基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能交通管理與應(yīng)用研究*

楊永斌, 李笑揚(yáng)

(1.重慶工商大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院 重慶 400067；2.重慶市檢測控制集成系統(tǒng)工程點(diǎn)實驗室 重慶 400067；3.重慶市第二十九中學(xué)校，重慶 400043)

0 引 言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市車輛在飛速地增加，2016年底全國汽車保有量為1.94億輛，機(jī)動車數(shù)量達(dá)2.9億輛，2016年新注冊登記的汽車達(dá) 2 752萬輛，保有量凈增2 212萬輛；機(jī)動車駕駛?cè)藬?shù)量為3.6億人，其中汽車駕駛?cè)顺^3.1億人。傳統(tǒng)的交通規(guī)劃與管制已經(jīng)不能滿足復(fù)雜的交通需求，交通擁堵已經(jīng)嚴(yán)重影響到了居民的生活質(zhì)量，加劇了環(huán)境污染，降低了城市的運(yùn)行效率。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，各行各業(yè)每天都產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)，如何科學(xué)合理地對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)用，已經(jīng)成為所有行業(yè)必須要研究的課題。“互聯(lián)網(wǎng)+交通”有了智能交通，數(shù)據(jù)的利用率越高，交通的智能化管理水平就越高。同時，由于交通數(shù)據(jù)的爆炸式增長，交通管理的難度不斷增加。毫無疑問，大數(shù)據(jù)與智能交通之間形成了非常緊密的聯(lián)系。大數(shù)據(jù)能夠連續(xù)觀測城市交通每天發(fā)生的變化，能夠準(zhǔn)確快速地挖掘、獲取大量的交通大數(shù)據(jù)，構(gòu)建有效的交通大數(shù)據(jù)處理模型，分析交通的問題所在，讓交通有秩序地運(yùn)行。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為解決交通中存在的問題帶來了新的思路和策略。大數(shù)據(jù)時代的智能交通必將會產(chǎn)生重大變革，為智能交通產(chǎn)業(yè)帶來歷史性發(fā)展良機(jī)。

1 大數(shù)據(jù)與智能交通

1.1 大數(shù)據(jù)及特征

(1) 大數(shù)據(jù)的由來。比爾·恩(數(shù)據(jù)倉庫之父)在20世紀(jì)90年代初的多次演講中提到了大數(shù)據(jù)(Big Data)但因當(dāng)時的信息技術(shù)水平不高，大數(shù)據(jù)理念未能建立并興起。IBM公司2005年出版了《無所不包的數(shù)據(jù)》一書，該書闡述了大規(guī)模收集數(shù)據(jù)將如何改變?nèi)藗兊纳罘绞郊捌髽I(yè)的業(yè)務(wù)，書中所講的“無所不包的數(shù)據(jù)”實質(zhì)就是“大數(shù)據(jù)”。美國政府在2010年1月提出了主題為“我的大數(shù)據(jù)”的一系列措施與倡議，其目的是方便美國公民更安全地獲取他們所需的個人數(shù)據(jù)；美國政府于2010年3月要求國內(nèi)各部門實施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，以實現(xiàn)從數(shù)據(jù)到知識、決策、行動的快速轉(zhuǎn)變；美國總統(tǒng)科技顧問委員會2011年1月建議在美國國家科學(xué)技術(shù)委員會成立“大數(shù)據(jù)高級指導(dǎo)小組”，要求聯(lián)邦政府加大對大數(shù)據(jù)技術(shù)的投資研發(fā)力度，并指出大數(shù)據(jù)技術(shù)存在大量重要的戰(zhàn)略意義和價值?！洞髷?shù)據(jù)：下一個創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的前沿》的研究報告由全球知名咨詢公司麥肯錫于2011年6月發(fā)布，最早指出了大數(shù)據(jù)時代的到來。奧巴馬政府于2012年3月公布了“Big Data Research and Development Initiative” 即“大數(shù)據(jù)研發(fā)計劃”。聯(lián)合國在2012年5月發(fā)表《大數(shù)據(jù)促發(fā)展：挑戰(zhàn)與機(jī)遇》的政務(wù)白皮書中，探討了如何利用大數(shù)據(jù)資源造福人類，并指出大數(shù)據(jù)對世界各國政府和聯(lián)合國都是一個歷史性的機(jī)遇。隨著這一系列事件的發(fā)生，大數(shù)據(jù)就逐漸熱了起來。

