交通、扩建道路等方法并不能完全解决我国的交通系统问题。而大数据为交通运输的发展提出了新思路,智慧交通建设成为我国解决交通问题的根本手段。因此,我们应积极运用高新技术手段,应用大数据开展智慧交通。并且,将大数据运用到智慧交通中的交通引导、交通服务、物流导读等方面能够为交通运输提供较大的便利。但是,应用大数据开展智慧交通仍存在着较大的信息安全风险需要我们解决。研究应用大数据开展智慧交通的实现路径不仅能够促进智慧交通建设,而且对我国交通运输行业的发展有着深刻意义。
1 应用大数据开展智慧交通的必要性
首先,大数据的应用是智慧交通建设的需求,是智慧交通建设的基础。而智慧交通建设需求主要包括公众出行服务、应急保障需求、科学发展需求;其次,大数据的应用是智慧交通建设的命脉,智慧交通的建设离不开大数据的支撑。具体来说,交通流量、车型、交通排队长度等是智慧交通建设的重要数据,能够为智慧交通的建设提供基本信息;再次,大数据的应用是智慧交通建设难点的要求。智慧交通建设面临着数据分散、数据共享困难、数据规模大、数据质量问题等难点,需要相关部门对交通数据进行收集和整理,并加快信息共享;最后,大数据的应用是智慧交通建设重点工作的要求。智慧交通建设中的交通感知网络的构建、数据质量的提升、智能化服务水平的提升等重点工作都需要大数据的信息支持。
2 应用大数据开展智慧交通的要求
2.1 交通引导主动式发展
首先,智慧交通要求交通引导转变传统的被动式和滞后性的发展模式,积极朝着实时、主动的方式发展。这是因为,现阶段,城市交通拥堵问题严重,严重影响了居民的正常生活。而且,交通具有规模性、多样性、高速性和价值性等特征。另外,庞大的交通数据需要进行整理与分析,才能够被运用到智慧交通系统之中;其次,城市配送差异化发展。随着网络购物的普及,城市配送成为经济发展的重要支出。但是,我国物流行业的发展速度远远低于物流需求的提升速度,货物运输效率较低。在这种情况下,我们应积极建设智慧交通,开展差异化物流配送,不断提高物流配送效率。
2.2 应用大数据开展智慧交通的模式
首先,优化实时交通服务。大数据在智慧交通中有著加大的优势,能够实现资源的合理配置、提高信息的继承效率。但是,大数据的最大优势在于它能够对交通流量进行实施监控,并实时处理交通问题,提高交通运行的效率。并且,大数据的实时交通处理能力能够提高公共交通服务质量,增强公共交通的便捷性;其次,智能化交通服务。智能交通能够利用大数据来道路环境,对交通拥堵状况进行提前预警。并且,大数据有利于开展主动式的交通服务。例如,停车引导系统可以为驾驶者提供停车场信息,为驾驶者提供停车选择;最后,大数据的应用能够实现合理化的交通秩序,实现资源的合理分配,缓解高峰时段的交通拥堵状况。并且,大数据能够为货物运输提供数据信息,合理规划车辆配送路线,提高货物配送效率。
3 应用大数据开展智慧交通面临的问题
3.1 行业标准不统一
由于我国区域经济发展不平衡,在建设智慧交通的过程中,政府并没有规定统一的交通行业标准,导致各地区的智慧交通相对独立,地区之间缺乏衔接性和配合性。并且,应用大数据开展智慧交通需要使用前端传感器来收集数据,但是,前端传感器并不是由同一家企业生产的,前端传感器的生产标准也不统一,导致我国交通行业缺乏统一的行业接口标准,增大了数据获取的难度。
3.2 交通基础设施的可靠性与稳定性无法保证
智慧交通系统十分复杂,需要合理整合系统的各个部分。但是,现阶段,智慧交通系统的可靠性和稳定性仍然无法保障,智慧交通信息系统面临着巨大的安全风险。并且,智慧交通系统需要大量的前端设备和服务器,也需要各种数据信息管理平台,系统的业务众多,流程复杂,一旦设备出现问题系统将无法正常运行。另外,在数据传输过程中,系统设备之后或设备樱花都会导致传输效率夏阳,引发数据泄露危险。
3.3 数据质量参差不齐
智慧交通系统数据质量主要指交通信息数据的可信度和真实性。目前,智慧交通系统的数据质量参差不齐,数据可信度和真实性无法保证。这是因为,智慧交通系统的数据信息主要来源于监控设备、传感器等收集的数据信息。而现阶段的设备无法保证长时间运行,所获取的数据质量也无法保证,价值智慧交通系统无法自行判断数据质量,数据质量参差不齐。
3.4 信息安全问题
智慧交通系统主要通过道路和车辆的前端设备来采集数据信息,并从大量的数据信息中筛选出具有价值的数据。并且,智慧交通数据的收集、存储和传输都是通过互联网和云计算平台进行的,网络环境增加了信息安全风险。这是要因为,大数据包含着大量的敏感、复杂的数据会要引起多方的关注和攻击。同时,将大数据汇集在一起可能会导致黑客攻击而产生的大量数据泄露。在这种情况下,黑客可以一次性获得更多的数据。另外,数网络环境下的数据收集和分析很可能受到计算机病毒的侵袭,数据信息安全无法保障。
4 应用大数据开展智慧交通的实现路径
4.1 推行数据标准化
针对智慧交通系统缺乏统一的行业标准这一问题,我国应积极采取标准化交通平台的措施,规范交通平台的布局,增强交通平台的兼容性和互联性,进而推动智慧交通信息化体系的综合发展,实现智慧交通系统数据资源的共享。并且,我国应加强重视跨地区和跨部门的交通互联平台的构建,实现不同地区交通系统数据信息的互联和共享。另外,我国应积极规范数据标准化,建设数据标准化体系,加强智慧交通系统的数据存储。
4.2 加强基础设施建设
基础设施是构建智慧交通系统的前提,因此,我国应积极智慧交通基础设施建设。具体来说,智慧交通基础设施建设主要包括前端设备维护和更新、信息传输网络线路建设、监控设备和传感器设备的检查和更新等,避免基础设施的老化或损害而造成的数据信息安全问题。并且,我国应积极制定智慧交通系统的应急措施,合理处理突发事件,尽量降低突发事件对智慧交通系统的危害。
4.3 保证数据真实性
针对智慧交通系统数据信息不真实的现象,我们应严格控制智慧交通系统数据的真实性。为此,相关部门应严格控制数据信息的测试和监控手段,把好数据源头的关卡,及时剔除恶意数据和虚假数据,并利用机器学习方法和稳健统计方法来减少恶意数据的插入。另外,相关部门应加强重视数据的采集工作,尽量避免人为的数据干预,确保数据的真实性。
智慧城市带来什么变化?
所谓“智慧城市”,就是借助新一代物联网、云计算、决策分析优化等信息技术,将人、商业、运输、通信、水和能源等城市运行的各个核心系统整合起来,从而更好地理解和控制城市运营,并优化有限资源使用情况的城市。
中投顾问高级研究员薛胜文表示,“智慧城市”是现代社会发展的新产物,是物联网、云计算等新一代信息技术和形形的网络平台集成与现实社会相结合的代名词。“智慧城市”是城市发展模式转型升级的结果,构建了一个开放创新、绿色生态、文明科学的现代新城市发展模式。
国泰君安的研究报告称,智慧城市是城市全面数字化基础上建立的可视化和可测量的智能化城市管理与运营,包括城市的信息、数据基础设施以及在此基础上建立网络化的城市信息管理平台与综合决策支撑平台。从应用领域来看,智慧城市包括智慧的交通、医疗、公共安全、教育、城市发展和能源等领域。
从已披露的数据来看,“十二五”期间,320多个城市在建设智慧城市上的直接投资合计超过3000亿元。业内人士估算,“十二五”期间用于建设智慧城市的投资总规模将可能高达5000亿元。随着更多城市启动智慧城市建设,“十二五”期间各地智慧城市建设将带来2万亿元的产业机会。
智能交通更被看好
据了解,智慧城市的涉及范围很广,包含了医疗信息化、社保信息化、智能建筑、智能交通、教育信息化等多个领域。而其中,智能交通是分析人士较为关注的。
华宝证券TMT分析师吴炳华表示,目前来看,前景较确定、有望率先发展的细分领域主要包括智能交通、智能城管和智能医疗等领域。此外,涉及教育、社保等公共民生领域的智能化建设也有望渐次推进。因为目前来看交通过于拥挤等问题较为明显,而智能交通则可以较好地改善这一领域。
事实上,智能交通行业是目前智慧城市建设投入中投资最大、覆盖范围最广的细分领域。交通运输部近日的《交通运输业智能交通发展战略(2012-2020年)》中也提出,到2020年总产值规模超过千亿元。
国泰君安表示,城市交通供需矛盾逐渐加大,在基础道路设施供给有限增加的情况下,智能交通成为缓解矛盾的首选手段。随着智能交通系统集成化趋势的进一步加强,智能交通单个项目投入规模有望逐渐加大。随着城市智能交通千万级等项目增多,实力型大公司有望获取更多的市场份额。由于相关项目对公司的资金实力、技术水平都有较高的要求,因此相关龙头公司有可能凭借资金和规模实力获取更大的市场份额,业绩加快增长。
警惕相关软件板块解禁压力
目前,全球都努力打造智慧城市,智慧城市已成为全球城市发展的新趋势。城市规划作为城市建设发展的指导方向和重要依据,应将智慧城市概念融入具体的规划策略当中,指引下一阶段城市建设和管理工作的开展。本文以某智慧新城控制性详细规划为例,探索智慧城市规划中相关要点。
1 智慧城市的定义
"智慧城市"是指基于物联网、云计算等新一代信息通信技术,充分运用信息和通信技术手段,感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、城市服务、工商业活动在内的各种需求作出智能的响应,为人类创造更美好的生活",这实际上就是利用先进的信息技术实现对城市智慧式的管理和运营。
2 智慧城市规划的实践创新
2.1 智慧发展理念融入城市规划体系
