基于大數(shù)據(jù)的智慧公交出行云平臺

秦笠臏　黃純峰　丁鈺

摘 要：當(dāng)前，傳統(tǒng)的城市公交系統(tǒng)存在候車時間長，服務(wù)水平低，管理水平落后等各種問題，乘客整體滿意度低。為了解決這些問題，本公司基于大數(shù)據(jù)及云計算技術(shù)，設(shè)計了一套智慧公交出行云平臺框架。該平臺通過對公交車輛海量即時信息和大量用戶應(yīng)用信息進(jìn)行收集、存儲，構(gòu)建算法模型，為城市公共交通智能化提供大數(shù)據(jù)建模分析平臺，并集信息采集、智能調(diào)度、信息發(fā)布等多種功能于一體。該平臺的實際運(yùn)營，將大大提高公交系統(tǒng)運(yùn)營效率，給乘客更好的公交出行體驗。本文將對該平臺的設(shè)計思路和各項功能進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；智慧公交；云計算；移動互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.引言

隨著智慧城市概念的提出，城市公共設(shè)施建設(shè)和城市信息化建設(shè)的投入力度越來越大，而城市的智慧公交平臺，是智慧城市不可或缺的重要組成部分。目前，傳統(tǒng)的城市公交系統(tǒng)存在著候車時間長，服務(wù)水平低及管理水平落后等各種問題。以我們所處的貴陽市為例，截至2013年，貴陽市機(jī)動車保有量為97萬輛，且50%以上集中在老城區(qū)，道路擁堵日益突出，公交運(yùn)營速度持續(xù)下降。公交分?jǐn)偮什蛔?0%，老城區(qū)公交正點率為43%，遠(yuǎn)低于80%的國標(biāo)值。為了解決貴陽公交所面臨的等車難，乘車難，行車難等問題，本公司設(shè)計了一套基于大數(shù)據(jù)的智慧公交出行云平臺。該平臺通過對公交車輛海量即時信息和大量用戶應(yīng)用信息進(jìn)行收集、存儲，構(gòu)建算法模型，為城市公共交通智能化提供大數(shù)據(jù)建模分析平臺，并集信息采集、智能調(diào)度、信息發(fā)布等多種功能于一體。該平臺的運(yùn)營，可以很大程度地改善交通需求的傳統(tǒng)特性、優(yōu)化公交調(diào)度手段、提高公交運(yùn)營效率、增加公交城市交通分?jǐn)偮屎臀?，使乘客對公交系統(tǒng)的滿意度和接受度大大提高。

1.智慧公交出行云平臺總體設(shè)計思路

本智慧公交出行云平臺將形成“海量數(shù)據(jù)采集+智慧調(diào)度管理+市民智能感知”的立體互動公交體系。通過利用現(xiàn)代信息化手段，平臺將對公交車輛海量即時信息和用戶大量應(yīng)用信息進(jìn)行采集，再通過建模分析，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和挖掘，從而對公交運(yùn)營進(jìn)行智慧決策和調(diào)動，優(yōu)化線路規(guī)劃，整合公交車輛資源，實現(xiàn)公交快速反應(yīng)。同時，通過手機(jī)APP端的使用，客戶可以隨時查詢到車輛動態(tài)和各種基礎(chǔ)信息，從而實時感知公交車到站的時間、距離等信息。

在本平臺設(shè)計與實現(xiàn)過程中，主要將運(yùn)用到三方面的技術(shù)：大數(shù)據(jù)、云計算及移動互聯(lián)網(wǎng)，下面將對平臺中這三方面技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

（1）該平臺的運(yùn)行過程中，將實時地不斷對公交車輛海量即時信息和用戶大量應(yīng)用信息

進(jìn)行收集和處理，如使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲和分析工具，在如此海量數(shù)據(jù)的收集處理過程中將遇到極大挑戰(zhàn)。因此，本平臺的核心模塊將基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過使用HADOOP的分布式存儲架構(gòu)和SPARK的分布式計算模型，本平臺面臨的海量數(shù)據(jù)存儲及處理問題將得到完美解決。

（2）該平臺將構(gòu)建公交服務(wù)信息云計算處理子平臺，通過分布式計算、軟硬件集群、負(fù)載均衡、虛擬化、備份冗余等計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建系統(tǒng)運(yùn)行的云計算處理子平臺，該云計算處理子平臺將在海量數(shù)據(jù)的分布式存儲及分析計算過程中，起到關(guān)鍵性作用。

