發布時間：2022-04-12所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：為順應智慧城市建設由信息化到智能化再到智慧化的發展，道路設計不斷地轉型升級。剖析了道路設計中所蘊含的智慧屬性，探討了智慧城市背景下道路設計的創新策略，以期對道路交通的智慧發展提供參考。 關鍵詞：智慧城市;智慧交通;道路設計;新基建 1 智慧城市背景
摘 要：為順應智慧城市建設由信息化到智能化再到智慧化的發展，道路設計不斷地轉型升級。剖析了道路設計中所蘊含的智慧屬性，探討了智慧城市背景下道路設計的創新策略，以期對道路交通的智慧發展提供參考。
關鍵詞：智慧城市;智慧交通;道路設計;新基建
1 智慧城市背景概述
關于智慧城市的概念界定，在 2014 年 8 月發改委、工信部、科技部等八部委聯合印發的《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》指出，智慧城市是運用物聯網、云計算、大數據、空間地理信息集成等新一代信息技術，促進城市規劃、建設、管理和服務智慧化的新理念和新模式[1]。
初期智慧城市以信息基礎設施建設為主：3G 網絡的成熟發展對國民經濟和社會各領域的應用效果及輻射作用顯著，加快推進了城市系統中個人、物和組織之間的物聯化和互聯化。如 2009 年，上海宣布正式啟動城市光網建設計劃，極大地提升了網絡覆蓋能力，在 2010 年上海世博會期間實現園區全覆蓋，為世博會提供了強有力的服務保障。
隨著 4G 及城市光網的興起，網絡性能和網絡覆蓋有了大幅提升，但是市民的獲得感不強。為此更加強調建設老百姓可感知的智慧城市，從智慧社區、智慧園區、智慧商圈等時空維度，解決日常生活痛點，以場景創新讓市民體驗智慧城市的魅力。這一時期以智慧應用建設為主。
2018 年 12 月，把 5G、人工智能、工業互聯網、物聯網定義為“新型基礎設施建設”，包括信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施 3 方面內容。其中融合基礎設施指深度應用互聯網、大數據、人工智能等技術，支撐傳統基礎設施轉型升級，進而形成的融合基礎設施，比如智能交通基礎設施。“新基建”的提出為智慧城市建設注入新動力，開啟“AI 賦能城市”新階段。
智慧城市建設可視為城市信息化的高級階段，必然以新的信息技術應用為主線。但智慧城市不止于依托技術，更重要的是貫穿其中的城市人文因素[1]。智慧城市是運用先進的信息技術，將人、商業、運輸、通信、水和能源等城市運行的各個核心系統整合[2]，即建設由智慧政務、智慧社區、智慧商業、智慧物流、智慧交通、智慧能源等子系統構成的宏大整體系統，以更智慧的方式運行。
2 道路設計的智慧屬性
2.1 道路設計在智慧城市建設中的功能定位
交通運輸業是一個特殊的物質生產部門，是發展國民經濟、推動城市進化、提升居民生活水平的重要基礎設施。道路運輸在整個交通運輸系統中也處于基礎地位，道路運輸系統是社會經濟和交通運輸系統的重要組成部分，社會經濟水平和交通運輸需求決定著道路交通的發展進程，而道路交通也會影響并制約社會經濟和交通運輸的發展水平。
各城市都存在著“城市病”：交通擁堵、環境污染、資源短缺、安全隱患等。這些現象的本質都是日益增長且多樣化的需求與城市資源供給之間的不匹配所導致。從增加道路資源供給的角度出發，市政設計行業為社會遞交了一批批道路藍圖，搭建了快速出行“主骨架”，豐富了街道“毛細”，使城市路網日漸壯大緊密。隨著城市的不斷發展，單純地增加新建道路供給，并不能完全均衡既有路網的出行通暢性，于是采用道路拓寬、改造、擁堵點治理等方式予以解決，體現了道路資源由增加供給向賦活供給發展。
如何讓城市更智慧一些，是現代城市治理面臨的一個重要課題，也是道路設計一以貫之的使命。智慧城市便是先進技術手段與現代城市供需互動而催生的理念，作為智慧城市的子系統，各種先進技術手段也必將持續觸達，并持續推動道路基礎設施的轉型升級。
2.2 道路設計特性分析
道路設計包含道路空間平、縱、橫等的幾何設計，以及路基、路面、橋梁等結構設計兩部分。道路設計的本身也具備幾大智慧特性：
(1)廣泛性。道路為車輛與行人提供交通服務，具備提供安全、快捷、大量交通的通過功能服務，也提供了連接出行起訖點的通達服務功能。在城市的道路系統中 ，大到“路網骨架”，小至“街道毛細”，使得出行可至城鄉村鎮、工礦企業、與門到門，道路縱橫交錯、四通八達、覆蓋范圍廣。城市中各類機動車、非機動車、行人，無論基于何種出行需求，都是道路的使用者，是道路功能服務的普遍對象。
