交通2.0

王滌宇++付超賢

中圖分類號：TN915 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1009-6868 （2014） 04-0011-005

摘要：基于“Web 2.0”、“City 2.0”、“政府2.0”等概念，提出了“交通2.0”概念，并建立了系統(tǒng)模型。該系統(tǒng)模型包括眾籌數(shù)據(jù)和開放數(shù)據(jù)兩個維度，眾籌數(shù)據(jù)通過收集公眾從智能手機、車載終端、Web 2.0網(wǎng)站上傳的交通數(shù)據(jù)，獲取現(xiàn)有檢測系統(tǒng)不能提供的實時數(shù)據(jù)，并及時解決公眾使用交通系統(tǒng)過程中發(fā)現(xiàn)的問題；開放數(shù)據(jù)通過開放公共數(shù)據(jù)，催化公眾把開放的數(shù)據(jù)做出各種相互補充相互競爭的應(yīng)用和服務(wù)，形成可持續(xù)的全面解決方案和創(chuàng)新的生態(tài)環(huán)境。該系統(tǒng)模型通過云計算、大數(shù)據(jù)處理、手機應(yīng)用等技術(shù)做到了聚合眾籌數(shù)據(jù)，提供開放數(shù)據(jù)以催化產(chǎn)生創(chuàng)新的交通應(yīng)用和服務(wù)以完善現(xiàn)有交通設(shè)施和管理制度，并給將來的交通規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)決策支持。智慧交通項目集成“交通2.0”后，實踐表明奠定眾籌數(shù)據(jù)和開放數(shù)據(jù)兩個渠道，使公眾能夠積極地參與到交通生態(tài)鏈的完善和智慧化過程中來，是真正實現(xiàn)從“智能”到“智慧”的關(guān)鍵，是智慧交通系統(tǒng)產(chǎn)生活力的源泉。

交通2.0；眾籌數(shù)據(jù)；開放數(shù)據(jù)；智慧交通

This paper proposes Transport 2.0 based on Web 2.0， City 2.0， and Government 2.0， and build the system module. This system consists of two key dimensions： crowd-sourced data and open data. By collecting traffic data uploaded from smart phones， car terminals and Web 2.0 websites， the crowd-sourced data can get the real-time data， which the existing sensing system cannot provide， and solve problems in the public traffic system. The open data enables the public to make a variety of complementary applications and services， and forms a sustainable， comprehensive solutions and innovative ecological environment. Through cloud computing， data processing， mobile phone application technology， this system module achieves polymerizes crowd-sourced data and provides open data to create new traffic applications and services that improve the traffic facilities and management system， and provides data support and scientific decision support to the future traffic planning. After using Traffic 2.0 in intelligent transportation project， the crowd-sourced data and open data have been consolidated， and the public can participate in the improvement of the traffic ecological chain. This is the key factor in changing from “intelligence” to “smart”， and is the living force of smart transport system.

Transport 2.0； crowd-sourced data； open data； smart transport

基于“Web 2.0”、“City 2.0”、“政府2.0”等概念，本文提出了“交通2.0”概念，描述了其賴以自我生長的生態(tài)系統(tǒng)。交通2.0主要包括兩個維度，一個是從公眾獲得數(shù)據(jù)，一個是提供開放數(shù)據(jù)。一方面是“取”，另一方面是“給”。本文分析探索了實現(xiàn)從公眾收集數(shù)據(jù)和集體智慧的信息與通信技術(shù)（ICT）和工具，以及國際上實行開放數(shù)據(jù)的案例。本文展示了智慧交通項目中的“交通2.0”初步實踐結(jié)果。

1 交通2.0提出背景

本節(jié)介紹提出并倡導(dǎo)交通2.0概念的背景。盡管交通2.0這個詞匯在文獻[1]、文獻[2]曾經(jīng)出現(xiàn)過，但沒有被清晰描述和定義，文獻[3]被用于指代電動汽車。

