大數(shù)據(jù)背景下智慧城市破解交通擁堵的策略研究

馬景艷

摘要： 在經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展的今天，城市的發(fā)展越來越快，隨之而來的城市交通擁堵問題也越來越嚴(yán)重，交通擁堵現(xiàn)象對城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅，有效的解決交通問題迫在眉睫。智慧城市是一種看待城市的新角度，是一種發(fā)展城市的新思維。該文以蘭州市為例，分析了目前樞紐城市在交通擁堵中存在的問題，結(jié)合建設(shè)“智慧城市”的理念和技術(shù)，尤其指出大數(shù)據(jù)是智慧城市解決交通擁堵的關(guān)鍵，并提出了加強(qiáng)智慧交通標(biāo)準(zhǔn)體系總體框架、關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和使用、破解信息壁壘等策略，對其他城市建設(shè)智慧交通有參考價值。

關(guān)鍵詞：智慧城市；大數(shù)據(jù)；交通擁堵；樞紐城市

中圖分類號：U111 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）18-4262-03

The Strategy Research of Wisdom City Cracking Traffic Congestion with Big Data

MA Jing-yan

（School of Preparatory Education of North West University for Nationalities， Lanzhou 730030， China）

Abstract： The economy is becoming more and more active， speeding up the urbanization process， at the same time， the human faces a serious problem of urban traffic congestion， if the traffic congestion problems cannot be effectively solved， it will pose a serious threat of urban economy in sustained and healthy development. Wisdom city is a new view of the city and is a kind of new thought of city development. This paper takes lanzhou city as an example and make analysis of the problems of traffic congestion in hub city. Combining with the construction of " wisdom city" concept and technology， especially it pointed out that big data is core to solve the traffic congestion， we propose three strategy for construction wisdom transportation， the first is general framework of wisdom transportation， the second is key technologys use and development of wisdom transportation， the last， information barriers is cracked. It has reference value to other citys wisdom transportation construction.

Key words： wisdom city； big data； traffic congestion； hub city

隨著汽車工業(yè)的急速發(fā)展，我國城市交通面臨極大挑戰(zhàn)，大城市尤其是樞紐城市的交通擁堵問題日益突出。大城市的交通擁堵狀況與城市規(guī)模和空間形態(tài)，以及城市化水平都有著密切的關(guān)系。蘭州市是西北地區(qū)的交通樞紐，蘭州市的交通擁堵問題具有一定的典型性，因而以蘭州為例研究交通擁堵問題的破解之策，對全國其他城市來說，尤其是我國的樞紐城市而言有一定的參考價值。

1 蘭州市道路和交通擁堵現(xiàn)狀和分析

蘭州市作為西北地區(qū)的交通樞紐城市，城區(qū)共有4個行政區(qū)域，城區(qū)道路情況低于《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的15%-20%標(biāo)準(zhǔn)[1]。其中路網(wǎng)密度2.77km/km2，道路面積6.23m2，道路用地率僅為7.77%，其中主要干道及支路285條，長401.06km，面積1218.08萬m2。低于標(biāo)準(zhǔn)只是表面現(xiàn)象，其深層次的原因有：⑴蘭州市中心城區(qū)的路網(wǎng)層次不分明，支路連通性差，結(jié)構(gòu)分布不合理，干路交通壓力過大，加之路況質(zhì)量較差，部分路面經(jīng)常有施工等因素，嚴(yán)重影響著各類車輛通行，加劇了市區(qū)交通擁擠現(xiàn)象；⑵截至2013年8月，蘭州市機(jī)動車保有量達(dá)到571418輛，平均每個工作日新增260輛之多，私家車占了很大比例。另外，城區(qū)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，出行距離也隨之增加，出行對機(jī)動化的要求程度加強(qiáng)，與道路交通設(shè)施增長緩慢形成強(qiáng)烈對比，也加劇交通擁堵。同時，蘭州市地處西北樞紐地段，由于沒有城外環(huán)線，過境車輛又多，車流只能穿越市區(qū)，嚴(yán)重干擾市區(qū)內(nèi)部的交通運(yùn)輸狀況，這些因素導(dǎo)致了交通擁擠的現(xiàn)狀；⑶由于蘭州市的地形是東西狹長，因此主干道同時兼顧通過與通達(dá)功能，造成部分主干道出行強(qiáng)度較大，同時由于市區(qū)道路缺乏公交專用車道，公交線路密集不能分流，公交運(yùn)行線路過于集中在市區(qū)主干道上，使得運(yùn)營能力和速度大大降低，造成蘭州市公交系統(tǒng)效率不高，道路負(fù)擔(dān)過重；⑷市區(qū)交通監(jiān)控系統(tǒng)也不完善，主要路段、路口和城市出入口部分沒有安裝交通流量監(jiān)控設(shè)施，不能及時把握流量數(shù)據(jù)的情況，同時，缺少誘導(dǎo)系統(tǒng)，不能及時發(fā)布信息，且信息單一，利用率低，采取人海戰(zhàn)術(shù)管理等；⑸不合理及不完善的部分政策，也在一定程度上提高了治理擁堵的難度，如蘭州市自2010年9月18日起實(shí)行尾號限行政策，事實(shí)上卻刺激了汽車消費(fèi)，使得部分認(rèn)為出行難的車主開始購買第二輛車，第三輛車，一個家庭會出現(xiàn)幾輛車的情況，隨著總車輛數(shù)的增加，停車數(shù)及停車位也在增加，加劇了交通擁堵，另外，一些車主交通法規(guī)意識薄弱，搶道占道、違規(guī)超車、違章停車，隨意倒車，行人不遵守交通規(guī)則，亂穿馬路、闖紅燈等現(xiàn)象，也更容易引發(fā)交通事故，致使交通擁堵加重。endprint

