发布时间：2022-04-12所属分类：工程师职称论文浏览：1次
摘 要： 摘 要：为顺应智慧城市建设由信息化到智能化再到智慧化的发展，道路设计不断地转型升级。剖析了道路设计中所蕴含的智慧属性，探讨了智慧城市背景下道路设计的创新策略，以期对道路交通的智慧发展提供参考。 关键词：智慧城市;智慧交通;道路设计;新基建 1 智慧城市背景
摘 要：为顺应智慧城市建设由信息化到智能化再到智慧化的发展，道路设计不断地转型升级。剖析了道路设计中所蕴含的智慧属性，探讨了智慧城市背景下道路设计的创新策略，以期对道路交通的智慧发展提供参考。
关键词：智慧城市;智慧交通;道路设计;新基建
1 智慧城市背景概述
关于智慧城市的概念界定，在 2014 年 8 月发改委、工信部、科技部等八部委联合印发的《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》指出，智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式[1]。
初期智慧城市以信息基础设施建设为主：3G 网络的成熟发展对国民经济和社会各领域的应用效果及辐射作用显著，加快推进了城市系统中个人、物和组织之间的物联化和互联化。如 2009 年，上海宣布正式启动城市光网建设计划，极大地提升了网络覆盖能力，在 2010 年上海世博会期间实现园区全覆盖，为世博会提供了强有力的服务保障。
随着 4G 及城市光网的兴起，网络性能和网络覆盖有了大幅提升，但是市民的获得感不强。为此更加强调建设老百姓可感知的智慧城市，从智慧社区、智慧园区、智慧商圈等时空维度，解决日常生活痛点，以场景创新让市民体验智慧城市的魅力。这一时期以智慧应用建设为主。
2018 年 12 月，把 5G、人工智能、工业互联网、物联网定义为“新型基础设施建设”，包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施 3 方面内容。其中融合基础设施指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术，支撑传统基础设施转型升级，进而形成的融合基础设施，比如智能交通基础设施。“新基建”的提出为智慧城市建设注入新动力，开启“AI 赋能城市”新阶段。
智慧城市建设可视为城市信息化的高级阶段，必然以新的信息技术应用为主线。但智慧城市不止于依托技术，更重要的是贯穿其中的城市人文因素[1]。智慧城市是运用先进的信息技术，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[2]，即建设由智慧政务、智慧社区、智慧商业、智慧物流、智慧交通、智慧能源等子系统构成的宏大整体系统，以更智慧的方式运行。
2 道路设计的智慧属性
2.1 道路设计在智慧城市建设中的功能定位
交通运输业是一个特殊的物质生产部门，是发展国民经济、推动城市进化、提升居民生活水平的重要基础设施。道路运输在整个交通运输系统中也处于基础地位，道路运输系统是社会经济和交通运输系统的重要组成部分，社会经济水平和交通运输需求决定着道路交通的发展进程，而道路交通也会影响并制约社会经济和交通运输的发展水平。
各城市都存在着“城市病”：交通拥堵、环境污染、资源短缺、安全隐患等。这些现象的本质都是日益增长且多样化的需求与城市资源供给之间的不匹配所导致。从增加道路资源供给的角度出发，市政设计行业为社会递交了一批批道路蓝图，搭建了快速出行“主骨架”，丰富了街道“毛细”，使城市路网日渐壮大紧密。随着城市的不断发展，单纯地增加新建道路供给，并不能完全均衡既有路网的出行通畅性，于是采用道路拓宽、改造、拥堵点治理等方式予以解决，体现了道路资源由增加供给向赋活供给发展。
如何让城市更智慧一些，是现代城市治理面临的一个重要课题，也是道路设计一以贯之的使命。智慧城市便是先进技术手段与现代城市供需互动而催生的理念，作为智慧城市的子系统，各种先进技术手段也必将持续触达，并持续推动道路基础设施的转型升级。
2.2 道路设计特性分析
道路设计包含道路空间平、纵、横等的几何设计，以及路基、路面、桥梁等结构设计两部分。道路设计的本身也具备几大智慧特性：
(1)广泛性。道路为车辆与行人提供交通服务，具备提供安全、快捷、大量交通的通过功能服务，也提供了连接出行起讫点的通达服务功能。在城市的道路系统中 ，大到“路网骨架”，小至“街道毛细”，使得出行可至城乡村镇、工矿企业、与门到门，道路纵横交错、四通八达、覆盖范围广。城市中各类机动车、非机动车、行人，无论基于何种出行需求，都是道路的使用者，是道路功能服务的普遍对象。