1.1 互聯(lián)網(wǎng)2.0（Web 2.0）

早在2004年，奧萊利（OReilly & Associates）公司推出Web 2.0一詞，其核心在于激發(fā)并駕馭集體智慧[4]，使用的技術(shù)包括數(shù)據(jù)挖掘、文字分析、集群和預(yù)測技術(shù)。一些著名的Web 2.0網(wǎng)站包括照片分享網(wǎng)站Flickr、維基百科Wikipedia、購物平臺淘寶、視頻分享網(wǎng)站優(yōu)酷和YouTube等。維基百科的所有內(nèi)容都是用戶免費貢獻的，用戶按照簡單的步驟創(chuàng)建和編輯網(wǎng)頁。維基百科只有少數(shù)管理員對不合適的內(nèi)容進行控制。

1.2 城市2.0（City 2.0）

Web 2.0這個詞匯眾所周知，但是“城市2.0”還沒有得到廣泛認同。城市2.0這個概念2012年獲得了技術(shù)、娛樂、設(shè)計（TED）演講堂年度獎金1萬美元，是TED年度獎金頒發(fā)的首個獲獎概念。城市2.0著眼于鼓勵市民參與改造自己所居住的城市，促成城市改善項目通過市民自身的力量來完成，以期將城市建設(shè)成為“包容、創(chuàng)新、健康、有靈魂、有活力”（Inclusive、Innovative、Healthy、Soulful、Thriving）[5]的城市。獎金頒發(fā)給了10個市民項目，包括給城市增加路標(biāo)、繪制公交行駛路線地圖、在地圖上標(biāo)示衛(wèi)生條件以防止霍亂的傳播等等。endprint

1.3 政府2.0

使用“2.0”的詞匯還有比如“政府2.0”、“社會2.0”、“創(chuàng)新2.0”[6-7]，鼓勵政府積極地把市民納入管理和決策過程，與市民合作共建城市，以提供更好的服務(wù)，獲得更加有效的社會治理效果。

1.4 引入交通的“2.0”概念

“2.0”的核心在于聚攏來自于群眾的資源和能量，而不是僅僅依賴于從上而下的方式。交通行業(yè)大量業(yè)務(wù)都與“位置”有關(guān)，現(xiàn)在的手機和便宜的全球定位系統(tǒng)（GPS）設(shè)備都能提供。交通解決方案提供商不應(yīng)當(dāng)忽視了來自于公眾的手機和其他個人移動終端（比如車載單元）的數(shù)據(jù)的重要價值，而錯失獲得重大利益的機會。比如手機應(yīng)用“街上的坑（Street Bump）”通過手機上的加速計來感應(yīng)車輛行駛到路坑上的震動，把精確的GPS坐標(biāo)和相應(yīng)震動數(shù)據(jù)發(fā)送到城市管理部門，以督促盡快修復(fù)。城管部門就不需要花費巨資使用3維激光掃描儀沿街巡邏尋找路坑，城市也不會因為道路上的坑長期得不到修復(fù)而導(dǎo)致車輛繞行引發(fā)車輛故障、事故和堵塞。通過類似的應(yīng)用來對付城市管理面臨的各種危險和交通部門面臨的麻煩，這無疑是一個既便宜又有效的途徑。

傳統(tǒng)的2.0概念著眼于“來自于”群眾的內(nèi)容和智慧，本文提出的“交通2.0”還有另外一層含義，增加另外一個維度：提供開放數(shù)據(jù)“給”群眾。隨著智能手機的普及，普通程序員已經(jīng)能夠在手機上開發(fā)出各種各樣的應(yīng)用。如果他們能夠獲得交通數(shù)據(jù)，他們就能夠開發(fā)出很多創(chuàng)新的產(chǎn)品和服務(wù)，甚至是起初沒有人能夠預(yù)測到的。

開放數(shù)據(jù)可以使得政府文檔庫里面的死數(shù)據(jù)得到可視化，并且通過各部門之間的數(shù)據(jù)的共享和相關(guān)聯(lián)，死數(shù)據(jù)會產(chǎn)生出更豐富的內(nèi)容和新數(shù)據(jù)、新發(fā)現(xiàn)。而這些好處都不是通過政府公務(wù)員或授權(quán)機構(gòu)來做的，而是通過無數(shù)對于政府來說是免費的開發(fā)人員、公司、學(xué)生來完成的。通過數(shù)據(jù)的開放還能幫助政府交通和城管部門更好地利用歷史數(shù)據(jù)，給今后城市規(guī)劃、社會治理和公眾服務(wù)提供可持續(xù)的決策支持。

