大數(shù)據(jù)思維緩解城市交通擁堵理論分析

魯曉燕

[提要] 城市交通擁擠已成為城市發(fā)展的瓶頸，為解決交通擁堵問題，必須根據(jù)城市交通發(fā)展現(xiàn)狀，使用科學(xué)方法，結(jié)合中國城市建設(shè)和發(fā)展?fàn)顩r，依據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)和方法，用大數(shù)據(jù)思維，在都市交通設(shè)計、都市交通信息服務(wù)和城市交通擁擠收費等方面綜合管理，以緩解交通擁堵和管理城市交通問題。這是智能城市研究中的重要問題，也是交通規(guī)劃領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；城市交通；交通擁堵；緩解措施

中圖分類號：U49 文獻標(biāo)識碼：A

收錄日期：2017年5月10日

一、城市交通現(xiàn)狀

城市交通是城市生活的主要命脈，是城市文明進步的標(biāo)志，對城市經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化的加快，人民生活水平的不斷提高，城市交通需求的快速增長，中國已經(jīng)進入了汽車時代。

經(jīng)過大規(guī)模數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析：到2015年6月底，機動車保有量已達2.71億輛，其中汽車達1.63億輛，擁有20%以上的汽車的年增長率。全國機動車司機有3.10億人，其中司機2.60億人，全國有38個城市超過100萬輛以上的汽車數(shù)量，包括北京、成都、深圳在內(nèi)的城市已經(jīng)超過200萬輛，現(xiàn)在的北京市以其561萬輛的汽車擁有數(shù)遠遠超過其他城市。

城市交通空間資源有限、交通堵塞在大型和中型的城市已經(jīng)成為了城市發(fā)展最大的問題，城市的混亂問題越來越嚴重，擁堵現(xiàn)狀的不樂觀，已成為常態(tài)化趨勢。

二、大數(shù)據(jù)原理

筆者通過多年的大數(shù)據(jù)管理經(jīng)驗構(gòu)建了新的智能運輸系統(tǒng)架構(gòu)，從三個方面分別解析了智慧交通與大數(shù)據(jù)的關(guān)系構(gòu)建。從系統(tǒng)架構(gòu)來講，分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)可視化四個層次，分別對應(yīng)了智慧交通業(yè)務(wù)中的原始視頻庫，基礎(chǔ)信息庫與警情/案事件庫，而從數(shù)據(jù)發(fā)展的維度，則對應(yīng)了數(shù)據(jù)向知識遞進的知識管理理論基礎(chǔ)。

（一）數(shù)據(jù)采集層：海量與多種類數(shù)據(jù)采集。智慧交通系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集層，采集的非結(jié)構(gòu)化的視頻和圖片數(shù)據(jù)，以及經(jīng)過前置智能算法處理后輸出的結(jié)構(gòu)化過車信息數(shù)據(jù)。除此之外，還有大量的其他感知數(shù)據(jù)的接入，比如RFID射頻數(shù)據(jù)、浮動車數(shù)據(jù)、GPS定位數(shù)據(jù)以及其他諸如單兵、浮點等設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)。

（二）數(shù)據(jù)倉庫層：海量和多種類數(shù)據(jù)存儲。所有來自于數(shù)據(jù)采集層的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)倉庫中進行存儲。在這里根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同進行了不同的存儲。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)中，非結(jié)構(gòu)化的原始視頻和圖片數(shù)據(jù)則存儲在CDS云存儲方案的存儲介質(zhì)中。

（三）數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)層：海量數(shù)據(jù)的快速計算。在大數(shù)據(jù)的思想下，我們不追求個體數(shù)據(jù)的精確性，而是在海量數(shù)據(jù)中挖掘出規(guī)律性本質(zhì)。在這里，所有的基于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的檢索與數(shù)據(jù)挖掘計算的服務(wù)得以實現(xiàn)。同時，為實現(xiàn)更多的智能化業(yè)務(wù)，在數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)層，也提供基于流式數(shù)據(jù)處理的視頻智能分析服務(wù)。

（四）數(shù)據(jù)可視化：數(shù)據(jù)計算的可視化呈現(xiàn)?；跀?shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)的計算結(jié)果，在數(shù)據(jù)可視化層進行呈現(xiàn)。例如，指揮中心的大屏顯示，或者是基于電子地圖的實時軌跡顯示等。而貫穿整個系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)則是IP全交換技術(shù)。擺脫了傳統(tǒng)流媒體轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)，IP全交換技術(shù)可以大幅提高數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中交互的效率。

三、城市交通擁堵呈現(xiàn)的顯著特征

通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析看出，城市交通擁堵呈現(xiàn)三個發(fā)展趨勢：一是交通擁堵范圍越來越大，擁堵程度不斷嚴重；二是高峰時間客流量越來越大，行駛速度越來越慢，擁堵時間越來越長；三是中心城區(qū)擁堵最嚴重。另外，城市交通擁堵具有四個主要的典型特征：一是交通擁堵發(fā)展具有階段性；二是交通擁堵呈現(xiàn)常態(tài)化；三是通勤時間具有潮汐性；四是交通出行呈現(xiàn)無序化。交通大數(shù)據(jù)分析顯示，北京是中國最擁堵的城市，其次為杭州、廣州、濟南、大連、哈爾濱、深圳、上海、重慶、成都。

四、基于移動大數(shù)據(jù)的城市交通擁堵對策研究

城市交通擁堵問題的解決，是黨中央委員會按照創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的理念明確實施的。就要提高城市居住性，優(yōu)化城市發(fā)展規(guī)模、空間布局，強化城市基礎(chǔ)建設(shè)，改革和制定城市規(guī)劃管理體制。為了改革城市管理系統(tǒng)，各部門責(zé)任的分工明確且合理化、城市管理水平提高就要求落實責(zé)任主體。