目前,我国城市规划体系主要包括战略规划、总体规划、分区规划和详细规划等方面, 可以将智慧发展的理念融入到不同层面的规划,构建智慧城市的规划体系。在城市战略规划中,在对城市社会经济发展条件和外部环境变化客观分析的基础上,研究智慧城市建设的可行性、建设重点以及智慧城市的顶层设计。总体规划层面,确立智慧城市建设目标与规模、落 实智慧生产、智慧生活、智慧生态等空间布局,按照"宜居城市"、"生态低碳城市"、"可持续发展城市"等要求,进行基础设施、公共服务设施和智慧产业等专项规划,并且与城市总体空间布局、社会文化、自然生态等相协调,最大限度满足居民的实际社会生活需要;按照 因地制宜、技术适用的原则进行智慧城市的近期建设规划。
2.2 智慧城市协同规划设计
智慧城市建设,涉及到数据与信息平台、资源环境、社会文化、设施布局、空间结构、城市管理等众多内容,以及政府、企业、市民等不同主体,因此需要进行协同规划与设计,实现基础平台共享、不同主体协作规划、多元功能复合、空间融合建设和一体化规划建设管 理。构建城市基础数据和信息平台,满足不同主体的平等使用和信息共享要求。城市社会经济发展中的不同参与者,包括政府、社会、市场间的沟通和协同努力,不同层级、类型的规划之间的合作与协调,以及区域内部不同城市之间、城乡之间的协同互动,将有助于解决制约城市可持续发展的重大结构性问题。城市的重要节点、有线和无线的流动要素,以及不同功能区的空间复合和融合建设,将大大提升城市的运行效率。
2.3 智慧城市规划的创新
智慧城市规划的创新,可以从规划公众参与、基础数据调查与获取手段、城市空间模拟和空间结构优化等方面进行。可以利用社交网络平台(如微博)、电子政务等信息时代的互动平台和智慧城市数据中心,满足城市规划的公众参与要求,进行规划的反馈和评价,增加城市规划的社会透明度。利用大数据应用等技术手段,获取居民活动、交通流量、生态环境等时空间数据,为城市规划提供更加全面、精准的基础数据。同时,通过位置服务LBS、GPS等技术方法对城市系统的时空动态规律进行分析, 尤其是对居民行为的时空分布进行研究, 由物质空间规划转向强调社会生活的综合性空间规划;利用云计算等技术手段,对城市空间布局、空间演变趋势进行模拟与可视化。
3 智慧城市规划实例分析
3.1 城市概况
广东某智慧新城,位于城市中部生态廊道上。规划主将智慧城打造成为智慧产业示范区、智慧城市先行区,实现园区向新城、普通城市向智慧城市转型的目标。结合智慧城市的内涵和发展趋势,从智慧产业、智慧生态、智慧交通和智慧设施四个方面诠释智慧城市在城市规划中的探索实践。
3.2 打造新一代信息产业城市
该智慧新城已初步形成了以南方基地为核心的软件和信息技术产业集群,但产业发展动力有待增强,发展方向也有待进一步明确。因此,应发挥软件园的产业基础作用,增强周边高校的科研能力,实现产学研协同发展,打造全国最高端、以高端软件和新一代信息技术产业为主导的智慧产业集聚园区,见图1。规划以资本、技术为核心,以创新为主导,"升级存量、引入增量";积极融入地区间的竞争,吸引国内外主要"大数据"企业入驻,推动信息产业全面发展,拓展物联网、新一代互联网、移动通信和电子商务等产业。
图1 产城融合整体规划图
3.3 构建复合型产城融合城市模式
规划以组团为单元,构建功能复合的产城融合城市模式,实现职住平衡、配套完善。根据智慧城现状产业发展方向和企业选型,结合现状企业布局,规划将其划分为五个园区,每个园区都是由一个核心主导产业、居住社区、商服中心和湖区构成,人口约为2万~3万。商服中心结合公交站点和湖区布置,满足人们的日常购物、休闲等生活需求。居住社区结合规划区内的城中村改造进行布置,利用城中村富余的居住面积出租给园区企业职工,少量商品住宅可用于出售,这样既能满足科技园居住配套的需求,又能为村民带来一定的经济收入,实现城乡一体化发展。
3.4 打造生态型城市
规划将自然引入城市,让自然环境为城市提供可持续的发展基础,实现生态对城市的哺育和城市对生态的反哺,这主要表现在以下几个方面:1)由廊道和湿地形成雨洪调蓄系统网络,逐级拦蓄、净化雨水,从建筑到建设地块、从地块到水系构建微观生态雨洪管理体系;2)维护和恢复河道的自然形态,贯穿水系,沿河形成绿道,串联起具有滞洪调蓄功能的农田和湿地;3)建立山体之间的生态廊道,建设桥式通道,预留野生动物通道;4)结合生态廊道、游憩线路和开放社区的街道,规划慢行线路,使其成为休闲、通勤的绿色廊道;5)保留良种场现状试验农田和苗圃,作为城市的有机组成部分。
3.5 建立智能、低碳的交通网络
(1)建立公交优先的低碳交通网络。规划倡导公交优先的原则,打造以城市地铁和新型有轨电车为骨干,以常规公交为基础,以公共自行车为辅助的低碳公交网络体系。规划加密新型交通网络,加强与城市轨道交通的衔接,提升中大运量公交服务能力;高标准配套公交换乘系统,提高公共交通服务水平;推广公共自行车系统,结合生态廊道串联各景观节点和交通枢纽,建立自行车网,实现30分钟内自行车可到达各组团内部任一点。
(2)发展智能交通示范区。该城市智能交通指挥中心位于规划区范围内,是根据国际流行的"数据中心"模型设计建成的,已拥有较高水平的智能交通管理和信息共享平台。规划利用指挥中心将智慧新城打造成为智能交通示范区,大力加强城市交通信息基础设施建设,以改善交通行为、缓解交通拥堵为出发点,建成城市交通信息共享交换平台,重点建设交通信号控制系统、智能化交通信号控制系统、实时道路交通信息系统、停车诱导系统和智能化公交信息服务系统五大系统。同时,以交通的信息化、智能化为核心和基础,加快交通行业信息技术的改造步伐,积极培育和发展智能交通相关产业。
4 结语
智慧城市,作为一种新型的城市发展模式,越来越得到了人们的认可与应用。如何将理想中快捷、方便、低碳、科技的城市科学有效地落实到空间上是一项长期的研究任务。本文阐述了智慧城市规划的实践创新,并结合工程实例探讨了智慧城市规划要点,旨在为新形势下城市规划人员提供参考与指导。
相关文献概述
自本世纪初开始,低碳经济领域吸引了国内外许多学者,但至今未得出一致定义。有许多学者分别从经济、资源、政治、环境因素等视角对低碳经济进行界定。本文认为,低碳经济就是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染,获得更多的可持续发展的经济产出。此外,也有许多学者分别从技术、政策、机制等视角对低碳经济发展模式进行研究。如Kannan(2008)使用MARKAL能源系统等模型,模拟分析英国实现减排60%的目标的技术路径;Vrijnoed等(2009)认为,政策设计直接影响技术进步的效果,长期来看,CCS技术与可再生能源配套更具成本优势;付允、马永欢等(2008)从宏观、中观和微观三个层次论证了低碳经济发展模式是以低碳发展为发展方向,以节能减排为发展方式,以碳中和技术为发展方法的绿色经济发展模式;鲍健强、苗阳等(2008)从低碳产业、低碳农业、低碳工业、低碳城市和碳汇五个方面提出了多层次促进我国低碳经济发展的路径;朱四海(2009)则从人为碳通量、碳预算、低碳技术、能源结构四个方面构建低碳经济发展模式;韩雪梅、刘欢欢(2009)从提高能源利用效率、提高煤炭净化比重、充分发挥碳汇潜力以及加强国际经济技术合作四个方面阐述了西部低碳经济发展模式的实现途径。
何国伟(2009)率先解释了基于物联化、智能化、感知化、云架构的智慧系统;黄天航、刘瑞霖等(2010)从智慧经济、智慧居民、智慧供应链等角度探讨了智慧城市发展与低碳经济的关系;陈柳钦(2011)详细阐述了智慧城市的概念,并系统地分析了国内外低碳城市的发展现状;张旭等(2011)对智慧地球的发展战略进行了探讨,还对智慧地球在我国信息战略、信息产业、信息技术、信息安全等方面的影响进行了相关研究。总体而言,国内外对“智慧系统”的研究都还处于起步阶段。因此,如何从基于资源整合观的角度探讨“全智慧系统”与发展低碳经济的关系,具有十分重要的现实意义。
“全智慧系统”概念解读
自IBM公司提出“智慧地球”概念后,各种解读纷纷出现,但大多是从单一视角出发,缺乏系统整合。据此,本文针对低碳经济的发展趋势,基于系统观的角度提出了“全智慧系统”的概念,它主要由智慧环境系统、智慧能网系统、智慧交通系统、智慧管理系统四大部分构成,如表1所示。
(一)智慧环境系统
自然环境是人类赖以生存的前提和必要条件,发展低碳经济的根本目的就是要通过节能减排来改善日益恶化的自然生态环境。而智慧环境系统是通过综合利用传感器技术、无线通讯技术和数据挖掘技术,结合居民信息的回馈,收集一定区域内的气温、空气质量、水质、生物状况、植物状况等多项环境数据,再将这些数据经过分析处理,广泛用于环境监测和天气预报等,被越来越多的国家和地区纳入建设环境友好型社会的框架中。
(二)智慧能网系统
智慧能网系统是以城市社区为空间范围,集社区热能网、电能网、智能网为一体的能源供应网络系统。智慧能网系统是低碳能源建设的关键技术,是物联网在低碳城市中的应用,它可以在提高市民生活品质的前提下,大幅度节约能源,降低二氧化碳排放量。智慧能网系统在需要的时间和地点,以精确的数量供应需要的能源品种(热能、电能、自然光、风力等),满足城市的生产、生活、流通等所有领域的低碳能源需求。通过多个社区的智慧能网系统的互联运行,还可以实现区域内的低碳、环保、安全的能源保障战略。
(三)智慧交通系统
