【摘要】城市道路設計中應該積極利用信息化技術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，在這一基礎上改善交通擁堵的情況。除了道路基礎結構設計外，智能化設計重點集中在道路上的各種輔助管理設施上。從市政道路工程基礎結構和輔助性設施兩個層面，文章分別闡述了道路智能化設計的思路，對道路智能化設計系統中的遠程監測管理系統、智慧燈桿系統和電子站牌系統作較為詳細的論述。
【關鍵詞】市政道路工程；智能化；設計思路
【資料圖】
1引言
市政道路工程隨著城市的發展，正在朝著信息化、智能化的方向發展，城市中交通擁堵始終是一大難題，最大限度發掘市政道路的通行潛力是市政道路智能化設計的核心目標，在這一基礎上還要積極利用道路上的附屬設施實現空氣質量監測、交通指揮、便民服務等一系列功能，研究市政道路的智能化設計具有深遠意義。
2市政道路基礎工程智能化設計思路
無論是常規的市政道路工程，還是基于大數據、物聯網以及先進傳感器的智慧道路，依托于鋼筋混凝土、瀝青等傳統施工材料的基礎工程始終是道路的主體結構，因而也成為智能化設計的重點內容，市政道路的基礎工程涵蓋了道路路基、路面、交叉路口、線路、排水設施、綠化等內容。1）道路基本參數設計道路的基本參數涵蓋內容非常廣泛，主要包括設計使用年限、設計最大時速、車道數量、載重能力等一系列內容。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，盡量提高道路的設計使用年限，車道數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，設計單位應該運用大數據等技術判斷城市未來幾十年內的人口及交通變化趨勢，設計出具備前瞻性的道路工程。在選用施工材料時應該優先考慮工程性能更加優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參數，使其滿足城市發展的長期需求[1]。2）交叉路口設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地，智能化設計中要提高交叉路口設計的規范性和科學性，在基礎參數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，并且要結合交叉角度來設計[2]。3）線路設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，短期內不會得到改善。城市主城區的道路格局早已形成，無論是線路還是道路的基本參數，提升和優化的空間都較小，而城市的在不斷擴張，新建城區和道路呈增長態勢。在新建道路的規劃中應該總結現有的經驗，從密集程度、銜接方式、曲率半徑等多個方面加以優化，積極運用現代化、智能化、信息化的設計軟件，開展深入的工程模擬，確定最佳參數[3]。4）排水設計根據以往的經驗，傳統的市政道路大量采用鋼筋混凝土結構，周圍的輔助性基礎設施，如人行道，也是以傳統施工材料為主來設計和建造。事實證明，這種道路工程在排水、滲水方面存在很大的缺陷，經常在下雨天出現道路積水，并且短期內無法排除，同時也說明市場排水管道系統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計中，應該積極使用更加先進的排水設計理念和方法，從市政道路的工藝材料、排水方式等多個方面開展設計優化。例如，當前提倡的“海綿城市”就非常符合智能化設計的理念，因為海綿城市要求城市的基礎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置在地下的雨污收集設施聯通，形成有效的雨水收集。5）綠化設計市政綠化設計具備多方面的功能，綠化設施是市政道路的重要組成部分，除了傳統的裝飾作用之外，市政道路工程配套的綠化設施還具有改善雨水蓄積功能、防止城市內澇等一系列工程。在這種設計方案的支持下，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設計提高市政道路運行效率的典范。
3市政道路附屬設施智能化設計思路
3.1基于視頻監控的遠程監測管理系統
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。在智慧道路的建設中，提高道路交通指揮能力成為設計重點，為了達到這一目標，應該積極引入信息化技術，提高道路的信息感知能力，視頻監控是實現這一功能的重要手段，監控探頭可直接觀察到某一具體路段的車流情況，并且通過網絡通信功能將這些數據傳輸到交通管理部門的大數據平臺，該平臺可實時顯示出城市道路當前的交通大數據，哪些路段存在擁堵，哪些路段通行壓力較小，在數據平臺上一目了然，然后便可通過各種通信手段向過往車輛發出擁堵預警，及時提醒其轉換通行線路[4]。智慧交通是智慧城市的重要組成部分，而道路的智能化設計是實現智慧交通的大前提，各種先進的傳感器是采集道路運行數據的主要手段，除了視頻監控之外，還要設計噪聲監控，然后將這些數據匯總起來，作為城市交通指揮的依據。實踐表明，這些由遠程視頻監控系統采集到的交通大數據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
燈桿是市政道路照明設施的組成部分，傳統的燈桿僅僅具有照明功能，但是這些燈桿卻占據著較大的城市空間，在市政道路的智能化設計中，要充分利用燈桿，將其作為載臺，實現管網信息、電力信息以及通信功能的互聯互通，智能燈桿將成為市政道路上智能感知終端設備，可深度獲取城市中的各種基礎數據，提高交通智能化水平。1）通信網絡智能燈桿具備數據采集和傳輸的功能，因而要為其設置專門的通信網絡，目前可采用4G或者5G技術實現這一目標，但從傳輸的容量和速度來看，5G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，城市照明系統設計要采用節能環保的基本理念，因而市政道路上的智慧燈桿要實現智慧照明功能，可根據天氣的明暗程度自行決定開啟或者關閉，并且調節照明時的亮度。3）氣象環境監測城市中的空氣質量、氣象條件等是長期監控的重點內容，并且道路上的機動車輛常年排放尾氣，產生了大量的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測城市空氣質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，智慧燈桿設計應該受到高度的重視[5]。5）智慧燈桿系統的配套設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，例如，系統中設計的多種電力技術是為了提高路燈系統的可靠性，防止電力中斷造成短暫的功能失效，因而系統中設計了蓄電池。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傳統交通信號燈（見圖1）。
3.3電子站牌系統
市政道路上設計有一定數量的車站和站牌，市民出行時要通過站牌查詢公交線路，傳統的站牌展示的是靜態信息，功能性非常單一，但是站牌占據的空間相對較大，沒有充分利用起來。在智慧道路的設計中要充分發揮這些輔助配套設施的作用，使其更好地為市民出行服務。智慧公交電子站牌重點集成了PM2.5監測、站點視頻監控、車輛狀態信息展示、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，可借助衛星定位系統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車路協同
這一概念伴隨著無人駕駛汽車而提出，國內的智慧交通采用車路協同的設計思路，這一點與西方國家強調車輛智能的思路有所區別。在車路協同的設計模式下，車輛和道路都具備一定程度的智能化水平，車輛是移動設施，需要從道路上的各種固定設施獲取交通信息。道路作為交通信息采集的主要場地，為車輛出行提供數據方面的保障。當前無人駕駛還處在發展的初期階段，大規模商用暫時還無法實現，但車路協同始終是未來的主要發展方向。目前市政道路已經形成了初步的智能化，利用視頻監控、智慧路燈、電子站牌等綜合采集市政道路信息。
4結語
市政道路智能化設計重在提高城市道路的信息感知能力，通過設置在道路上的視頻監控系統、智慧路燈、電子站牌采集道路交通信息、城市空氣質量信息，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推進中心