通過移動通信來研究重要數(shù)據(jù)，與大數(shù)據(jù)結(jié)合，綜合運用技術(shù)和經(jīng)濟管理的知識，在城市的綜合交通擁堵治理上制定詳細的對策，確立城市交通工具的結(jié)構(gòu)，改善城市交通管理、大力發(fā)展公共交通，提供了綜合的交通信息服務(wù)來更好地進行城市交通管理，緩解交通擁堵。

（一）做好城市交通以及智能交通系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。（1）根據(jù)移動數(shù)據(jù)分析，承認公共交通運輸是最高效率的交通模式，為了發(fā)展地鐵和高速運輸系統(tǒng)、合理分配城市道路資源、改善交通環(huán)境、建立完善的交通信息系統(tǒng)，是改善城市交通運行狀態(tài)的唯一方法，地鐵和巴士的智能化管理、運行，這樣才能提高信息服務(wù)管理的效率和水平；（2）智能道路交通系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)是改善道路合理設(shè)計和城市功能的適當(dāng)配置的重要依據(jù)。科學(xué)有計劃地加強公共設(shè)施的空間布局，如學(xué)校、醫(yī)院、購物中心、停車場、批發(fā)市場等重要的地域。

（二）做好城市交通的綜合管理。（1）利用移動大數(shù)據(jù)技術(shù)推動城市交通管理精細化、人本化的實施。通過科學(xué)、合理地分析交通擁堵的原因、通過交通技術(shù)預(yù)測擁堵路段，及時主動誘導(dǎo)路徑選擇、進行科學(xué)有效的交通管理，實現(xiàn)高質(zhì)量交通出行。（2）堅持綠色出行、節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念。由于城市人多地少、交通需求不斷擴大、關(guān)鍵節(jié)點承載能力過高；城市交通的發(fā)展既要滿足人們出行需求，又要始終堅持綠色出行、節(jié)能環(huán)保等理念。因此，交通資源應(yīng)該多向綠色方面發(fā)展，堅持公共交通方式優(yōu)先，通過設(shè)置潮汐專用車道，來保障非機動車、步行的空間需求等。（3）為了限制交通車輛的數(shù)量而采取了恰當(dāng)?shù)拇胧４髷?shù)據(jù)統(tǒng)計分析，北京市單雙號的限制出行的實施，早高峰平均車速提升了20%，高峰時間平均交通指數(shù)為5.5（輕度擁堵），污染物的排放削減率可達20%～40%。緩解城市的人口，基本實現(xiàn)了實現(xiàn)城市環(huán)境的改善和維持城市的可持續(xù)開發(fā)。

（三）提供交通出行綜合信息服務(wù)。（1）通過移動大數(shù)據(jù)與交通監(jiān)測、運行數(shù)據(jù)等交通數(shù)據(jù)的整合，城市道路網(wǎng)運行監(jiān)測與出行信息服務(wù)平臺的建立，將其應(yīng)用于城市道路網(wǎng)運行路況監(jiān)測及重點設(shè)施、場所交通運行狀況及異常預(yù)警等，并向出行者提供及時、準確、周到的信息服務(wù)，以此來提高出行效率；（2）通過各種各樣的信息手段如交通廣播、電視、網(wǎng)站、移動終端、車載導(dǎo)航、短信、微信、可變信息板等來發(fā)布交通信息，為出行者在出行前、出行中提供及時、準確的道路運行情況，預(yù)測預(yù)警擁堵路段和時間，達到高質(zhì)量的出行、緩解交通擁堵的目的。

（四）試行城市中心城區(qū)交通擁堵收費政策。（1）通過大數(shù)據(jù)分析，采取的措施不能有效地緩解交通擁堵，在不得已的情況下，采取擁擠收費，擁堵收費是緩解城市交通擁堵最有效的管理措施。為緩解大中城市市中心的交通擁堵，采取經(jīng)濟手段即收取交通擁堵費也是一個重要的有效措施。交通擁堵費是指在城市部分中心區(qū)域、重點交通路段、限制時間的通行等，通過運用交通信息手段對出行者收取一定的擁堵費用，其本質(zhì)是用經(jīng)濟手段來緩解交通擁堵，加強交通需求管理，合理調(diào)節(jié)出行者的交通出行成本，引導(dǎo)市民減少私家車使用頻率，多使用公共交通，使道路上的交通流重新分布，使路網(wǎng)流量趨于均衡，實現(xiàn)交通擁堵的緩解；目的是利用經(jīng)濟手段來限制城市高峰期的車流密度，達到緩解城市交通擁擠的發(fā)生，提高整個城市交通的運營效率。（2）擁擠收費、車輛識別系統(tǒng)、計費方式、充電技術(shù)要求，混亂的收費系統(tǒng)、監(jiān)督檢驗、違法處理方法的制定是以大數(shù)據(jù)為支撐的。根據(jù)大數(shù)據(jù)制定的交通擁擠費用后，每天進入城市中心的車輛數(shù)下降了20%～30%，車輛的速度比以前增加25%，50%～60%的市民轉(zhuǎn)向公共交通。在征收擁堵費用的市中心，經(jīng)檢測，汽車尾氣排放量直接降低10%左右。同時可將交通擁堵費所得投入到改善公共交通設(shè)施建設(shè)中，使得社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益得到良性改善。

主要參考文獻：

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