交通运输一直都是全球能源消耗的“主力军”,要发展低碳经济就必须减少交通运输中的碳排放量。所谓智慧交通系统就是将城市路网信息联接成网络,安装传感器、红外线设备,通过优化交通信号系统、电子扫描系统、城市快速路监控信息系统,接合式电子眼和ERP系统等提供历史交通数据和实时交通信息,对预先设定时段的交通流量进行预测。通过智慧交通系统可以优化交通运行流程,合理安排交通路线,大量减少因交通堵塞而造成的能源消耗。
(四)智慧管理系统
智慧管理系统是基于信息数字化、互联网、GIS等技术,通过标准化的流程和充分的信息共享,帮助管理者更好地开展科学决策。智慧管理系统被广泛应用于各地政府的电子政务管理过程中,它能够让市民更好地监督城市运行情况和管理情况,为市民网络参与城市管理提供机会,而且在线提交数据、办理业务也能够减少城市的交通压力,提高城市运作效率。通过欧洲多个城市电子政务开展的数据表明,城市开展电子政务等智慧管理项目与城市低碳经济发展有着密切关系。
基于“全智慧系统”的低碳经济发展模式
低碳经济发展模式即运用低碳经济理论组织经济活动,用低碳技术改造生产和生活方式,从而实现经济发展的低碳化。本文在“全智慧系统”的基础上,探索性地提出了基于智慧环境的低碳监测模式、基于智慧能网的低碳消费模式、基于智慧交通的低碳运输模式、基于智慧管理的低碳运营模式,如图1所示。
(一)基于智慧环境的低碳监测模式
基于智慧环境系统下的低碳监测模式是利用RFID、传感器、无线通讯等技术进行的动态拟合监测模式,能够对系列环境指标进行实时数据智能化处理。如在爱尔兰西海岸的“智慧湾”,IBM与当地环境保护署合作,通过收集和分析大量关于水质、潮汐、天气预测和环境信息等复杂数据。根据这些数据,从事水产养殖的农民可以按照权威的洋流和海洋水质信息安全地养殖水产品,出海打渔的渔民可以根据洋流和海浪预报选择去哪一片海域捕鱼,潮汐发电厂也可以更加合理地安排生产。
(二)基于智慧能网的低碳消费模式
在智慧能网系统的应用下,人们将建立一种更科学、更低碳的能源消费模式。通过与建筑或家庭的“智慧能网”的互通,可以根据气象参数以及网内企业、建筑、商场、宾馆、学校、医院、家庭、电动汽车等用能情况,确定系统中的风力发电、太阳能发电、产热、垃圾发电、热电联产系统热电比例以及燃料电池等,优化低碳能源和温差能源的使用条件。此外,智慧能网系统内不稳定的气候低碳能源(太阳能、风能等)与稳定的低碳能源(氢能、 生物质能)互为补充,最大限度地利用气候低碳能源,减少社区的二氧化碳排放。简言之,智慧能网使得城市的所有产能和用能设备智能对话、合理分工、具体负责,在节能、低碳、环保、安全的前提下保证生活用能。在基于智慧能网的低碳消费模式下,社区的办公建筑与住宅建筑的能量使用昼夜错峰互补;办公建筑与商业建筑的能量使用节假日错峰互补;产业与建筑也可以错峰互补,极大地减低了社区能网的用能峰值,节约能源。
(三)基于智慧交通的低碳运输模式
2010年,我国汽油消费全年大约7118万吨(增长7%),基本上为汽车消费;柴油全年消费约15729万吨(增长13%),按汽车消费51%计算,为8000万吨。可见,交通运输对能源的消耗量十分巨大,基于智慧交通的低碳运输模式对低碳经济发展十分重要,但运行模式有多种类型,甚至可以与政府税收有效结合。
(四)基于智慧管理的低碳运营模式
在该运营模式下可以使得市政服务更加智能,在提高管理效率的同时也大大节约了运营成本,降低了能耗。目前,瑞典、丹麦、挪威等北欧国家在智慧管理方面具有全球领先水平,而韩国则是亚洲国家在此方面的佼佼者。韩国以电子政务为代表的智慧管理系统从20世纪80年代开始发展,经历了信息数字化、政府部门信息技术应用和政府职能整合“一站式”对外服务三个阶段。韩国政府2000年启动的G4C(Government for Citizens,即面向公民的政府)和后续开展的项目G4B(Government for Businesses,即政府面向企业的服务),分别为公民和企业提供各类政府服务,并向用户提供政府拥有的信息资源,为广大民众提供方便并帮助企业提高竞争力。目前两大系统都已被广泛应用,产生每年1000亿韩元以上的价值。此外,IBM公司和马耳他当地政府合作建设了第一个全国性的智慧系统,负责全国水电市政服务的管理,不但实时监测水管爆裂、缓慢泄露、排水渠道堵塞、污水溢出等问题,甚至能对以上问题进行预测和预防。再加上GIS系统的支持,即便是出现了问题,也能快速锁定问题发生的位置,快速解决。该类系统的使用不仅可以缓解市政服务人员的工作压力,减低了50%由于管道泄露造成的水资源浪费,而且降低输水能耗。
结论
基于“全智慧系统”新视角,本文系统地总结出低碳经济的四种发展模式。研究表明,低碳经济的发展不仅需要培养全民的节能环保意识,也需要不断地通过科技创新进行支撑,特别是对国外经验的充分解读和有效借鉴,并在此基础上走出一条具有中国特色的低碳经济发展道路。尽管目前我国对智慧系统在基础理论和数据模型、低碳经济应用领域的研究还处于起步阶段,但发展低碳经济,共建人类美好家园,是实现可持续发展的必由之路。
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智慧襄阳势在必行
通过手机上的“无线城市”客户端,直接查询个人医保、公积金、路况信息;下载襄阳旅游指南手机客户端,游客揣上一部智能手机就能在襄阳轻松订餐、订酒店、购买旅游商品;偏远山区的孩子们通过“班班通”工程也能听到名校的优质课程……这些都是智慧城市建设的内容,智慧城市与每个人息息相关。通过智慧城市建设,政府可以在交通、旅游、教育、医疗等各个方面,为市民提供更加快捷、优质的服务。也就是说,智慧城市可以通过信息化技术对低效、传统的城市管理方式进行改进,以减轻城市管理的压力。
在“产业成长 智慧兴城――智慧城市与两化融合深度行”上半场智慧城市活动上,IBM软件事业部资深系统架构师干敏表示,智慧城市建设是社会发展的自我需求。随着城镇化的发展,交通、安全、就业、医疗、教育等领域供不应求的问题日益突出。因此,我们必须用信息化手段解决城市供给和群众需求之间的矛盾。
襄阳市经信委副主任徐科华听完IBM专家对智慧城市的顶层设计规划和如何落地实施的报告后,表示襄阳按照“四化同步”的发展要求,认真贯彻落实国家信息化建设指导方针,深刻把握全球信息化深入发展与中国工业化进程加速交汇的时代特征,加速推进信息化与工业化“两化融合”,初步形成了以政务信息化为龙头、以企业信息化为主体、以实现经济社会发展信息化为目标的信息化发展格局。同时,全市坚持把信息化作为经济增长的“倍增器”、发展方式的“转换器”、产业升级的“助推器”,大力实施信息化“兴业、强政、惠民”工程,加快推进“数字襄阳、智慧城市”建设,在信息化基础设施建设、电子政务建设、电子商务建设、农村信息化建设、行业信息化建设、“两化融合”发展等方面不断加大力度,加快了全市智慧城市建设进程。
当前,襄阳正积极推动以云计算、电子信息和电子装备为核心和基础的信息化建设步伐,积累襄阳未来发展的后发优势,加快赶超的步伐,努力把襄阳建设成为智慧城市,而智慧城市作为信息化技术的具体应用,必将带动襄阳市信息化产业的发展,推动信息产业的集聚和传统产业的转型升级。
探索智慧初见成效
目前,国内许多城市都相继提出了建设智慧城市的规划,并进行了一些探索。襄阳市科技局相关负责人介绍,打造“智慧城市”,就是为解决城市存在的人口大量增加、交通堵塞、污染严重、市民生活幸福指数下降等问题。襄阳建设智慧城市是市委带领全市人民探寻“中国梦”、实现“襄阳梦”即建设“四个襄阳”和区域中心城市的重要途径。
襄阳智慧城市建设,将借助新一代物联网、云计算、决策分析优化等信息技术,将人、商业、运输、通信、水和能源等城市运行的六大核心系统整合起来,使其以一种更加智慧化的方式运行,提升城市公共管理效能、居民生活幸福程度以及产业发展水平的一项综合性城市信息化建设工程。智慧城市的目标就是把襄阳变成一座有观感、有体验的理想城市,增强襄阳成为区域中心城市的发展气场。
据悉,2013年12月12日,《襄阳“智慧城市”总体规划与设计方案》已经通过专家评审。专家表示,规划设计方案通过评审,这标志着襄阳“智慧城市”建设进入实质阶段。
襄阳市经信委副主任徐科华认为,各相关部门要将专家们的意见和建议落实到襄阳市“智慧城市”建设中去,提高规划的科学合理性、可操作性,彰显规划的统筹指导意义。通过新一代信息技术在农业、工业、商业和社会生产各领域的深度应用,渗透到社会生活的各个方面,最终将实现以智慧城市建设增强襄阳发展气场,实现“产城融合”和“四化同步”。
规划先行促成落地
IBM软件事业部资深系统架构师干敏对此表示认可。他说,缺少顶层设计、忽视建设和运营的体制与机制问题,都不利于智慧城市建设持续发展。他建议,智慧城市顶层设计应根据城市经济和社会发展的轻重缓急,配套地推进智慧城市建设。具体来说,智慧城市顶层设计应符合城市发展的总体方向;建成的系统对于当地具有较大的社会和经济价值;具备实施的基本条件。
据了解,除进行顶层设计外,目前襄阳市已在智慧政务、智慧城管、智慧医疗、智慧教育、智慧交通、智慧旅游、智慧公安、智慧园区、智慧社区等十大领域,部分实现了智慧化应用。除了十大领域外,智慧农业、智慧环保、智慧水务等领域也有望得到逐步推进。相信在不久的将来,襄阳将成为全方位互联、高度智能化的城市,政府、企业和广大群众一定能够享受更加安全可靠、方便快捷、丰富多彩的信息化新生活。