在上述原因的影響下的交通擁堵給蘭州市帶來了一系列嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境問題，在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，交通擁堵問題如不能得到及時有效的解決，必將對城市經(jīng)濟(jì)的健康，持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，如何治理交通擁堵問題，是目前發(fā)展蘭州市的重中之重。

2 蘭州市智慧交通的主要內(nèi)容

智慧交通的建設(shè)應(yīng)該在蘭州市政府主導(dǎo)下、各方參與的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其具體內(nèi)容如下：⑴蘭州智慧交通服務(wù)中心，它以數(shù)字化信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過可視化監(jiān)控、數(shù)字化監(jiān)測為主要手段，對蘭州區(qū)域內(nèi)交通繁忙的重要路段和站點(diǎn)進(jìn)行全天候監(jiān)控，實(shí)時數(shù)字監(jiān)測道路施工、車型分類、車輛載重、通暢情況及車速、交通流量、氣象信息、、橋梁安全等各種必要的交通信息，并通過各種媒體及相關(guān)平臺，向正在行駛中的駕乘人員發(fā)布交通管制，施工占道、封道、、交通事故、氣候變化等與公路出行相關(guān)的動態(tài)交通信息。⑵蘭州智慧交通服務(wù)中心，運(yùn)用各種數(shù)字及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，對蘭州客運(yùn)場站主要場所進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控；對各種交通設(shè)施的危險品運(yùn)輸及運(yùn)政執(zhí)法車輛進(jìn)行精確定位；車輛運(yùn)行的車速、方向、軌跡、駕駛員的駕車狀況等都能進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控；（3）蘭州數(shù)字交通指揮中心通過對各種信息的收集與錄入并進(jìn)行整合，從而提高蘭州交通管理部門更加快速有效地處置交通擁堵，及時處罰和糾正交通違法行為、道路管制、事故處理與救援等，科學(xué)地調(diào)配各道路交通信號、并及時準(zhǔn)確地向蘭州市民傳遞交通指引信息的能力。

3 智慧城市與數(shù)字城市的比較

1）數(shù)字城市的特點(diǎn)：⑴數(shù)字城市的口號是“數(shù)據(jù)為王”，也就是非常重視數(shù)據(jù)的占有，但缺乏對數(shù)據(jù)所包含信息的挖掘。⑵數(shù)字城市對信息的各種處理及使用重視不夠。目前數(shù)字城市的主要功能僅僅是是交換，而不是信息的使用。信息的對接、交換、傳輸、儲存的功能雖然存在，數(shù)字城市建設(shè)所需要的大量信息主體之間也都在進(jìn)行信息交換，但更深一層的開發(fā)和利用不足。因此，數(shù)字城市僅僅表達(dá)出來的是數(shù)據(jù)的應(yīng)用，由于開發(fā)使用的局限性，并沒有達(dá)到數(shù)字化改變工作方式、生活方式和貿(mào)易方式的水平。