(2) 大數(shù)據(jù)概念。目前，大數(shù)據(jù)還沒有一個公認(rèn)的定義，大數(shù)據(jù)的概念很抽象，是一個不斷發(fā)展的概念。一般指以多元形式存在、從眾多來源收集到的巨量數(shù)據(jù)集，由于能夠從大數(shù)據(jù)中挖掘出有價值的信息而受到廣泛重視。狹義上講，大數(shù)據(jù)是指海量的數(shù)據(jù)超出了常規(guī)數(shù)據(jù)處理軟件的處理能力，無法利用傳統(tǒng)的軟件和方法對其內(nèi)容進(jìn)行有效地獲取、分析管理等，大數(shù)據(jù)是指處理巨量數(shù)據(jù)的各種關(guān)鍵技術(shù)及其在各領(lǐng)域的各種應(yīng)用的全新體系。廣義上講，大數(shù)據(jù)包括大數(shù)據(jù)工程、大數(shù)據(jù)科學(xué)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等與大數(shù)據(jù)有關(guān)的各個領(lǐng)域。

(3) 大數(shù)據(jù)特征。大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到每個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，并成為重要的生產(chǎn)要素。目前普遍認(rèn)為大數(shù)據(jù)具有大量(Volume)、多樣(Variety)、可變(Variability)、高速(Velocity)、準(zhǔn)確(Veracity)、價值(Value)和復(fù)雜(Complexity)等特征。

第一，大量(Volume)。數(shù)據(jù)存儲量非常巨大。數(shù)據(jù)存儲單位從TB級別躍升到了ZB級，同時對大數(shù)據(jù)的分析計算量也非常龐大。根據(jù)國際數(shù)據(jù)公司(IDC)的報告顯示，2013年全球數(shù)據(jù)總量為4.4ZB，并且每年數(shù)據(jù)增長率在40%左右，預(yù)計到2020年的時候全球的數(shù)據(jù)總量將達(dá)到40 ZB，增長近20倍，相當(dāng)于地球上所有海灘沙?？倲?shù)的57倍。

第二，多樣(Variety)。數(shù)據(jù)格式和來源多樣，數(shù)據(jù)除了25%左右的傳統(tǒng)格式化數(shù)據(jù)外(如“1、2、3、4”等傳統(tǒng)數(shù)字以及符號等)，還包括75%左右的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(如音頻、視頻、網(wǎng)絡(luò)日志等等)。隨著人類活動的進(jìn)一步擴(kuò)大、加寬，數(shù)據(jù)的來源也將更加多樣化。

第三，可變(Variability)。妨礙了處理和有效地管理數(shù)據(jù)的過程。

第四，高速(Velocity)。獲得和處理數(shù)據(jù)的速度快，數(shù)據(jù)處理遵循“1秒定律”，即能夠在1秒內(nèi)從各類型數(shù)據(jù)中快速獲得各種高價值的信息，這是大數(shù)據(jù)區(qū)分于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘最顯著的特征。隨著PC、平板、手機(jī)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、各種傳感器的普及與發(fā)展，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的途徑更加廣泛、傳播更加容易，大量的新數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)呈爆炸式飛速增長，這要求數(shù)據(jù)處理的速度也要相應(yīng)地加快，否則大數(shù)據(jù)不但不能為解決問題帶來優(yōu)勢，反而成了解決問題的沉重負(fù)擔(dān)。