在“产业成长 智慧兴城――智慧城市与两化融合深度行”活动上,襄阳市经信委副主任徐科华介绍:“首先我们会选择一批贴近民生,老百姓特别关注的领域,进行先行启动,包括智慧公交、平安城市、智慧交通等跟老百姓生活息息相关的一些领域。”
襄阳市交通运输局相关负责人表示,襄阳正在积极筹划智慧交通的建设,通过建设市民可使用所获得的信息,轻松制定自己的出行规划,“躲开”拥堵路段,快速抵达目的地。智慧交通的建设将会使得出行变得更加“简单”。选择使用公共交通的市民,可以在出行前根据当前的交通状况,了解到公交车的到站时间、换乘时间间隔等信息,从而计算出此次出行所需花费的时间。自驾出行的市民,通过智能导航可动态选择最优路径行驶。当前方道路出现拥堵时,交通诱导信息将会提前通知驾驶者,让驾驶者有机会选择其他路线避开拥堵路段。
谈到智慧交通的实现,IBM软件事业部资深系统架构师干敏表示,用智慧的应用解决“城市病”应该抓主要矛盾,例如IBM公司对于交通的解决方案可以实现交通状况的预测。依靠强大的综合分析能力,将当前的交通数据、历史数据、环境因素、社会因素等信息统一整合起来并加以分析,可以实现对未来一段时间的交通预判。为市民出行、交通管理者的日常工作提供了良好的信息支持。智慧交通的建设将会实现人、车、路、环境和谐,引导并吸引市民主动选择最优的出行方式。
网络是智慧城市实现的基础
智慧城市的实现,首先基于无所不在的网络,然后才有无所不在的物联网,网络通讯在市区实现全覆盖以后,市民就可以手持不同终端设备,享受各种高带宽带来的应用服务。
以人为本、智慧宜居的升级版城市化之路
佛山市东倚广州,南邻港澳,地理位置优越,经济发达。作为典型的外向型经济增长的制造业城市,在中国宏观经济转型的大环境下,佛山市更加重视改善民生,提升市民的幸福感,建设人文宜居、经济发达、产业竞争力强的人本城市。佛山市政府认为智慧城市建设是实现“人本佛山”的重要战略举措,对于智慧城市的理念有着深刻的认同和理解,也有着在国内领先的实践。政府对于把佛山建设得更加智慧的承诺十分强烈。正是这些原因,使佛山成为了今年中国大陆地区唯一一个入选全球“智慧城市大挑战”项目的城市。
当前,在佛山这样外向型经济发达的制造业中心城市,走以人为本、智慧宜居的升级版城市化之路不但是势在必行,而且为佛山市经济产业转型提供了难得的机遇。
经过考察,IBM团队认为佛山可以从食品安全、水治理、智慧交通和产业转型这几个关键领域切入,大幅度的提升市民的幸福感、居住满意度和民生水平,并在促进经济转型的同时实现可持续的发展。IBM大中华区华南区总经理郭仁声对此总结说:“食品、水、交通和产业转型这四个关键领域,不但是涉及民生福祉的关键领域,是包括佛山在内全国众多城市面临的关键民生挑战,而且也蕴藏着激发创新和驱动经济转型发展的巨大能量。佛山具有特殊的基础和禀赋,完全可能在这几个领域先人一步取得成就,建立强大的高端服务产业,并为其他城市的民生建设和产业转型树立范例。”
“人本佛山”升级之路,可以以食品安全、水治理和智慧交通为切入点,以产业转型为手段,在建设智慧佛山的同时打造强大的高端服务产业链。具体来说,报告建议佛山市通过在水源地部署水质监督设施,整合智慧水管理系统,协调不同水源地的事故警报信息及事件,比如从监控和数据采集设备、生产企业、社交媒体、摄像头等地传回的信息,以此加强总体应急响应能力,提升市民对水质的信心;运用现代信息技术,保证食品的安全和追溯;提出建立统一的交通管理系统,预测交通需求,优化交通处理能力,优化交通控制设施和交通基础设施,减缓交通堵塞问题。
IBM团队相信,在这几个领域的突出成就能够帮助佛山大幅度提升居民的幸福感,树立“人本佛山”的品牌,与此同时吸引人才和高端产业来到佛山,从而帮助佛山建立更为繁荣活跃的市场经济,打造更强大更绿色的新产业结构。
高价值服务业是支撑城市升级的关键
高价值服务业,特别是高端IT服务业是支持两化深度融合、推进智慧城市建设和产业转型升级的关键。结合佛山市的具体情况,报告提出了一种政企合作模式(P3,即在市场机制之下,政府及公共事业部门与企业合作),既充分发挥政府在基础设施和基础服务建设方面的优势,又发挥民营企业的创新和效率优势,能有效孵化和推进佛山高端服务业、特别是IT服务业的发展,从而实现信息技术积累,支撑IT整合、业务分析和ERP,从而进一步支持核心和新兴产业的长期、可持续发展。这种在国外有成功实践的政企合作制模式把政府在建设基础设施和基础服务方面的强大能力与民营企业创新和高效率的优势结合在一起,双方合作在市场经济机制的主导下取长补短。专家相信这种合作制模式能够给一直以来“国进民退”还是“国退民进”的争论提供一个新的视角,在做大蛋糕、做强产业的过程中实现双赢。
报告最后建议佛山建立统一的智慧城市管理机制,成立管理委员会,以人本城市为目标与落脚点,以实现关键成果指标为途径改善城市生态系统,以标准化的共享数据、商业分析工具及便于操作的数据门户作支撑,确保管理机制顺畅运行。
Key words: intelligent transportation; big data; information security
0 引 言
近年来,由于城市化进程加速推进,交通系统和相关资源日趋紧张;人口不断的增长和越来越大的移动需求,更加增大了交通系统的压力。扩建道路、增加公共交通等传统的解决方案并不能从根本上解决我国目前交通系统面临的问题。大数据以及云计算技术的大力发展为解决问题打开了新的思路,智慧交通的概念由此提出。我们应该在推动城市空间结构调整、加强交通需求管理、优先发展公共交通的同时,依托高新技术手段,积极开展智慧交通建设,发挥已有能力,释放交通压力,促使交通出行安全[1]。此外,智慧交通可以直接有效地提高交通运行效率,是解决城市交通问题的根本手段和必要举措。大数据作为智能交通系统中的重要技术手段在智慧交通中的应用主要是为了发现从单一的交通数据中无法获取的信息,通过大量数据汇集融合,得到城市交通拥堵的原因以及在拥堵情况下的交通出行规律,围绕以人为基本核心,实现生活与交通的平衡,并为交通系统的管理与规划提供综合性决策[2]。
智慧交通中大数据主要应用于公共交通服务、交通引导、物流调度优化等方面,通过数据资源整合,依托云计算服务平台并应用大数据技术为公众提供便捷的出行服务[3]。如今,国内交通部门都在积极研究大数据技术在智慧交通中的应用,如杭州综合交通信息指挥中心利用大数据平台进行城市轨道交通数据分析,江苏省交通运输厅在大数据应用方面与百度展开深度合作,并签署了《战略合作框架协议》等。国外交通部门同样以公众便捷出行为宗旨,利用大数据分析提高交通效率[4],如美国商用铁路就利用大数据分析结构提高运输的及时性。然而在智慧交通系统的实际建设中,大数据带来的信息安全挑战却不容忽视。
1 智慧交通中大数据应用面临的挑战
随着智慧交通的建设,大数据已经成为交通数据平台的重要载体,作为生产要素发挥重要作用。随着快速处理技术和分析提取技术的发展,可以迅速挖掘出其中所蕴含的价值信息,这些信息可以对系统的辅助决策提供帮助。智慧交通中的大数据可以突破各行政区域间的限制,进而共享数据信息。另外,大数据的组合效率和信息集成优势有利于综合性立体的交通信息体系的构建[5];另外在交通资源配置、车辆安全方面利用大数据的快速性和可预测性提升交通预测水平都有极大帮助。然而,智慧交通中大数据掀起新的生产率提高和消费者盈余浪潮的同时,随着而来的是大数据应用过程中带来的挑战。
1.1 行业标准不统一
国内由于各个地区的经济发展不平衡,在实施智慧交通系统项目时,国家并没有统一的行业标准,所以造成许多地区的智慧交通系统相对独立,衔接和配合度不强[6]。在智慧交通中大数据的应用需要依靠前端传感器进行数据采集,由于铺设的前端传感器来自于不同的生产企业,这些行业并没有统一的接口标准,这就造成即使同一个城市的不同系统也很难进行衔接和配合。在智慧交通的大数据应用中,数据采集是非常重要的环节,由于不统一的标准会严重加大交通数据获取难度,从而妨碍交通流的分析与预测。
1.2 难以确保智慧交通系统基础设施的稳定性与可靠性
智慧交通系统的整合度和复杂度越来越高,然而其健壮性却没有随之提高,因此系统整体的信息安全风险随之增大。智慧交通系统往往需要大量的服务器和前端设备,包括信号控制、交通流量采集、交通诱导、电子警察、卡口等子系统,数据要和上级交通管理平台、下级交通管理子平台、公安业务集成平台等系统相连。系统具有流程复杂、业务系统众多、客户端分散等一系列特点。数据中心需要竭尽全力保证业务系统的正常运行。但是随着系统规模不断扩大,前端设备点位增加,设备故障点也呈几何级数增长,管理人员必须保证这些设备正常运行。在数据传输过程中,智慧交通系统中硬件设备因功能滞后或老化而导致传输速率下降以及网络延迟,这些都可能引起数据泄露以及丢失,严重影响大数据安全。
1.3 难以确保数据源的质量
数据的质量主要是指数据的真实性或可信度,具体可以分为数据出处和数据失真两个层面。智慧交通应用的数据主要来自于系统中的传感器和监控等设备收集的数据,大数据中心需要高质量的数据源,而目前设备长时间运行的性能得不到保证,数据质量不高限制了智慧交通业务高水平的扩展应用。现代化的交通诱导和交通信号控制需要实时准确的交通流量数据以供进行交通状态判断以及短时交通预测使用。而由于目前系统健壮性不足,难以自行判断数据质量,从而使得交通诱导和信号控制系统不能发挥预期效用,最后影响了整体智慧交通系统的投资价值。