2 交通2.0

本節(jié)定義交通2.0概念，揭示其生態(tài)系統(tǒng)模型，并清晰地描述其區(qū)別于傳統(tǒng)“智能”交通，而實現(xiàn)“智慧”交通的2個維度。

2.1 定義

交通2.0是一個提供可持續(xù)的、全面的智慧交通解決方案的生態(tài)系統(tǒng)，這個生態(tài)系統(tǒng)不僅分析來自于群眾和傳統(tǒng)智能交通子系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)，而且提供與交通相關(guān)的開放數(shù)據(jù)給群眾。交通2.0生態(tài)系統(tǒng)的模型如圖1所示。

圖1中1號箭頭表示平臺從傳統(tǒng)檢測設(shè)備和智能交通子系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)。2號箭頭表示政府部門和各種機構(gòu)向平臺提供開放數(shù)據(jù)。3號箭頭表示群眾向平臺發(fā)送各種數(shù)據(jù)，包括位置坐標(biāo)、語音短信、照片、視頻、文字評論等等，同時平臺也從Web 2.0網(wǎng)站收集并分析數(shù)據(jù)。4號箭頭周圍的循環(huán)表示平臺提供數(shù)據(jù)、好用的工具和接口，以方便程序員和公司開發(fā)出創(chuàng)新的應(yīng)用產(chǎn)品和服務(wù)。中央的大數(shù)據(jù)云平臺的兩個主要組成部分是眾籌數(shù)據(jù)和開放數(shù)據(jù)，把群眾、政府、和社會各機構(gòu)貫通在一個生態(tài)系統(tǒng)中，最終提供一個能自我完善的、可持續(xù)發(fā)展的智慧交通體系。

2.2 兩個維度

2.2.1 眾籌數(shù)據(jù)

到2020年，70%的手機將具備GPS定位能力[8]，具備車載定位和車聯(lián)網(wǎng)功能的車輛也將大幅上升。通過智能手機和各種應(yīng)用程序，群眾可以輕松地提供包含位置信息的交通內(nèi)容，包括文字、音頻、視頻、運動傳感器數(shù)據(jù)。在Web 2.0網(wǎng)站的含有位置信息的照片、視頻、帖子，以及從中體現(xiàn)出的群眾智慧和意見取向，都能為交通解決方案提供商提供有價值的信息。

位智（Waze）公司通過用戶上傳的數(shù)據(jù)來提供實時交通信息和線路導(dǎo)航，在2013年被谷歌公司以10億美元收購。英瑞克斯（Inrix）公司通過收集大量車輛和用戶的軌跡信息，為汽車、物流等企業(yè)和政府部門提供實時交通信息服務(wù)。

2.2.2 開放數(shù)據(jù)

在交通2.0中，除了從群眾獲取數(shù)據(jù)和富媒體內(nèi)容之外，還有另外一個重要維度是：提供開放的原始數(shù)據(jù)。這個方面，尤其在中國，沒有足夠的實踐，沒有獲得交通行業(yè)、學(xué)術(shù)和咨詢機構(gòu)、以及政府部門的關(guān)注。在工程實踐過程中，有政府客戶明確顯示出要壟斷數(shù)據(jù)，以獲得短期的經(jīng)濟利益的意圖。所以對于國際上已經(jīng)逐步實施的開放數(shù)據(jù)潮流和趨勢，中國應(yīng)該怎么處理和面對，是否需要相關(guān)法令的制訂和執(zhí)行才能真正實施，交通數(shù)據(jù)到底是公眾的數(shù)據(jù)還是政府的數(shù)據(jù)，是一個相當(dāng)大的涉及很廣泛的問題。