第五，準(zhǔn)確性(Veracity)。數(shù)據(jù)的質(zhì)量，要求數(shù)據(jù)的處理結(jié)果要保證一定的準(zhǔn)確性。

第六，價值(Value)。大數(shù)據(jù)中隱藏著巨大價值，需要對龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析處理，從而使人們認(rèn)識客觀事物時更加關(guān)注事物的個性特征。

第七，復(fù)雜性(Complexity)。數(shù)據(jù)量巨大，來源多渠道，對數(shù)據(jù)的分析和處理的難度大。

1.2 智能交通

智能交通是一種綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)，其核心是電子信息技術(shù)，并有效集成計算機(jī)科學(xué)、通訊與傳輸、人工智能、傳感、自動控制等多種技術(shù)，在大范圍內(nèi)，全方位發(fā)揮作用，并運(yùn)用于整個地面交通運(yùn)輸與管理的服務(wù)系統(tǒng)，其突出特點(diǎn)是以信息的采集、分析處理、交換、發(fā)布、應(yīng)用為主線，為交通參與者提供多樣性的綜合服務(wù)。智能交通系統(tǒng)(ITS)是緩解交通、提升交通效率的有效手段，因而日益受到各國政府的高度重視，是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向。

1.3 交通大數(shù)據(jù)及構(gòu)成

交通大數(shù)據(jù)就是所有跟交通有關(guān)的數(shù)據(jù)信息整合到一起的數(shù)據(jù)鏈，交通行業(yè)是天然的大數(shù)據(jù)行業(yè)，隨著交通領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的推廣，每天產(chǎn)生的交通數(shù)據(jù)信息量能夠達(dá)到PB級別，并且呈幾何級別的增長。交通大數(shù)據(jù)包括靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)，其主要構(gòu)成有：公路、鐵路及城市交通管理系統(tǒng)中的信息服務(wù)平臺、道路流量檢測、道路監(jiān)控、道路收費(fèi)、車牌識別、電子監(jiān)控、路上稱重、公交運(yùn)營、長途客運(yùn)售票、地鐵售票、鐵路售票、出租車調(diào)度、停車管理、公共自行車運(yùn)營、公交一卡通統(tǒng)計等數(shù)據(jù)信息；公安交警系統(tǒng)里的交警電子眼、交通事故統(tǒng)計、天網(wǎng)工程治安卡口等數(shù)據(jù)信息；規(guī)劃部門歷年城市交通年報及城市居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)等；各類交通相關(guān)企業(yè)的運(yùn)營數(shù)據(jù)信息，如專車運(yùn)營、滴滴打車、車輛導(dǎo)航信息、郵政包裹數(shù)據(jù)、快遞包裹、港口碼頭集疏運(yùn)數(shù)據(jù)等。通過對交通大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地分析處理，可以使交通真正地智能起來。

1.4 交通大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及挑戰(zhàn)

交通大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)行業(yè)大數(shù)據(jù)相比，其主要特點(diǎn)如表1所示。

表1 交通大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)行業(yè)大數(shù)據(jù)特點(diǎn)對比Table 1 Contrast of the characteristics of transportation big data and traditional industries big data

隨著智能交通技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用的推廣和深入，智能交通大數(shù)據(jù)發(fā)展面臨一系列巨大挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。由于資金缺乏、信息化建設(shè)速度慢、缺乏統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)、缺乏各部門之間的協(xié)作機(jī)制等問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量受到很大的影響。

第二，數(shù)據(jù)儲存壓力。交通大數(shù)據(jù)最突出的特點(diǎn)是“龐大”，歷史沉淀數(shù)據(jù)極具價值，需要較長時間保存，新采集到的數(shù)據(jù)規(guī)模龐大、類型多，有結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和語音、視頻等非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，還有數(shù)據(jù)的傳輸也需要數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的強(qiáng)力支撐，但數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展速度落后于交通大數(shù)據(jù)的更新速度和應(yīng)用需求，這給交通大數(shù)據(jù)的存儲帶來巨大壓力和挑戰(zhàn)。