1.4 增加隐私泄露风险
巨量的交通数据包含了个人的一些敏感信息。这些数据集中的存储增加了泄露的风险。一旦遭到非法使用,这将引起重大后果。无论从道德层面还是法律层面来看,都将对许多牵涉的用户造成影响。另外,由于数据量较大,对敏感数据的所有权和使用权并没有界定的明确标准,许多基于大数据的分析并未考虑其中涉及的个人隐私安全问题。
1.5 增加信息安全风险
智慧交通中的大数据应用是利用道路和车辆等配置的前端设备进行交通数据采集,并从超大量数据中分析出价值信息的过程。智慧交通中大数据的收集、传输、存储、分析过程都是依靠云计算平台和互联网传输进行的,而这个过程便增加了信息安全的风险。一方面,大数据所包含的复杂、敏感数据会引起更多潜在的攻击。另一方面,由于大量数据汇集在一起,一旦黑客成功攻击就会引起大量敏感数据的泄露,造成巨大损失,增加风险率。而且由于黑客一次性可以得到更多数据,这相当于降低了黑客攻击的成本。此外,智慧交通中许多数据传输本身就是借助于移动智能设备的采集和传输,如果这些设备感染具有监控和数据收集功能的病毒,这些敏感信息一旦被利用,不法组织便可能追踪到个人的实时位置以及监控个人的行为习惯等其他机密,这将增加个人信息安全风险,提高安全事故风险等级。
1.6 威胁现有的存储和安防措施
智慧交通系统应用大数据技术时,必然造成大量数据的汇集。如此巨量复杂的数据需要存储在更高安全管理标准的数据中心。由于原有交通系统中的数据存储中心很有可能并不符合规定,这便对现有的存储环境产生了威胁。另外,巨量的数据也会增加防护难度,影响现有安全防护措施的运行。安全防护手段更新升级的速度必须与数据增长的速度相匹配,一旦安全防护措施跟不上数据增长的速度,便会引起大数据安全防护漏洞。另外智慧交通系统是一个庞大的复杂系统,大数据应用需要各个子系统的衔接和配合。这必然需要许多工作人员共同参与,由于大数据包含许多非结构化数据,若使每位用户对应访问特定的信息子集,确保敏感信息的隔离,这便意味着需要保护数据的加密方案将会是一个新的挑战。数据的访问控制需要更谨慎,以确保用户只能访问授权其访问的数据。
2 智慧交通中的大数据应用应对策略
综上所述,对于智慧交通中大数据应用带来的各种挑战,应该从以下几个方面有针对性地、综合地加以解决。
2.1 加强交通平台资源整合,推进数据标准化
交通系统是庞大而复杂的系统,且覆盖范围非常广,各个交通平台衔接度不够。为了解决大数据应用在智慧交通中的行业不统一问题,首先国家应该推出交通平台的标准化措施,规范每个交通平台的统一化布局,包括交通系统物理层的每一个硬件设施的标准化接口以及交通系统软件层的每一个信息系统的标准化接口,实现各个平台从硬件到软件的互联性和兼容性,进一步推动交通信息化体系综合化和立体化。这样才可以为智慧交通中的大数据应用提供资源共享综合平台。此外,在实现跨部门、跨地区的交通互联共享平台的基础上,我们应该进一步规范交通系统的数据标准化,构建数据标准化体系,实现综合交通平台的数据存储。
2.2 加强交通大数据应用基础设施建设
基础设施对交通大数据的信息安全的影响不容忽视。基础设施作为智慧交通系统的物理层结构基础,一旦发生损坏或者出现问题,将很容易增加信息泄露或丢失的风险。因此,智慧交通中的基础设施建设至关重要,应该加强交通大数据应用基础设施建设[7]。加强交通大数据应用基础设施建设主要包括:及时对前端硬件设备进行更新和维护,应对智慧交通系统中的传输信息的网络线路以及传感器和监控等硬件设备进行定期的查验、维护和更新,严防因为基础设施的损坏或者老化等问题而造成信息数据的泄露或丢失;为了应对突发事件,智慧交通系统应该制定相对应的应急措施,以便当突发事件发生时,智慧交通系统能够保证继续安全和运行,从而确保信息数据的安全有效。
2.3 严格控制智慧交通中的数据真实度
大数据技术上有一个普遍观点认为数据可以说明一切,数据自身就是事实。大数据的核心价值在于通过对数据的分析挖掘,提炼价值信息并提供预测以及决策。大数据应用价值是建立在真实可靠的数据基础上的,一旦系统采集的数据本身存在错误,那么经过分析挖掘的预测以及决策非但不存在价值,而且会因为错误的决策进而造成损失与危害。因此,智慧交通系统数据采集时,必须通过严格的监控措施以及测试手段确保数据的真实性和可靠性。从数据源头开始把关,一旦发现虚假或恶意数据便及时剔除,同时可以利用稳健统计以及对抗式机器学习等方法减轻数据恶意插入的后果。此外,在智慧交通系统的数据采集过程中,为确保传输过程中数据不失真,应该尽可能减少人为影响和干预。
2.4 加强智慧交通系统中的大数据管理
智慧交通系统中,除了在技术上保护大数据信息安全,安全管理制度也非常关键,它是确保智慧交通数据平台中的大数据信息安全的重要基础。只有使用科学的大数据管理方法,才可以从海量的交通数据中获得真正价值,提升智慧交通系统的效率,降低各种安全风险。加强智慧交通系统中的大数据管理具体可以从以下4个方面进行:
2.4.1 完善智慧交通中的大数据资产管理
大数据作为智慧交通中的大数据应用的核心资产,许多安全问题都是在对数据进行管理的过程中。因此,在对其资产管理时,必须清楚定义数据元素,包含别名、格式以及其他特征标识;在对其进行描述时,必须列清该数据元素的信息来源和相关数据元素的其他信息;在对其使用信息的记录时,必须说明数据元素的产生和修改信息、访问历史记录、安全与访问控制信息等。
2.4.2 建立数据的安全系统
智慧交通数据中心的防护系统需要设立全面的安全防护,包括设立入侵检测系统、安全审计、防火墙、抵抗拒绝服务攻击、网络防病毒系统、流量整形和控制等措施。此外,智慧交通的数据中心还应该通过使用识别管理技术,加密技术并结合其他主动安全管理技术进行监测和控制交通数据从使用到迁移、停用的整个过程。
2.4.3 做好智慧交通中的大数据信息安全风险评估
智慧交通系统中的数据类型繁多,不同类型的数据都有相对应的风险等级。作为智慧交通的大数据中心应该将其进行分类,划分不同的安全风险等级。只有这样,才可以加强安全防范,更加明确安全风险治理目标,降低智慧交通数据泄露风险。
2.4.4 提高智慧交通系统的职员信息安全意识
智慧交通系统的运行,除了大数据平台以及相关硬件设施之外还需要各个部门职员的配合,他们在智慧交通系统的数据安全中扮演着至关重要的角色。尤其作为大数据中心平台管理的职员更应该提高对数据安全威胁的辨别能力,知晓其所管理的数据的重要价值。同时,智慧交通建设的过程中,更应该积极对职员进行相关数据安全培训,提高职员在数据安全防护方面的知识水平和方法战略认识。
智慧城市相对于之前数字城市概念,最大的区别在于要对感知层获取的数据进行大数据处理,从而获得支撑和保障智慧城市顺利运营的多元信息。一座真正的智慧城市,要体现出人类社会对现代城市和运营管理的智慧化目标,必然需要对各种数据进行充分分析和利用。
要实现对数字信息的智慧处理,前提是引入大数据处理技术,从而来整合分析跨地域、跨行业、跨部门的海量数据的处理,将特定的信息应用于特定的行业和特定的解决方案中。可以说,智慧城市的应用过程实际上就是对数据采集、分析、存储和利用的过程,大数据是智慧城市各个领域都能够实现“智慧化”的关键性支撑技术。
大数据在智慧城市中的落脚点就是为智慧城市的各个领域提供强大的决策支持,大数据就像血液一样遍布智慧交通、智慧医疗、智慧生活等智慧城市各个应用系统,使城市管理从“经验治理”转向“科学治理”。
有专家指出,“如果智慧城市是人,那么大数据就是大脑”,大数据的应用可以遍布智慧城市的方方面面。在智慧交通系统中,通过对道路、车辆、天气、行人等大量交通信息的实时挖掘,能有效缓解交通拥堵,并快速响应突发状况,为城市交通的良性运转提供科学的决策依据。
在智慧安防系统中,通过平安城市、智能交通管理、环境保护、危化品运输监控、食品安全监控等大数据的挖掘,可以及时发现人为或自然灾害、恐怖事件,提高应急处理能力和安全防范能力等。
在智慧城管系统中,通过对不同时间段、不同区域、不同部门获得的大量监测数据进行实时采集、实时处理及深度挖掘,实现对城市管理实时监控与长期管理优化。
大数据为智慧城市建设提供了新的技术和手段,同时也为智慧城市建设提出了新的要求。
杨华森:在北京市委、市政府的坚强领导下,首发集团履行“替政府融资、为人民修路”使命,努力建设“人文高速、科技高速、绿色高速”,经历了两个快速发展期,1999年集团成立初期,是首都高速公路第一个建设高峰期,主要在原有约200公里路网的基础上,加快路网拓展建设;第二阶段是2008年北京奥运会前后,加快路网建设阶段,基本形成两环、多射线的路网。去年以来,在国家京津冀协同发展的大背景下,我们正进入第三个建设发展高峰期,打通区域间断头路,完善路网布局,以三地交通一体化,支撑非首都功能疏解,强化首都核心功能保障,实现京津冀协同发展。
智慧交通体系对高速公路而言,主要是以高速公路信息为基础,实现人、车、路、环境和交通管理的智慧运营,包括道路设施及环境信息、车辆运行动态信息、车主实名信息、交通流量信息、交通事件信息、交通法律政策信息等信息,从信息数据的全程感知、采集、传输、存储和挖掘、应用,实现人、车、路、城的智慧协同。
《经济》:在您看来,互联网技术、思维为解决我国交通问题带来了什么样的帮助?