需要澄清的是，開放數(shù)據(jù)不是提供開放的應(yīng)用編程接口（API）供群眾使用已存在的功能，比如微博接口讓用戶從不同的應(yīng)用都能發(fā)微博，或者地圖API讓其他網(wǎng)站顯示嵌入的地圖，這些不是開放數(shù)據(jù)，而只是開放接口。

開放數(shù)據(jù)指的是提供原始數(shù)據(jù)，把現(xiàn)在還沒有對公眾開放的數(shù)據(jù)進行公開，可以是檔案館里面的歷史數(shù)據(jù)，也可以是正在運行中的傳統(tǒng)智能交通子系統(tǒng)或者車輛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

一個典型的歷史數(shù)據(jù)例子是過去10年中的交通事故數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容可能包括事故發(fā)生地址、車輛、傷亡情況、可能的原因、裁決方案等等。在項目實踐中，我們了解到交警部門非常愿意開放此類數(shù)據(jù)，不過存在實際操作的難度，比如需要從文本文件里面把相關(guān)數(shù)據(jù)識別并提取出來，需要把相關(guān)圖片和視頻關(guān)聯(lián)在一起等等。以前記載的歷史數(shù)據(jù)沒有事故發(fā)生點準(zhǔn)確的GPS坐標(biāo)，而是街道名和估計與某路口之間的距離，而因為中國近些年快速的路網(wǎng)建設(shè)和變化，可能記錄的路口已經(jīng)不存在了，這些數(shù)據(jù)現(xiàn)在就不能定位事故發(fā)生點。

實時數(shù)據(jù)的典型是正在運行中的公交車的GPS坐標(biāo)。許多公交車公司已經(jīng)具備這些數(shù)據(jù)，但是他們沒有把這些數(shù)據(jù)公開，因為他們沒有去想過這樣做有什么好處。有些城市有系統(tǒng)集成商與公交公司合作，做出了電子站牌、網(wǎng)站和手機應(yīng)用，提供了某種程度的動態(tài)信息，但是錯誤經(jīng)常存在，信息不準(zhǔn)確導(dǎo)致許多系統(tǒng)如同虛設(shè)，而集成商與公交公司之間的合同約束已經(jīng)結(jié)束，沒有主體來持續(xù)維護信息的準(zhǔn)確性。這個兩難的困境可以通過把實時坐標(biāo)數(shù)據(jù)向公眾開放來解決。公交公司不需要進行一次又一次的系統(tǒng)維護、更新和升級，不需要反復(fù)投入，公眾和市場會做成各種各樣的網(wǎng)站或手機應(yīng)用，把實時數(shù)據(jù)從不同角度、用不同效果展示成實時公交信息給公眾。優(yōu)秀的應(yīng)用會最終勝出，而勝出的應(yīng)用將得到市場的長久支持，而不是依賴于某個合同。公交公司和城市管理部門將受益于可持續(xù)的解決方案，而不是短命的幾個合同做出來的系統(tǒng)。endprint

開放數(shù)據(jù)的動力和利益是什么？數(shù)據(jù)所有者為什么要免費開放數(shù)據(jù)？一個沒有被普遍注意到但是其實很明顯的例子是GPS。美國免費開放GPS數(shù)據(jù)無疑改變了交通行業(yè)，改變了全球經(jīng)濟的格局，由此而獲得了政治優(yōu)勢，其實已經(jīng)無需再討論美國從中獲得了多少萬億美元的好處。另外一個開放數(shù)據(jù)的典型是英國，到2014年3月份已經(jīng)有17 850套原始數(shù)據(jù)提供在開放數(shù)據(jù)門戶，供公眾下載免費使用[9]，公眾已經(jīng)提交了利用開放數(shù)據(jù)開發(fā)的321個應(yīng)用。英國開放數(shù)據(jù)門戶和公眾開發(fā)的應(yīng)用如圖2所示。值得一提的是，公眾開發(fā)的應(yīng)用不一定是免費的，其收費與否取決于開發(fā)者。門戶網(wǎng)站是互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)始人Tim Berners-Lee倡導(dǎo)并啟動，通過10個人，6個月的時間，使用開源技術(shù)完成。在這個開放平臺上，任何人可以提出他們想要政府公開什么樣的數(shù)據(jù)，任何人可以接受挑戰(zhàn)開發(fā)應(yīng)用，即使是僅僅把數(shù)據(jù)可視化也是有價值的。