(2)功能集成性。建成后道路的主要功能是提供了交通运输服务的载体。通过道路平面、纵断面设计保证了车辆行驶安全、流畅、舒适;道路横断面设计则明确了道路使用者的路权与功能分区，布置对应的照明绿化、停放休憩、隔离防护等内容，以满足不同路权使用者的需求;此外标志标牌、自行车停靠、公交站、二次过街等附属设施，使得道路服务更加多样化。只有通过立体、多维、综合的道路设计，才实现运输服务的集成供应。
(3)集约性。道路是一种三维空间实体，供车辆及行人通行，具备一定技术条件与设施[3]。道路设计中平、纵、横设计便是一个“3D”立体综合设计过程：需要统筹考虑平面、纵断面、横断面的合理性，还要兼顾净空、地面、地下空间布局，以达到与地形、地物、环境相协调的效果。此外，一条道路还须在有限空间内将排水、照明、景观、交通等配套设施内容集约设计才得以完备。因此，道路设计也成为保障城市运行，优化城市治理的重要措施。
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(4)规范有序性。设计时既要作为整体考虑，又要分解为多个专业方面分别研究处理。道路从设计到施工全过程都体现了多专业的规范有序的协同配合：各专业都须在对应的标准规范指导下开展设计与施工，并且各专业之间也形成了明确清晰的工作界面切分、资料交接内容与流程、文明施工工序、成果联合确认等协作机制。
3 智慧城市背景下的道路设计策略
充分发挥道路本身的智慧属性，并且更加智慧地满足道路使用者的需求，立足新形势，提出以下几方面智慧道路设计的策略。
3.1 精准化道路交通供需匹配
道路覆盖范围与服务对象的广泛性为智慧城市突出的智慧性渗透提供了强有力的基础。5G 通信技术与道路基础设施终端联通，便搭建了泛在的数据采集与感知网络，并通过大数据与云计算等的运算输出，实现了道路交通供需的泛在互联。既有路网条件下的出行大数据，可以对路网规划、流量预测、道路新建或扩建车道规模、设计速度、拥堵点治理等提供重要的参考价值，使得道路设计依据更加充分，设计成果更加精准。
3.2 加强道路设施与服务场景的融合创新
智慧城市背景下道路设计需要更加注重场景赋能。城市公交站亭及各类公交 APP 上的公交实时到站数据，使得公众出行更加可靠;道路标志标牌与路灯多杆合一后显著改善了道路风貌与行车指引;智慧斑马线的应用使行人过街更加高效安全;道路积水点的监测也为恶劣天气条件下的安全出行提供了保障;车路协同、车联网、无人驾驶等的创新发展，也对道路设施设计提出了新的适配性要求。诸多创新性的道路设施与服务场景的融合，预示着未来道路设计将在人、车、路、环境等方面实现更加智慧生态的互动。
3.3 推广运用智慧化的道路设计手段
BIM 平台为道路设计提供了更加智慧的技术手段。BIM平台可实现更加便捷智能的平面、纵断面、横断面统筹设计，还可实现排水、电力、通信等的管线碰撞检查，做到净空、地面、地下三维空间优化布局，并且与地形、地物、环境相协调，呈现效果更加可视化。
道路设计刻画物理世界，智慧的道路设计要描绘孪生的数字世界。在道路设计过程中运用数字孪生理念与关键技术，同步将道路的三维空间实体特点精准映射为虚拟的三维数字空间。如此，未来的数字城市必然会很快到来，数字城市治理必然会更加高效，虚拟与现实的互动感知场景必然会不断丰富。
3.4 探索规范协同的道路设计流程机制
道路建设周期较长，其原因有二。一是其庞大基础设施属性使然;二是多专业多主体部门的协作效率成本。建设智慧的道路交通系统，必然会有新的信息技术支持方参与其中，也为多方沟通协调带来一定的挑战。道路设计应当更加充分发挥其智慧特性的全局应用，积极打通智慧方案在道路设计、施工、运营、养护全生命周期的协作认可，避免出现重复建设的情况。在此过程中探索总结出更加标准化、规范化、协同化建设的流程机制，形成导则性文件，为后续智慧道路的设计提供参考，提高设计协同联动效率，提升道路共建共享的效益。
4 结语
道路设计是一项技术规范、流程严谨、多要素整合、多专业协同、影响范围广、关乎城市运行状态的系统工程。道路设计所具备的智慧属性，为智慧城市的推广渗透提供了强有力的切入点。同时，探索智慧化的道路设计，将有助于加速构建数字孪生城市，推动道路交通与城市各业务领域的深度融合，提升城市治理的智慧感知与决策。——论文作者：郭瑞雪 史习渊
参考文献：
[1] 国家发展和改革委员会.关于印发促进智慧城市健康发展的指导意见的通知[R].2014.
[2] 孙中亚，甄峰.智慧城市研究与规划实践述评[J].规划师， 2013，29(2)：32- 36.
[3] 杨少伟.道路勘察设计(第三版)[M].北京：人民交通出版社，2009.
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