杨华森:首先,互联网思维为解决交通问题拓宽了思路,提供了新路径。以互联网思维来思考,就要强调交通参与者的用户体验,需求多元化,管理去中心化,信息架构资源,信息打通供需,用户至上,社交互动。正在风口浪尖上的O2O出租车新模式,就是最有力的实践证明。其次,互联网技术特别是移动互联网技术,为交通行业创新、相关产业创新提供了强大、便捷、低成本的引擎。交通是参与者最活跃的体系,移动互联网技术的兴起,使得人与人通信、人与车通信、车与路通信、车与车通信,都有了实现可能。通过不可无损坏拆移的固定电子标签,对车辆唯一法定身份的确认,绑定车主、驾者的身份和信用,通过道路电子围栏、电子出入道口、城市路侧和专用停车场等自由流识别,实现驾车通行、交通管理、费用支付等全程电子化、无线化,极大释放交通能力,提高交通体系的效率,为全体交通参与者创造新增价值。第三,“互联网+交通”,可为专业化交通提升专业化水平,提供强大的技术支撑,解决交通难题。以高速公路交通为例,基于“互联网+”,打造高速公路智慧交通模式,实现服务创新。推动RFID汽车电子标识和APP设备面向客户、面向社会,由原来人工收费转化成电子收费,通过物流网打通主体运营通路,建立信息平台,深度服务客运和货运,形成透明化、可视化的路网运营系统,提高交通运输效率。第四,可以破除体制壁垒,促进综合交通运输体系更加完善,为社会化的货运物流和客运旅行提供强大技术支撑,提高整个经济社会的活力与效率。
《经济》:我们都知道,把握交通数据流是非常困难的事情,请问贵公司是如何进行这方面数据收集的?
杨华森:首发集团基于1000公里的环射高速公路路网,建立“感知、采集、传输、存储、挖掘、建模、应用”的闭环模式,积极探索在管内道路上交通数据流的海量采集和增值应用。一是通过出入站口的收费设备、按公里设置的高清视频仪、流量监测仪、气象监测仪等外场的固定设施设备,感知采集车辆通行、道路车流量、当地气象等视频和数据。二是通过定期不定期的道路桥梁检测车、养护车、全天候不间断的路产巡视车等移动设施设备和专业人员的观察活动,采集道路运行的全面动态信息。三是通过机动车辆本身,采集行车路径轨迹。四是通过移动APP,感知车主、车辆与道路使用的交互信息。
海量的信息采集后,再分级传输和存储,汇总到集团信息中心处理和存储。一方面,通过信息的交换、沟通,既维持管内路网的正常运行,又参与区域路网和全国路网的运行协同。另一方面,通过对数据的挖掘分析,建立相关应用模型,向车主和社会提供“乐高速”、“乐速通”等信息服务,也为交通运营管理者提供辅助决策。
《经济》:北京和上海,同样是一线城市,两地轨道交通也差不多,为什么上海的交通状况就比北京好很多?
杨华森:每个城市的规模不同,功能也不同,改善城市交通思路和方法也不同。与上海相比,北京拥堵现象的原因更加复杂,涉及到城市功能定位、交通基础设施、城市功能布局、交通运营管理、交通参与者行为规范和政策法规环境等多方面。在环射路网格局下,要改善北京交通,首要的是贯彻落实京津冀协同发展纲要,从“四个中心”新的城市定位出发,疏解非首都功能,强化首都核心功能,在京津冀区域内规划、建设和完善交通基础设施。二是以互联网思维解放思想,大力应用互联网技术,实现“互联网+”交通的智慧交通运营管理。面向货运,发展高速公路智慧物流,提高大首都的城市供应效率,面向客运,大力发展高速公路自由流收费技术,从高速公路到市政路,到停车场,实施全程电子识别,自然车速通行,原生态交通管理,用“智慧”改善交通。三是发展综合交通,整合高速公路、公共交通、地铁等多方面资源,共同打造立体交通服务网络体系。
《经济》:在您看来,智慧城市在中国最应该寻找的契合点在哪里?今天我国的智慧城市建设是否偏离了最初的意愿?
杨华森:建设智慧城市,最终目的是给市民提供一个安全、舒适、便捷、智能的宜居之城。对智慧交通来讲,从信息化的角度,向市民提供安全、快速、舒适的交通道路环境,也是我们智慧交通建设的切入点。从现阶段看,我国智慧城市建设的几个关键是观念共识、系统规划、顶层设计和重点项目落地。
智慧交通依靠大数据、云计算、物联网及移动互联技术支持,实现对城市交通、居民出行和物流运输的智能化管理,是智慧城市建设的重要组成部分,最终达成提供更高效的出行效率、降低交通成本、创建更绿色环保的城市空间和更舒适的出行体验。交通部2019年9月24日《交通强国建设纲要》明确提出到2035年我国基本建成交通强国的目标,到本世纪中叶全面建成“人民满意、保障有力、世界前列”的交通强国,体现了当下交通管理的复杂性和解决问题的迫切性出发,成为我国政府管理部门对于智慧交通布局的前瞻性规划。从已有文献的研究来看,智能交通建设领域的研究从顶层规划、技术探讨开始向更为多元化的方向向发展,涉及理论、技术、实践等多个方面内容,对智慧交通建设的规划发展、核心技术、技术应用多有研究。智慧城市的发展需要以人为本,对民众生活的环境质量、食品药品安全、交通安全等方面实时监测十分重要。[1]西方国家和一些城市业已确立了智慧交通发展路径,从这些国家和城市今年来在智慧交通发展规划、智慧路灯和车辆信息系统方面的创新进行对比,为国内城市智慧交通建设提供了借鉴。
1国外智慧交通建设的规划转向
西方国家从上世纪六七十年代开始涉足智能交通的研究,将交通运输的信息化建设作为重要方向。国外城市从政策规划到基础设施建设上充分发挥技术优势和城市现状相结合,展现出不同的发展特点。西方国家在建设智慧交通过程中结合先进技术来进行交通拥堵治理,收集大数据平台所需的海量数据信息,提供人性化的公共服务和城市管理,政府部门在这一发展过程中起到了关键性的推动作用。美国2015年ITS战略计划,计划在2019年完成网联化与智能化的双重升级。在无人驾驶汽车发展上,美国出台了一系列法规鼓励和约束自动驾驶汽车发展,2016年《自动驾驶汽车政策指南》时起从法律层面上肯定自动驾驶的合法性并将其纳入联邦法律框架,战略方案从1.0到3.0的引导与展望鼓励各州重新评估现有交通法律法规,为自动驾驶技术在全美的测试和部署清除法律障碍,落实推动该项技术与地面交通系统运输模式的融合。欧盟第一个协调部署智慧交通的法律性基础文件是2010年欧盟委员会制定的《ITS发展行动计划》,这是欧盟范图内第一个协调部署ITS的法律基础性文件,确立欧盟2020智能交通系统(ITS)三大目标为交通可持续、竞争力和节能减排。之后,欧盟主要在电动汽车、道路安全、智能交通系统、市场准入以及CO2排放等领域提出了战略实施方案,计划加强各国交通科研领域的国际科技合作。欧盟目前对于车辆信息互联的技术标准还未最终确定,围绕WIFI技术和5G技术两大技术系统的企业目前处于争执不下阶段。日本政府高度重视自动驾驶汽车、车联网和智能交通领域发展。早在2013年,日本内阁便了日本复兴计划《世界领先IT国家创造宣言》,其中智能网联汽车成为核心之一。以此为蓝本,日本内阁制定国家级科技创新项目《SIP战略性创新创造项目计划》,将自动驾驶系统的技术研发升级为国家战略高度,并提出自动驾驶商用化时间表以及《ITS2014-2030技术发展路线图》,计划在2020年建成世界最安全道路,在2030年建成世界最安全和最畅通道路。日本非常关注自动驾驶汽车的发展规划,不仅在《2017官民ITS构想及路线图》确立这一领域技术的推进时间表,还通过《自动驾驶相关制度整备大纲》明确自动驾驶汽车的责任划分和事故赔偿原则,对自动驾驶汽车的安全条件进行了明确规定。目前,在亚洲地区初步形成了以中国、日本和韩国等国家协同发展的智能网联汽车生态体系。从西方国家对于智慧交通整体规划来看,美国、欧盟、日本以及其他一些国家在智慧交通发展战略上着力点都有区别,但在自动驾驶汽车的发展上都非常重视。美国智慧交通发展规划基于国家强大的技术支持和人才培养基础,由国家进行统一规划,在充足的人力和财力投入下发展迅速。日本由于地小人多,在已有VICS系统和ETC技术使用下开始注重自动驾驶汽车。欧盟强调各国合作和标准化、强调综合运输系统智能化、重视通信和车载设备等。
2国外智慧交通应用领域的创新
2.1智慧路灯的升级打造。智慧交通的实施目的是为了能够为城市提供更为人性化的公共服务,让行人、车辆和城市道路之间能够找到一个相对协调的平衡点进行良性地系统运作。以往在交通管理上主要侧重对机动车和各类车辆的控制和管理,因为设备的局限性难以为行人提供个性化的需求和体验,智慧交通能在规范行人的交通行为同时保障行人安全、满足公共服务诉求,当城市路灯在城市中的使用与先进传感器结合以后,智能路灯成为了目前国外城市首要尝试的设备。新加坡近年来在原有交通管理系统基础上大力发展以“智慧国家2025”为主导的智慧交通方案,新加坡陆路交通部提出对公共照明进行“智能化+LED”升级改造的方案,预备将全国现有的路灯改造成含智能控制系统的智能路灯,其中60万个路灯将会在装备传感设备的情况下完成城市公共服务的同时进行数据的收集。美国城市洛杉矶、芝加哥、纽约、西雅图、圣地亚哥等城市都已开始安装智能路灯。洛杉矶在该市大范围内安装智能路灯设施,将大数据和物联网技术结合路灯配备的传感器,从而收集交通数据、分析信息并进行共享。芝加哥通过“路灯杆装上传感器”,进行城市数据挖掘。在人们的生活里,无处不在的传感器被应用在了芝加哥市的街边灯柱上。通过“灯柱传感器”,可以收集城市路面信息,检测环境数据,特别是空气质量和噪音,但不会侵犯个人隐私。西雅图路灯可以改变色温,根据周围环境改变路灯亮度,与环境能有机和谐成为一体。圣地亚哥与通用电气和ATT公司合作,在路灯上安装了摄像头、麦克风和传感器,具有找停车位和监测社区枪击声音等功能,集智能安防、微基站、新能源电动汽车充电桩等使用功能于一身。