2）智慧城市的核心是“內(nèi)容為王”[4]，⑴信息按照業(yè)務(wù)需求進(jìn)行全面、準(zhǔn)確、實(shí)時、分類感知和掌握。這些需求恰恰與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展相符合。以智慧交通為例，車輛運(yùn)行的車速、方向、軌跡、駕駛員的駕車狀況，路況等監(jiān)控信息傳到數(shù)據(jù)中心處理，然后把處理信息再傳給終端，供出行人員參考，來決定自己的行車路線和道路規(guī)劃，對人、車都進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)。所以物聯(lián)網(wǎng)為智慧城市提供了支撐平臺。智慧交通應(yīng)該重視信息交互的重要性，以實(shí)現(xiàn)交通在現(xiàn)有的道路情況下的合理調(diào)度，避免交通擁堵的產(chǎn)生和加劇。⑵加強(qiáng)對信息的使用上的處理，及時有效地進(jìn)行比較分析、篩選、開發(fā)、整合等工作，形成對問題和形勢的精確判斷。對信息的各種處理程序是長期相互依賴的過程。只有將關(guān)聯(lián)性增強(qiáng)才能有機(jī)地發(fā)揮信息的作用，形成最終的決策支持。以智慧城市交通為例，交通擁堵的時時狀況，是短暫的還是持續(xù)性的，是偶然發(fā)生的還是已經(jīng)存在一段時期的。又如新住宅小區(qū)的啟用，新道路的開發(fā)，會導(dǎo)致道路交通狀況發(fā)生變化。數(shù)字城市對這些信息的深層次應(yīng)用處理經(jīng)常被忽略。⑶重視智慧的有效使用，通過信息數(shù)字化的使用來達(dá)到有效服務(wù)的目的。智慧城市的特點(diǎn)是業(yè)務(wù)性的服務(wù)，是為老百姓通暢、平安、高效、方便的出行服務(wù)。

4 大數(shù)據(jù)是智慧城市解決交通擁堵的核心

智慧城市是數(shù)字城市建設(shè)的延續(xù)及提升，是城市數(shù)字化發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。同時，智慧城市給我們提供了一種看待城市的新視覺，是發(fā)展城市的新思維。“智慧城市”的理念提供了城市創(chuàng)新發(fā)展的新模式，新思路，其本質(zhì)是以物聯(lián)網(wǎng)為重要支撐，以先進(jìn)信息技術(shù)、智能技術(shù)和多網(wǎng)融合為依托，以智慧技術(shù)、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧服務(wù)、智慧管理、智慧人文、智慧生活等為重要內(nèi)容的城市發(fā)展新模式和新形態(tài)。

“智慧城市”的內(nèi)涵包括三大網(wǎng)絡(luò)：一是物質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，以物聯(lián)網(wǎng)為代表；二是信息網(wǎng)絡(luò)，以“云計算”為代表；三是以“智能電網(wǎng)”為代表的能量網(wǎng)?！爸腔鄢鞘小钡暮诵氖菍Ω鞣N數(shù)據(jù)信息的高度集成，它的大范圍使用將提升城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也有利于市民安心工作和生活。

在智慧城市的建設(shè)和應(yīng)用中，將產(chǎn)生從 TB 到 PB 級越來越多的數(shù)據(jù)，從而進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代[8]，而作為智慧城市重要的組成部分的智慧交通是融合了先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、計算器技術(shù)和系統(tǒng)綜合技術(shù)，通過將人、車、路、環(huán)境等有機(jī)地結(jié)合起來，從而使在較大區(qū)域內(nèi)達(dá)到有序的高效運(yùn)輸，能源充分利用，環(huán)境改善和交通安全性提高的目的。在智慧交通領(lǐng)域，海量的數(shù)據(jù)主要包括 4 個類型的數(shù)據(jù)：傳感器數(shù)據(jù)（位置、溫度、壓力、圖像、速度、RFID 等信息）、系統(tǒng)數(shù)據(jù)（日志、設(shè)備記錄、MIBs 等）、服務(wù)數(shù)據(jù)（收費(fèi)信息、上網(wǎng)服務(wù)及其他信息）、應(yīng)用數(shù)據(jù)（生成廠家、能源、交通、性能、兼容性等信息），交通數(shù)據(jù)的類型繁多，而且體積巨大，也是產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的主要來源。

對于智慧交通系統(tǒng)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，需要對相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行深入研究。智慧交通系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)將分析多源的數(shù)據(jù)，包括擁堵數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、 GPS 數(shù)據(jù)、道路的傳感器數(shù)據(jù)等，從而有利于交通部門制定疏散和管制預(yù)案，提前預(yù)警和疏導(dǎo)交通，這些將極大減少擁堵時間和交通流狀況，有效地提高了道路的安全性、減少事故的發(fā)生。

5 智慧交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

隨著智慧城市建設(shè)的推進(jìn)，新信息技術(shù)計算時代的到來，交通管理部門在道路上預(yù)埋或預(yù)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，實(shí)時收集車流量，客流量的信息，結(jié)合道路監(jiān)控設(shè)施和交警指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)，由此形成智慧交通的眾多大數(shù)據(jù)[3]，所以需要在大數(shù)據(jù)背景下研究和解決有關(guān)蘭州智慧交通的技術(shù)問題：

1）蘭州智慧交通系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，將長期積累下來的各種技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)形成“大熱力圖”，以此來識別蘭州實(shí)時的交通條件、評估點(diǎn)到點(diǎn)的耗費(fèi)時間、提供方便快捷路徑的建議等，這些將極大的改善交通擁堵狀況，提高道路的暢通性、安全性，減少事故的發(fā)生，提供便捷出行。endprint