(2)功能集成性。建成后道路的主要功能是提供了交通運輸服務的載體。通過道路平面、縱斷面設計保證了車輛行駛安全、流暢、舒適;道路橫斷面設計則明確了道路使用者的路權與功能分區，布置對應的照明綠化、停放休憩、隔離防護等內容，以滿足不同路權使用者的需求;此外標志標牌、自行車�？�、公交站、二次過街等附屬設施，使得道路服務更加多樣化。只有通過立體、多維、綜合的道路設計，才實現運輸服務的集成供應。
(3)集約性。道路是一種三維空間實體，供車輛及行人通行，具備一定技術條件與設施[3]。道路設計中平、縱、橫設計便是一個“3D”立體綜合設計過程：需要統籌考慮平面、縱斷面、橫斷面的合理性，還要兼顧凈空、地面、地下空間布局，以達到與地形、地物、環境相協調的效果。此外，一條道路還須在有限空間內將排水、照明、景觀、交通等配套設施內容集約設計才得以完備。因此，道路設計也成為保障城市運行，優化城市治理的重要措施。
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(4)規范有序性。設計時既要作為整體考慮，又要分解為多個專業方面分別研究處理。道路從設計到施工全過程都體現了多專業的規范有序的協同配合：各專業都須在對應的標準規范指導下開展設計與施工，并且各專業之間也形成了明確清晰的工作界面切分、資料交接內容與流程、文明施工工序、成果聯合確認等協作機制。
3 智慧城市背景下的道路設計策略
充分發揮道路本身的智慧屬性，并且更加智慧地滿足道路使用者的需求，立足新形勢，提出以下幾方面智慧道路設計的策略。
3.1 精準化道路交通供需匹配
道路覆蓋范圍與服務對象的廣泛性為智慧城市突出的智慧性滲透提供了強有力的基礎。5G 通信技術與道路基礎設施終端聯通，便搭建了泛在的數據采集與感知網絡，并通過大數據與云計算等的運算輸出，實現了道路交通供需的泛在互聯。既有路網條件下的出行大數據，可以對路網規劃、流量預測、道路新建或擴建車道規模、設計速度、擁堵點治理等提供重要的參考價值，使得道路設計依據更加充分，設計成果更加精準。
3.2 加強道路設施與服務場景的融合創新
智慧城市背景下道路設計需要更加注重場景賦能。城市公交站亭及各類公交 APP 上的公交實時到站數據，使得公眾出行更加可靠;道路標志標牌與路燈多桿合一后顯著改善了道路風貌與行車指引;智慧斑馬線的應用使行人過街更加高效安全;道路積水點的監測也為惡劣天氣條件下的安全出行提供了保障;車路協同、車聯網、無人駕駛等的創新發展，也對道路設施設計提出了新的適配性要求。諸多創新性的道路設施與服務場景的融合，預示著未來道路設計將在人、車、路、環境等方面實現更加智慧生態的互動。
3.3 推廣運用智慧化的道路設計手段
BIM 平臺為道路設計提供了更加智慧的技術手段。BIM平臺可實現更加便捷智能的平面、縱斷面、橫斷面統籌設計，還可實現排水、電力、通信等的管線碰撞檢查，做到凈空、地面、地下三維空間優化布局，并且與地形、地物、環境相協調，呈現效果更加可視化。
道路設計刻畫物理世界，智慧的道路設計要描繪孿生的數字世界。在道路設計過程中運用數字孿生理念與關鍵技術，同步將道路的三維空間實體特點精準映射為虛擬的三維數字空間。如此，未來的數字城市必然會很快到來，數字城市治理必然會更加高效，虛擬與現實的互動感知場景必然會不斷豐富。
3.4 探索規范協同的道路設計流程機制
道路建設周期較長，其原因有二。一是其龐大基礎設施屬性使然;二是多專業多主體部門的協作效率成本。建設智慧的道路交通系統，必然會有新的信息技術支持方參與其中，也為多方溝通協調帶來一定的挑戰。道路設計應當更加充分發揮其智慧特性的全局應用，積極打通智慧方案在道路設計、施工、運營、養護全生命周期的協作認可，避免出現重復建設的情況。在此過程中探索總結出更加標準化、規范化、協同化建設的流程機制，形成導則性文件，為后續智慧道路的設計提供參考，提高設計協同聯動效率，提升道路共建共享的效益。
4 結語
道路設計是一項技術規范、流程嚴謹、多要素整合、多專業協同、影響范圍廣、關乎城市運行狀態的系統工程。道路設計所具備的智慧屬性，為智慧城市的推廣滲透提供了強有力的切入點。同時，探索智慧化的道路設計，將有助于加速構建數字孿生城市，推動道路交通與城市各業務領域的深度融合，提升城市治理的智慧感知與決策。——論文作者：郭瑞雪 史習淵
參考文獻：
[1] 國家發展和改革委員會.關于印發促進智慧城市健康發展的指導意見的通知[R].2014.
[2] 孫中亞，甄峰.智慧城市研究與規劃實踐述評[J].規劃師， 2013，29(2)：32- 36.
[3] 楊少偉.道路勘察設計(第三版)[M].北京：人民交通出版社，2009.
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