英国MiltonKeynes、德国林、法国里昂、荷兰海牙都对当地路灯进行升级改造。英国MiltonKeynes在当地的MK体育场安装的路灯同样具有监控摄像、WIFI以及电动汽车充电功能,体育场内的售票处和商店门口路灯还安装了闭路电视、公共广播,必要时可作远程连接。德国柏林电线杆成为了电动汽车的充电桩,约占德国一半数量的电线杆都能提供这项服务。斯图加特市在对本市路灯进行LED路灯升级,配合智能控制系统进行统一管理控制。海牙在当地一个海滩上安装智能灯柱,装有摄像头、传感仪和数据传输网络,能够调节灯光的亮度、检测空气和噪音、控制交通,并帮助游客寻找空余的停车位。2.2车载终端的广泛采用。在车载终端使用领域日本和新加坡属于最为典型的国家,地少人多,有限的空间局限性催生了更为高效的城市车辆信息系统构建,均已建立了完善的车载终端设备开发。日本独特的VICS系统(VehicleInformationandCommunicationSystemCenter)由日本道路交通情报中心建设和管理,通过汽车上安装的车载设备接收VICS中心提供的实时交通信息,信息内容遍及全国交通信息播报。数量庞大的车载终端意味着高额的运行经费,这些经费主要由政府拨款和车载设备销售,生产企业每台需向VICS中心交纳2000日元的费用,因此VICS中心每年获得16亿元收益,最终用于基础设施建设和提升服务管理水平。在日本,紧急车辆和公交车辆在道路通行中享有优先权,城市交通管理控制系统中心通过车上的车载优先系统调节路口信号灯,以缩短紧急车辆和公交车辆的通行时间。东京市是日本率先采用全自动智慧交通控制系统的城市,133台计算机对全市多个路口红路灯进行智能控制;静冈市智慧交通控制系统通过1台主机和16台分机控制全市大部分信号灯。新加坡的车辆同样装有车载设备,通过城市交通管理系统ERP(电子收费系统)在划定的控制区域进行监测,当车辆经过电子收费站时通过在车辆上安装的车载设备实行自动扣费。2.3违法行为的识别技术。违法行为识别以往只能监测汽车闯红灯等交通违法行为,在人工智能的技术支撑下,车辆识别技术得以对车辆和行人进行信息的识别、分类和统计,提升了违法识别效率,在治理城市拥堵、缓解交通压力时发挥了巨大作用。在交通出行方面,拥堵时段收费是国外较为常见的使用方式,如新加坡、伦敦和斯德哥尔摩都采取了拥堵收费的方式。新加坡实行交通拥堵收费的历史由来已久,在城市道路的十字路口、交通要塞、高速公路和公共区域都装备了电子眼,不仅对车辆闯红灯和超速能够准确记录,对行人的违法行为也一视同仁。伦敦从2003年采用车辆自动识别技术对车辆的出行路线进行判别,在市区核心范围进行拥堵收费,如果在伦敦中心区域的道路上看到一个红色的“C”,代表车辆已经进入到收费区域。伦敦在拥堵区域征收每天11.50镑的拥堵费,时间是周一到周五早上7点到晚18点,周末、法定节假日不收费。收费对象主要是私家车和货车,本区域居民公交车、出租车、消防车等紧急救援车辆及残障人士等特殊驾驶群体车辆不征收费用。斯德哥尔摩在通往市中心的道路上设置了18个路边监视器,利用射频识别、激光扫描和自动拍照等技术,实现了对一切车辆的自动识别,缩短了违法行为识别的处理时间。
3结语
智能交通的创新和探索提供了新的发展方向和思路,我国目前将智慧交通建设更多纳入智慧城市的打造过程,从成本来看智慧路灯的落地实施可能性较大,智慧路灯在支持智慧交通建设基础上也能不断发挥城市管理、能源环保等方面的积极作用。车载终端因运营成本的问题,在5G技术发展情况下更容易被手机手段所取代。拥堵收费制度在治理城市交通拥堵上的效果明显,但在推行过程中遇到的阻碍往往较大。美国纽约市议会2008年表决通过了曼哈顿区征收交通拥堵费的提案,因反对者众多而不得不搁置。北京市2016年曾讨论过拥堵收费政策,最终未能实施。交通拥堵收费政策要收到良好的效果非常依赖于完善发达的公共交通系统。从征收拥堵费缓解拥堵的有效性角度看,交通拥堵费对缓解交通拥堵起作用的重要方式之一就是改变市民的出行结构。[2]国内城市智慧交通建设仍需根据自身城市特点进行建设。
[中图分类号] F720 [文献标识码] B
在城市化发展高速的时代,由于人类改造自然的能力还不高,跟不上城市发展的脚步,导致城市发展带来了严重的资源和环境问题。面对这些问题,人们开始转换思维方式,提出运用“智慧”理念来寻求解决方案。随着人们生活水平的提高,人们对购车的刚性需求越来越旺盛,大庆平均每天上路137台私家车,车辆不断增加的同时造成了交通拥堵、环境污染等问题,影响了大庆人的幸福指数,建设智慧交通提升大庆人幸福指数已是当务之急。
一、智慧交通的建设对城市发展的意义
截止到2015年,我国汽车保有量已超过1.72亿量。城市拥堵已成为我们日常生活中最头疼的问题之一。2016年政府工作报告提出的互联网+、智慧城市,为我们解决交通问题提供了思维和创新的方向。
(一)智慧交通提升公众对环境满意度
智慧交通的根本是让交通具有人一样的、甚至超人的思考问题和解决问题的能力。[1]用“智慧”理念打造的交通体系,不仅通过交通信息平台可以将收集的信息资料情况,及时进行信息,让出行的人们及时掌握道路情况,还可以运用大数据对信息资源的分析整合,对道路、公交车、私家车进行合理的调配,缓解道路交通拥堵问题。智慧交通的建设可以提高市民对交通环境的满意度,通过合理配置资源,及时道路情况,市民可以根据道路情况选择出行线路,避免造成交通拥堵,浪费出行时间。缓解交通拥堵的同时要以减少汽车二氧化碳的排放,降低空气中的污染指数,提高市民的居住质量,营造健康、便捷、舒适的城市环境。
(二)智慧交通促进管理部门流程再造
传统管理模式各部门仅负责本部门流程的信息,其他部门的信息流程不清楚,形成一个个孤立的流程。这种流程影响对公众的服务质量,导致公众对交通部门的期望逐年下降。用智慧+大数据+交通的创新模式,可以使交通工作流程做到多渠道、跨部门、无缝隙、全方位的整合,实现业务流程不重复,交通管理一体化的全新工作流程。全新的交通管理体系,不仅解决管理脱节的问题,同时通过资源整合与各部门信息资源对接后,加以分析还可以推算出交通拥堵时段,比如,南方交通部门可以根据供水公司提供的早晨用水量加一个数值,就可以推算出交通早高峰时间,交通部门可以依据数据及时疏导交通,避免道路拥堵。
(三)智慧交通驱动绿色智慧城市的发展
经济是一个城市发展的重要环节,交通的薄弱直接导致城市的经济发展。交通拥堵、交通事故增多、空气环境污染,单纯的扩大路网的模式已经不能满足人们日常的需求,政府开始寻求解决方案。智慧交通的提出有效缓解供需矛盾,推动城市更加绿色更加智慧的发展。在新常态下建立交通信息平台可以及时公布拥堵路段的信息,微信城市服务一栏北京等大城市已经建立信息平台,市民可以根据平台选择路段,最大限度提高出行率;交通信息平台还可以对公交及运营车辆进行合理调配,提高经济效益。
二、大庆交通发展存在的问题
随着生活水平的提高,大庆人对生活质量的需求越来越高端化,私家车增长速度逐年增加,需求增长的同时也激发了交通发展、市民、城市建设之间的矛盾。
(一)交通发展跟不上机动车增长速度
大庆交通建设有着独特的优势,交通规划相对比较合理。但是,近年来交通发展明显跟不上私家车增长的速度。截至到2015年私家车已超过40万台,私家车的增加造成道路的压力,多处路面出现不同程度的损坏,不能及时修补道路,影响城市的美观,造成市民出行困扰;同时,私家车的增加引发交通的拥堵,尤其早晚高峰时段,汽车造成了中三路、世纪大道等多条主干线的拥堵。日前私家车的保有量还在持续的增长。
(二)交通硬件设施和管理手段相对滞后
大庆交通相对其他城市硬件设施水平要高,主干道路宽、路面平整,后建的商业区如万达、大润发等都规划建设有自己的停车场,后建的居民区也都建有停车场。但是,老区的交通硬件设施相对滞后,像萨尔图区百货大楼周围的设施就比较落后,节假日交通拥堵现象严重,由于地下排水管道的老化,大雨、急雨淹车的现象时有发生,造成商业区经济下滑。车辆的增加对交通管理部门也造成了较大的压力,由于交通管理部门的信息化管理没能及时跟上信息时代步伐,管理部门不能及时掌握相关的交通数据,给管理带来了一定的困难。
(三)市民交通安全意识淡薄
现代城市节奏快,工作压力大,在驾车行驶中“路怒症”的现象越来越严重,这也说明了市民对行车安全意识淡薄。市民交通安全意识淡薄主要体现在三个方面。第一,行人不遵守交通规则。过路不走斑马线,不看红绿灯、横跨隔离栏发生的交通意外时有发生。第二,非机动车驾驶员不遵守交通规则。像车行车、摩托车等非机动车管理不到位,存在严重的安全隐患,经常出现,随意行驶,任意穿插,闯红灯,甚至有时会出现在行车道上逆向行驶的现象。第三,机动车驾驶员不遵守交通规则。少数营运出租车素质不高,随意停车载客、压线超车抢道;少数私家车同样存在压线超车抢道、不遵守交通规则的问题,这也是造成交通事故的重要原因。
三、以智慧理念推进大庆交通建设
(一)创新思维方式突破交通的发展路径
交通建设的思维方式不可固步自封、因循守旧,要不断的创新、不断的突破。首先,要用哲学的思维方式来思考,为创新提供思考方向。哲学是各领域发展的思维基石,用哲学智慧对当前大庆交通存在的问题进行理性分析,是寻找解决方案的途径之一。其次,要用大数据的思维方式,掌握交通发展趋势。互联网和大数据技术为缓解交通拥堵问题打开了新思路。[2]传统的数据仅是从样本推算全部数据,精准度不高,大数据是以采集全部数据模式来进行推算,精准度高,为时时掌握交通信息,改善交通环境,提供了解决需求的思路。