第三，數(shù)據(jù)共享利用。由于交通大數(shù)據(jù)分散在不同單位和政府部門等，彼此孤立，很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，就連交通部門內(nèi)部的數(shù)據(jù)共享也是困難重重。

第四，數(shù)據(jù)的分析處理。由于交通大數(shù)據(jù)數(shù)量規(guī)模龐大、價值密度很低、時效性處理要求很高等，還要根據(jù)不同應(yīng)用需求，建立不同的數(shù)據(jù)分析模型，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效深入分析，從而挖掘出有價值的數(shù)據(jù)，使交通真正智能起來，所以交通大數(shù)據(jù)的分析處理面臨前所未有的挑戰(zhàn)。

第五，數(shù)據(jù)應(yīng)用。智能交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用群體多，如普通出行者、交通規(guī)劃與管理部門、咨詢機(jī)構(gòu)等，如何開發(fā)個性化的智能交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，以滿足不同用戶群體，也是未來交通大數(shù)據(jù)發(fā)展與應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)。

2 大數(shù)據(jù)分析對智能交通的影響

大數(shù)據(jù)將掀起一輪新的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命，正深刻改變著人們的生活、思維和生產(chǎn)方式。在大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)與智能交通必然會發(fā)生各種聯(lián)系，隨著智能交通的廣泛應(yīng)用及快速發(fā)展，采集到的各類交通數(shù)據(jù)越來越多并存在巨大價值，需要進(jìn)行處理和挖掘。大數(shù)據(jù)分析將使智能交通真的可以“智能”起來，例如從家里去單位上班前，打開手機(jī)導(dǎo)航APP，就可以選擇路線短、車流量最少，交通情況良好的路線出發(fā)，這樣就能夠快速到達(dá)單位，而不再像往常一樣堵在上班途中。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的突破將推動城市交通邁向全面信息化時代，通過城市智能交通的快速發(fā)展推動大數(shù)據(jù)技術(shù)更加落地，交通大數(shù)據(jù)的集成及未來的挖掘應(yīng)用對智能交通的發(fā)展具有重要影響作用。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以更好地實現(xiàn)智能交通管理系統(tǒng)的資源合理配置和分配，提升城市交通服務(wù)能力與水平，為城市道路交通的管理者提供更多的決策和分析的支持，如需進(jìn)行道路的升級改造時，通過對智能交通設(shè)備采集的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就可做出正確的判斷。

3 大數(shù)據(jù)分析在智能交通中的應(yīng)用

智能交通發(fā)展到今天，大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到人們的日常生活，人們已經(jīng)不自覺地參與了交通大數(shù)據(jù)的收集、使用和應(yīng)用，大數(shù)據(jù)正深刻地影響著人們的生活和出行。在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)資產(chǎn)已經(jīng)成為優(yōu)化交通發(fā)展最重要的媒介，交通大數(shù)據(jù)已成為管理部門的重要資產(chǎn)，只有對海量交通數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，才能真正實現(xiàn)智能交通。在智能交通的發(fā)展與應(yīng)用過程中，大數(shù)據(jù)分析在其中的應(yīng)用很多，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 智能交通運(yùn)行與環(huán)境大數(shù)據(jù)分析，助力交通違法與環(huán)境監(jiān)測