（3）用戶安裝本平臺所提供的智慧公交手機(jī)APP后，將可以使用到各種移動平臺應(yīng)用服務(wù)。該APP將采用目前主流移動互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的技術(shù)和模式，初期提供Android版本，后期將同時提供iOS版本。

本智慧公交出行云平臺主要由兩個部分組成，智慧公交管理平臺和智慧公交手機(jī)APP端。管理平臺提供公交線路分析、客流分析、客戶意見分析、系統(tǒng)管理、信息推送等功能。手機(jī)APP主要為用戶提供公交站點查詢、公交到站信息查詢、查詢線路信息、意見反饋、消息推送等功能。本文將在后面的章節(jié)對于這兩個組成部分的具體功能進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

2.智慧公交管理平臺

該智慧公交管理平臺主要包括6個功能模塊：公交站點管理、公交線路管理、公交GPS數(shù)據(jù)管理、信息推送、報表統(tǒng)計分析、系統(tǒng)管理。

（1）公交站點管理。該功能支持對公交站點信息進(jìn)行查詢、增加、編輯、刪除等，目前公交站點信息包括站點名稱，經(jīng)度，緯度等，該信息支持字段擴(kuò)展。

（2）公交線路管理。該功能支持對公交線路信息進(jìn)行查詢、增加、編輯、刪除等，目前公交線路信息包括公交線路號、票價、首班車、末班車、班次間隔等，該信息支持字段擴(kuò)展。同時該功能支持為公交線路和公交站點建立聯(lián)系，例如：設(shè)置一條公交線路經(jīng)過了哪些站點。

（3）公交GPS數(shù)據(jù)管理。該功能將對海量GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)，為APP端的查詢與展現(xiàn)提供數(shù)據(jù)來源。

（4）信息推送。通過使用該功能，管理平臺可以將重要的通知和消息推送給APP端。

（5）報表統(tǒng)計分析。該功能是智慧公交管理平臺的核心功能。其中包括以下幾個方面的分析：

①公交運(yùn)力分析

通過使用該功能，可以分別查看市內(nèi)各條公交線路的運(yùn)行情況，市內(nèi)道路擁堵情況，市內(nèi)公交線路的故障率及故障頻發(fā)路段、時間段。

②客流分析

根據(jù)運(yùn)行公交上傳的GPS信息中的乘車人數(shù)，分析哪個時間段乘客對公交的需求最大、哪個站點的客戶流量最大等。

③乘客意見分析

對用戶反饋的意見進(jìn)行匯總分析，并采取相應(yīng)的措施。

④用戶注冊分析

對用戶的注冊數(shù)量，用戶活躍度等進(jìn)行分析。

（6）系統(tǒng)管理

該功能包括對智慧交通管理平臺的各項系統(tǒng)參數(shù)管理、菜單管理、角色管理和用戶管理。

3.智慧公交手機(jī)APP

該智慧公交手機(jī)APP主要包括3個功能模塊：公交線路查詢、公交站點查詢、接收管理平臺推送的信息。

（1）公交線路查詢

用戶輸入公交線路號進(jìn)行查詢后，該APP界面將顯示相應(yīng)的公交線路信息，包含公交線路的營運(yùn)時間，票價和站點等。用戶還可以通過地圖功能，在地圖上查看各個站點的位置。如圖1所示。

（2）公交站點查詢

用戶輸入公交站點名稱進(jìn)行查詢后，該APP界面將顯示所有經(jīng)過該站點的公交線路信息，以及每一條公交線路的車輛距離該站的大致時間（以分鐘為單位）。

（3）接收管理平臺推送的信息

該APP接收到管理平臺推送的信息后，將把其作為一條通知顯示在系統(tǒng)通知欄，點擊該通知即可以看到信息的詳細(xì)內(nèi)容，例如：由于某地點封閉施工，公交線路將繞行等。通過使用該功能，用戶能夠及時獲取到智慧公交管理平臺發(fā)送的重要信息和通知。

結(jié)語

本平臺應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，對公交車輛海量即時信息和用戶大量應(yīng)用信息進(jìn)行收集、處理、分析，用定量化分析代替管理者經(jīng)驗對公交進(jìn)行實時管理和調(diào)度，具有以下優(yōu)勢：

（1）可提高整個公交系統(tǒng)的可靠性、高效性。

（2）合理動態(tài)調(diào)整公交運(yùn)力，規(guī)劃公交行車路線，保障公交運(yùn)營順暢。

（3）乘客可以方便地查詢實時公交信息，優(yōu)化出行線路，減少候車和換乘時間成本。

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