(二)善用信息手段提高大庆交通管理水平
发达国家已经逐步完善了交通发展的信息系统平台,国内像北京、上海等大城市的交通信息平台也都已成熟。大庆的交通系统平台虽然已经建立,但应用上还有所欠缺,优化和整合各信息平台是完善交通监管的重要途径。通过对交通信号系统、电子监控系统等平台的整合,实时采集的交通信息同历史交通数据进行的分析,就可以对交通流量数值进行预测,准确率可达90%以上。信息平台的优化可以使交通监管部门准确掌握实时路面情况,对拥堵道路可以及时进行疏导,对肇事车辆可以提供证据进行责任划分。信息平台的整合可以有效的治理二手车辆交易市场混乱现象,打击不法车辆中介,改善车辆交易环境,保护市民财产安全,提升交通部门的工作效率。
(三)完善路网建设与交通设施建设
路网建设和基础设施的完善,是缓解交通压力、合理安排道路布局的重要途径。交通部门是城市规划建设的重要参与者,并要提前介入到新建道路或改造路段规划中去。交通部门可以提前对交叉路口、停车场、道路宽度等方案进行评估,对不合理的方案提出修改意见,使大庆城市道路交通的规划更加科学、更加合理。政府要加大资金投入度。交通是关乎一座城市经济发展的命脉,交通的发达代表着城市经济的水平,所以重视交通建设是推动大庆经济发展和城市转型的重要手段。加强非机动车道建设。大庆交通道路缺少非机动车道,是导致非机动车与机动车事故的重要原因。非机动车道的建设,可以实现车流各行其道,减少交通事故的发生,提高市民的通行能力。
(四)加强宣传提升市民交通安全意识
首先,制定相关的法律法规。当前交通的法律法规还不健全,像对行人的法规没有完善,行人不走斑马线、闯红灯等现象没有硬性规定其事故责任的划分。行人不遵守交通规则是导致事故率上升的原因之一。法律法规的实施需要积极营造执法环境。执法必须要严,坚决取缔影响交通安全与畅通的违法行为。早晚上峰时段必须保证主干路、易拥堵路段警力充足,避免交通大拥堵。其次,加强心理咨询力度。“路怒症”、开快车等是驾驶员心理问题导致的。要加强心理咨询力度主要包括两方面,第一方面考取驾驶执照要增加心理测试科目,对有燥狂症、抑郁症等心理病人员不予考取驾照。第二方面定期对驾驶员进行心理疏导,缓解工作、生活中的心理压力,让驾驶员保持愉快的心情开车。最后,普及安全和文明意识。开展形式多样新颖的交通文明活动,强化市民文明、安全意识。同时信息平台要发挥舆论监督作用,逐渐形成相互礼让、文明出行的良好交通氛围。
中图分类号: R126 文献标识码: A
1 智慧城市的基本内涵
很多专家学者、城市、企业从不同角度提出了智慧城市的概念,大致可以分为三类:技术论角度,强调应用物联网、云计算、新一代互联网等新技术应用于城市管理、服务领域。应用论强调以信息技术为基础,以解决城市问题为核心,建立完善的公共管理、服务应用系统。系统论强调智慧城市是城市的进化,类似于一个生命体的大系统,通过感知、认识、学习、成长等环节的培育发展,不断增强自身的智慧化水平。
智慧城市可以概括为:在城市化与信息化融合等背景下,围绕改善民生、增强企业竞争力、促进城市可持续发展等关注点,综合利用物联网、云计算等信息技术手段,结合城市现有信息化基础,融合先进的城市运营服务理念,建立广泛覆盖和深度互联的城市信息网络,对城市的资源、环境、基础设施、产业等多方面要素进行全面感知,并整合构建协同共享的城市信息平台,对信息进行智能处理利用,从而为城市运行和资源配置提供智能响应控制,为政府社会管理和公共服务提供智能决策依据及手段,为企业和个人提供智能信息资源及开放式信息应用平台的综合性区域信息化发展过程。而在这一过程中,发挥作用的不仅是信息技术创新的因素,更重要的是经济社会层面创新的因素。
2 智慧城市建设为城市规划编制提供支持
现代城市及其管理是一类开放的复杂巨系统,新一代全面感知技术的应用更增加了城市的海量数据。从数字城市时代开始,建设城市一级共享数据仓库,如基础地理空间数据库、人口基础数据库、法人基础数据库、宏观经济数据库、城市公共交通数据库、城市基础设施数据库、城市公共安全数据库、城市公共卫生数据库等就为城市规划编制提供了大量基础数据,智慧城市时代,更多的感知技术使我们拥有获取实时的、详尽城市数据的能力。如车联网技术使城市道路上运行的车辆信息可以被实时获取,利于我们应用这些数据构建交通模型,科学的编制交通规划和交通设计。
智慧城市时代,城市各种信息之间将是高度融合,构建一个完整的虚拟城市模型,基于云计算,通过智能融合技术的应用实现对海量数据的存储、计算与分析,并引入综合集成法(综合集成研讨厅),通过人的“智慧”参与,将大大提升规划编制的科学化。
3“智慧城市”背景下的城市规划创新
智慧城市是当前最先进的信息技术的大聚会,是信息技术对城市的重构,虽然城市的基础是在传统城市的基础上成长起来的,但是与传统城市有着截然不同的基质。本文将从理念与实践两大视角出发,分析“城市规划理念创新”与“城市规划实践创新”的具体表现。
3.1 城市规划理念创新
3.1.1 深度融合“和谐社会”理念注重中长期规划
智慧城市是一个庞大复杂的系统,也被称为“系统的系统”,它实现了智慧城市的和谐性,而智慧城市的和谐管理机制,是各个智慧系统之间和谐运行的最重要的保障。智慧城市是“创新 2.0 时代以人为本的可持续创新城市”,因此,智慧城市管理的根本出发点在于“以人为本”,注重通过扩大公众参与和社会协同,以此提升城市管理的公共价值,进而构建有利于创新涌现的城市环境。而智慧城市的规划管理理念创新注重管理的柔性化、信息化、民主化、精细化和动态化。这样的管理理念有利于和谐社会的构建。第一是柔性化,智慧城市的拟人化属性表明智慧城市的核心价值是以人为本,“尊重人、关心人、培养人、激励人、开发人的潜力将成为城市管理的核心内容和主导思想;第二是信息化,智慧城市是信息社会的产物,智慧城市运行中最为重要的资源是信息资源,而智慧城市建设的兴起必将推动城市管理信息化的跨越式发展,对城市各类海量信息的获取、处理、运算、综合分析,将成为城市管理的基础工作和关键点;第三是民主化,智慧城市建设为市民广泛参与城市管理提供了有效的技术工具和实现途径,大大降低了实现城市管理民主化的成本;第四是精细化,智慧城市在人类城市发展史上首次实现了城市虚拟空间与实体空间的融合,物联网的广泛应用已使得城市的每个物体都有了自己的“身份证”,小到井盖、果皮箱,大到停车场、立交桥全都有属于自己的身份代码,并被实时感知。新一代信息技术的应用将使得整个城市量化管理的程度不断提高、城市实时反应的能力不断增强,从而使得整个城市的管理日益精细;第五是动态化,智慧城市的建设为城市管理由静态转向动态提供了实现条件,每一个被感知和互联的城市部件的运行情况,都被实时记录,如果一旦出现问题,将会在第一时间被发现,使得问题能够得到及时解决,为城市管理赢得主动。
3.1.2 深入理解“以居民需求为中心”理念
智慧城市的应用体系包罗万象,有智慧交通、智慧医疗、智慧水电、智慧市政、智慧节能减排、智慧教育等,主要共性和智慧城市技术建构的三个体系一一对应,都涉及大量的数据收集、整合和处理。现阶段主要从以下三个方面开始实践。智慧交通、智慧医疗、智慧教育是目前人们最为关切的话题,而智慧城深入理解以居民需求为中心理念,对交通、医疗、教育作了从新的规划。第一是智慧交通,智慧城市通过信息资源的自动整合与智能服务具有超强的分析和预测能力,为交通运输的安全、高效提供支撑。智慧交通是充分利用信息通信技术,通过人、运输设备和交通网络三者之间的相互感知、智慧互动,形成完全自动化的交通状态;第二是智慧医疗,智慧医疗核心是智慧医院的建设,从建设的系统性来看,智慧医院可分为数字医院和提升应用两个部分组成;第三是智慧教育,通过使用先进的智慧城市的三个技术层,可为满足学习者的不同需求,甚至可以成为学习者的指导方向,为学习者提供各种学习服务,实现运用知识和创新知识的教育体系,可以逐步实现社区教育体系和实时的获取知识的系统,实现虚拟化校园,实现每个人的终身学习。
3.2 城市规划实践创新
3.2.1 智能的公共服务设施布局和智能的城市基础设施规划
新公共服务设施系统将推动分散的数据集中到综合平台,创建一个专注于管理系统与数据的统一过程,减少公共服务设施的布局限制。同时智慧城市对交通布局和主要基础设施布局提出更高的需求,对道路网络和城市基础设施进行智慧布局和建设,通过对基础设施的智慧建设,能够减少资源浪费。另外,通过智慧城市基础设施和公共服务设施分配,达到对水资源、电力、油和其他资源的合理分配和使用,提高资源利用效率和减少资源浪费。同时,加强对高能耗、高资源消费、高污染工业的监控,减少环境的负面效应,实现“两型”社会及可持续发展目标的双赢。
3.2.2 城市系统规划与智慧的城市布局
城市发展的支撑要素和约束进行综合评价,通过收集、分析、核算数据与建模来合理使用资源、实施生态环境保护和满足防灾需求,以科学划分适建区、限建区、禁建区的范围。同时评估城市地形、气候相关的地理水文数据,协调生态系统、城市规划和建设需求、土地使用特征和工程适宜性的需求,为城市建设和功能区域的土地选择提供科学的基础,形成统一的协调的有机整体。
4 结束语
随着各种智能化技术应用的兴起,城市信息化正向智能化发展,智慧城市是新一轮信息技术展的综合体现,是全新的事物,无疑对其的研究是一个意义非凡的课题。因此,要加强对智慧城市的理论研究,从而推动智慧城市的建设。
作者简介:江毅,男,汉,1979-,四川成都人,讲师,博士研究生,研究方向:城乡统筹、智慧城市、城乡规划设计