實行開放數(shù)據(jù)對于政府來說不是完全免費的，也不是一蹴而就的，它需要一個循序漸進的過程，甚至需要克服很多障礙，包括制度和文化上的抵制。英國政府為了把其“發(fā)展計劃（Growth Agenda）”項目執(zhí)行成功，啟動了一系列的動作，包括設(shè)立開放數(shù)據(jù)研究院、數(shù)據(jù)戰(zhàn)略部、公眾數(shù)據(jù)中央小組，以及相應(yīng)的資金支持。這些措施給公司和個人開發(fā)創(chuàng)新的產(chǎn)品和服務(wù)創(chuàng)造了機會，培育了土壤，使得社會更加繁榮有活力。

對開放數(shù)據(jù)進行的投資，其反饋給社會和政府的利益和影響是全面而深刻的，不光是經(jīng)濟層面，包括教育和文化。把開放數(shù)據(jù)視為鼓勵創(chuàng)新、激發(fā)行動、確保長期的和諧的催化劑，是毫不夸張的[10-12]。

3 實現(xiàn)交通2.0的現(xiàn)有技術(shù)

根據(jù)交通2.0的概念，本文實現(xiàn)了交通2.0平臺，下面介紹平臺使用的工具和技術(shù)。

3.1 大數(shù)據(jù)工具

典型的大數(shù)據(jù)包括傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)、設(shè)備及傳感器數(shù)據(jù)和社交媒體數(shù)據(jù)，以3V：海量、快速、多樣（Volume、Velocity、Variety）為特征[13]。也有不少提法加上第4個V，價值（Value）或者不確定性（Veracity）。

大數(shù)據(jù)平臺需要處理來自于多個交通應(yīng)用的實時數(shù)據(jù)流，包括大量移動的GPS設(shè)備、固定的道路傳感器，以及其他數(shù)據(jù)流，比如天氣和社交媒體內(nèi)容。然后分析、融合并提供交通狀況的地圖展示、實時堵塞檢測、行程所需時間更新、以及多個交通模式的對比等等。

大數(shù)據(jù)的獲得對于政府和公司都是一個挑戰(zhàn)。只有25%的機構(gòu)表示有能力從非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)中獲得有用的信息和價值[14]。對于絕大多數(shù)機構(gòu)和公司來說，要對不能存儲于傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)（比如純文本、各種傳感器數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、音視頻、圖片、流媒體）進行提取、轉(zhuǎn)換和加載（ETL）并分析，是一個全新的課題。

雖然傳統(tǒng)的預(yù)測分析和數(shù)據(jù)挖掘工具能執(zhí)行大數(shù)據(jù)所需要的部分分析功能，但它們不能處理非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)源，并且傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心不能滿足大數(shù)據(jù)所需的高處理能力。因此，一系列新技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟以應(yīng)付新挑戰(zhàn)，比如NoSQL數(shù)據(jù)庫、Hadoop和MapReduce形成了一個能處理集群系統(tǒng)的超大數(shù)據(jù)集的開源軟件框架。另外，一些針對大數(shù)據(jù)的工具也逐漸產(chǎn)生，比如Dremel、PowerDrill、Drill和Druid等工具，具備每秒掃描幾百億條記錄的能力，能在1.4 s中查詢6 TB的存儲數(shù)據(jù)。

3.2 云計算工具

Hadoop是業(yè)界提到最多的云計算解決方案之一，已經(jīng)成為使用NoSQL處理大數(shù)據(jù)的首要選擇。Hadoop是一個把計算的需求分配到很多普通服務(wù)器上的系統(tǒng)，其工具蜂窩（Hive）使得傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫查詢分析操作能在Hadoop平臺上進行。Hadoop能處理各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，比如服務(wù)器日志、音視頻、e-mail、傳感器數(shù)據(jù)、可擴展標(biāo)記語言（XML）數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都無法放入傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表。在成本方面，使用Hadoop不貴，因為軟件是開源的，也可以使用比如亞馬遜的AWS云服務(wù)。