超速、逆行、闖紅燈、不按導(dǎo)向行駛等交通違規(guī)、違法行為已經(jīng)為人們所熟知，如今通過交通運(yùn)行大數(shù)據(jù)，將助力這些交通違法行為的監(jiān)測與處理。車輛品牌及標(biāo)識、車身與車牌顏色等屬性、駕車時打接電話、不系安全帶等違法行為都能夠通過智能大數(shù)據(jù)圖形圖像分析算法準(zhǔn)確識別和檢測，從而使駕駛員的行為習(xí)慣得到有效規(guī)范，更好地阻止了違法與事故源頭，這些強(qiáng)有力的技術(shù)保障使交警能夠?qū)崿F(xiàn)非現(xiàn)場執(zhí)法。此外，通過對交通運(yùn)行中抓拍到的人臉圖片數(shù)據(jù)，結(jié)合公安系統(tǒng)中的犯罪嫌疑人及黑名單數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相應(yīng)的大數(shù)據(jù)分析檢索處理，幫助公安同志抓捕違法犯罪人員，實現(xiàn)公共安全有序發(fā)展與城市道路暢通。

智能交通大數(shù)據(jù)分析技術(shù)將有效降低車輛運(yùn)行對環(huán)境產(chǎn)生的影響。通過共享交通運(yùn)行與環(huán)境大數(shù)據(jù)，建立交通排放的監(jiān)測及預(yù)測模型，建立交通運(yùn)行與環(huán)境大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，可有效分析交通對環(huán)境的影響，從而降低交通對環(huán)境的污染程度，減少交通事故的發(fā)生等。

3.2 智能交通大數(shù)據(jù)研判分析系統(tǒng)為相關(guān)業(yè)務(wù)部門提供決策依據(jù)

大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用的最終目標(biāo)是為使用者提供高效的決策支持，而傳統(tǒng)方式對海量的交通大數(shù)據(jù)的處理只能停留在事后被動“查”、“看”，缺少事前預(yù)知預(yù)警，事中快速響應(yīng)，事后深度分析應(yīng)用。通過建立智能交通大數(shù)據(jù)研判分析系統(tǒng)，運(yùn)用車輛特征二次識別、云計算、大數(shù)據(jù)分析挖掘等技術(shù)，再通過無縫對接城市卡口系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)部分交通事件或行為特征的深度多次分析和多維度碰撞預(yù)警，比如遮擋面部、高危地區(qū)等層層過濾式的嫌疑車輛挖掘技術(shù)，預(yù)測槍擊等犯罪行為可能在何時、何地、何人之間發(fā)生等。滿足“事前預(yù)警、事中打擊、事后偵查”的不同應(yīng)用需求，為公安的情報、圖偵、治安、刑偵、指揮中心、交警等不同業(yè)務(wù)部門提供強(qiáng)有力的決策支持。同時，通過建立車輛排放環(huán)境影響仿真系統(tǒng)和低排放交通信號控制原型系統(tǒng)，對歷史交通大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與分析處理，從而為減少排放和降低交通延誤的交通信號智能化控制系統(tǒng)提供決策依據(jù)。所以利用大數(shù)據(jù)分析對交通大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、挖掘和分析，可以獲取交通運(yùn)行狀態(tài)、交通變化趨勢以及交通與經(jīng)濟(jì)社會的各種關(guān)系，從而為交通引導(dǎo)、控制、規(guī)劃以及相關(guān)政策制定等提供決策支持。

3.3 智能路況大數(shù)據(jù)分析，提高交通運(yùn)行效率與交通安全水平

交通運(yùn)行效率與交通安全水平的提高和改善涉及工程量非常大，而大數(shù)據(jù)的大體積特征能幫助解決這種困境。隨著物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和“互聯(lián)網(wǎng)+”廣泛應(yīng)用，通訊與控制、傳感、信息和計算機(jī)等各種先進(jìn)技術(shù)有效地集成并應(yīng)用于公路路況監(jiān)控系統(tǒng)，各功能系統(tǒng)將快速產(chǎn)生多樣、大量的數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，能夠準(zhǔn)確地捕獲公路路況的實時交通運(yùn)行信息，為交通管理等各種信息服務(wù)提供數(shù)據(jù)支持與分析保障。如利用傳感技術(shù)來獲取道路施工、事故、大霧、雨雪、道路結(jié)冰等信息，以此為基礎(chǔ)建立交通信息發(fā)布及服務(wù)系統(tǒng)，從而為出行者提供準(zhǔn)確的出行服務(wù)信息，以便出行者確定最佳的交通方式、交通路徑及出行時間，并可把服務(wù)信息發(fā)布到出行者移動終端上，為司機(jī)推薦行駛路線等，從而提高交通運(yùn)行效率。