2）最短路徑算法效率提升分析效率提升的關(guān)鍵，是蘭州智慧交通系統(tǒng)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)。

3）把蘭州建設(shè)為智慧城市必將面對動輒上億的軌跡數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)對此類大數(shù)據(jù)的查詢及存儲等方面解決效率不高，所以一些智能化的交通系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用而生。

4）有關(guān)智能交通的信息系統(tǒng)正向更加立體實(shí)效的階段過渡，如何處理好多位數(shù)據(jù)的兼容是蘭州智慧交通系統(tǒng)的技術(shù)要求之一。

5）交通網(wǎng)絡(luò)演化分析系統(tǒng)是從宏觀、中觀、微觀尺度對蘭州交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行演化和特征分析。

6）在蘭州智慧交通系統(tǒng)中，通過有效的實(shí)際推薦計算技術(shù)，反饋和分析蘭州交通的實(shí)際情況，為蘭州市民提供服務(wù)。

6 蘭州市發(fā)展智慧交通的策略

1）加強(qiáng)蘭州智慧交通技術(shù)的頂層設(shè)計問題：從目前蘭州的發(fā)展來看，智慧交通技術(shù)的發(fā)展在穩(wěn)步提高，但有關(guān)本技術(shù)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展較為緩慢，各種建設(shè)重復(fù)的現(xiàn)象普遍存在，獲取的實(shí)時交通數(shù)據(jù)難以有效的共享和集成，不能很好的發(fā)揮信息融合等綜合效應(yīng)[11]。另外，各個職能部門之間的橫向協(xié)同難，很多智能交通的信息化工作的困難主要體現(xiàn)在機(jī)制體制的難以協(xié)調(diào)。因此，需要強(qiáng)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的頂層設(shè)計與規(guī)范，制定統(tǒng)一的各種智慧交通技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，建立適合各部門的標(biāo)準(zhǔn)體系框架[11]，以促進(jìn)交通資源有效合理使用。

2）協(xié)調(diào)各行業(yè)部門，打通相互之間的信息壁壘，智慧交通領(lǐng)域涉及許多行業(yè)領(lǐng)域，同時需要各業(yè)務(wù)部門協(xié)調(diào)和配合建設(shè)的同時加入數(shù)據(jù)視角，充分考慮不同系統(tǒng)之間的信息采集、交換、共享、融合要求，從根本上消除信息障礙，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的有效聯(lián)動， 這也是保障智慧城市建設(shè)尤其是智慧交通解決擁堵的前提。這就要求在構(gòu)建蘭州智慧交通系統(tǒng)的過程中，有效協(xié)調(diào)好各行業(yè)部門，破除信息的障礙和壁壘。

7 結(jié)論

在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代， 數(shù)據(jù)充斥所帶來的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單個領(lǐng)域，該文針對蘭州建設(shè)智慧城市的實(shí)際情況充分調(diào)研，首先分析了樞紐性智慧城市系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)方面和數(shù)字城市的差異，其次有效地分析了蘭州建設(shè)智慧型城市所需的技術(shù)特點(diǎn)，最后針對建設(shè)智慧交通的不足，提出了建設(shè)智慧交通的三個策略。目的是通過這方面的研究，對像蘭州這樣的樞紐城市建設(shè)智慧城市提供指導(dǎo)和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘆有鵬.蘭州市交通擁堵問題及對策分析[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2013（7）.

[2] 郭艷華，佟宇競.我國大城市交通擁堵難題破解之策-以北京市為例[J].管理學(xué)刊，2012（8）.

[3] 王少華，盧浩，黃騫，曹嘉.智慧交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].測繪與空間地理信息，2013（8）.

[4] 毛光烈.中國智慧城市建設(shè)路徑與方式[J].經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2012（9）.

[5] 蔡翠.我國智慧交通發(fā)展的現(xiàn)狀分析與建議[J].交通工程，2013（6）.

[6] 朱虹.我國智慧城市發(fā)展現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)思考[J].標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)，2013（11）.

[7] 陶雪嬌，胡曉峰，劉洋.大數(shù)據(jù)研究綜述[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報，2013（8）

[8] 張祖群.從城市交通地理向城市智慧交通轉(zhuǎn)向：理論進(jìn)展與實(shí)踐[J].石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報，2013（12）.

[9] 婁巖，趙章翔，石海.國內(nèi)城市交通現(xiàn)狀及解決措施[J].湖南交通科技，2013（12）.

[10] 王晗.國內(nèi)外智慧城市建設(shè)關(guān)鍵要素及其耦合研究[J].河南科學(xué)，2013（10）.endprint