但是Hadoop也不是靈丹妙藥，一些公司[15]發(fā)現(xiàn)Hadoop有其內(nèi)在的復(fù)雜性以及因為開源帶來的麻煩。要運行一個生產(chǎn)環(huán)境的Hadoop，需要整合一系列相互獨立的Apache項目（比如Flume、Sqoop、Oozie、Pig、Hive、ZooKeeper），而這些項目之間有相互競爭而沖突的功能，每個項目都進展很快，各自發(fā)布更新，導(dǎo)致不同的版本沖突。這個整合過程相當(dāng)困難，并且很耗資源。

正因為如此，市場上產(chǎn)生了把這些部分集成好的Hadoop方案包，以及其他的非Hadoop的大數(shù)據(jù)解決方案。比如NoSQL提供商Splunk實現(xiàn)了日志數(shù)據(jù)的搜索技術(shù)，盡管不是免費的。一些公司發(fā)現(xiàn)Splunk比Hadoop好用多了，其總擁有成本比Hadoop低很多。另外，處理大量XML數(shù)據(jù)，MarkLogic要勝出Hadoop。

3.3 智能手機、車載終端及其他

一般的智能手機有麥克風(fēng)、相機、運動感應(yīng)器、距離感應(yīng)器、定位（GPS或北斗）、或者還有指南針等等。iOS和Android系統(tǒng)提供了讓公眾開發(fā)手機應(yīng)用的平臺，并能讓民眾輕松地從各種應(yīng)用收集和分享大量數(shù)據(jù)。汽車制造商也在積極地開發(fā)車載終端的遠程診斷和信息娛樂服務(wù)功能。寬帶、高速移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、開源軟件框架等等的發(fā)展也無不有利于交通2.0生態(tài)系統(tǒng)的形成。

4 初步工程實踐結(jié)果

圖3展示了我們在智慧交通項目中納入交通2.0元素的初步結(jié)果。在這個項目中，我們開發(fā)了iPhone和Android手機應(yīng)用，使用戶能夠分享事故現(xiàn)場的照片和視頻，或者是導(dǎo)致危險的路坑、相互矛盾的交通燈等情況。這些文字、照片、音視頻、坐標(biāo)和運動感應(yīng)器數(shù)據(jù)將在Hadoop云計算平臺大數(shù)據(jù)處理中心進行分析，以提取和聚集集體智慧，形成更全面的智慧交通解決方案。交通2.0的另一個維度“開放數(shù)據(jù)”，將在下一階段進行實施，以提供一個讓政府部門、交通服務(wù)提供商和其他機構(gòu)有信心放上數(shù)據(jù)，讓公眾充分討論交流想法、提出需求、開發(fā)新應(yīng)用的平臺。endprint

5 結(jié)束語

本文定義了“交通2.0”概念，交通2.0包含兩個維度：眾籌數(shù)據(jù)和開放數(shù)據(jù)。其核心是把公眾納入到智慧交通生態(tài)鏈，并引導(dǎo)公眾貢獻數(shù)據(jù)和開發(fā)新應(yīng)用。我們期望智慧交通工業(yè)界、研究院所、咨詢機構(gòu)和政府機構(gòu)都認識到通過開放數(shù)據(jù)來激發(fā)創(chuàng)新、通過眾籌數(shù)據(jù)來收集集體智慧的價值和必要性。只有通過這兩個途徑，公眾參與到交通以及城市的建設(shè)中，甚至參與到城市未來的規(guī)劃決策過程中，才能真正實現(xiàn)“智慧”政府和城市。通過實現(xiàn)交通2.0，交通企業(yè)及機構(gòu)，尤其是政府交通管理部門，得到的將是長期的可持續(xù)性的收益。通過提供開放原始數(shù)據(jù)給公眾開發(fā)創(chuàng)新的應(yīng)用、產(chǎn)品和服務(wù)的交通2.0平臺，才能真正給城市和交通提供自我完善的能力，真正達到“智慧”的層次和境界。

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