酒精檢測器、駕駛員疲勞視頻檢測等車載裝置能實時檢測駕駛員的身體、行為與精神狀態(tài)是否正常，是否處于警覺狀態(tài)。同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)能快速整合路邊傳感器及探測器數(shù)據(jù)，構(gòu)建大數(shù)據(jù)安全分析模型系統(tǒng)，綜合分析車輛運(yùn)行的安全性，將能夠大大降低交通事故的發(fā)生。在應(yīng)急救援應(yīng)用上，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以其快速的反應(yīng)時間和綜合應(yīng)用能力，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，提高應(yīng)急救援能力和交通安全水平。

3.4 智能交通擁堵大數(shù)據(jù)分析，提升城市交通規(guī)劃

隨著城市車輛數(shù)量的飛速增長，城市擁堵問題日益嚴(yán)峻。通過城市交通現(xiàn)狀，調(diào)查分析各種交通流從開始發(fā)生到結(jié)束的全過程，可以獲得交通流量、流向的全面資料，從而獲得大量交通大數(shù)據(jù)，掌握城市各種交通流在時間、空間上的分布特點(diǎn)。通過交通大數(shù)據(jù)分析建設(shè)道路交通指數(shù)，獲知擁堵時間、空間和路段，通過大數(shù)據(jù)分析掌握了現(xiàn)狀，也找到了規(guī)律，并進(jìn)行預(yù)測，為城市道路、軌道交通、公交系統(tǒng)的建設(shè)提供依據(jù)，為編制城市交通規(guī)劃提供保障，提升規(guī)劃質(zhì)量。

4 智能交通大數(shù)據(jù)處理框架與技術(shù)

智能交通大數(shù)據(jù)處理流程主要有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)同步與傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析與處理和結(jié)果展現(xiàn)等，處理框架如圖1所示。

圖1 智能交通大數(shù)據(jù)處理框架Fig.1 Intelligent transportation big data processing framework

4.1 數(shù)據(jù)采集

在智能交通系統(tǒng)中，交通大數(shù)據(jù)信息是其他處理的基礎(chǔ)，對各類交通數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全方位采集是關(guān)鍵?？梢岳酶咔灞O(jiān)控、車聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動通信等技術(shù)等及各種海量數(shù)據(jù)采集工具，如Hadoop的Chukwa、Cloudera的Flume，F(xiàn)acebook的Scribe等，這些工具能滿足每秒數(shù)百兆字節(jié)的數(shù)據(jù)采集與傳輸需求。

4.2 數(shù)據(jù)同步與傳輸

采集到的交通大數(shù)據(jù)需要同步與傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲平臺。Sqoop、DataX、Aspera是三大數(shù)據(jù)同步與傳輸工具。Sqoop主要用于在Hadoop與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(如MySQL)等間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，也可將一個關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(如Oracle、MySQL等)中的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)到Hadoop的HDFS中，還可將HDFS的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。DataX能夠?qū)崿F(xiàn)各類異構(gòu)數(shù)據(jù)源間高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)同步與傳輸功能，如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(如Oracle)、HBase、ODPS、Hive、HDFS、FTP等異構(gòu)數(shù)據(jù)源間的同步與傳輸。Aspera是IBM公司的一款采用新一代傳輸技術(shù)(faspTM)的高速傳輸軟件，不受傳輸距離、網(wǎng)絡(luò)條件、文件形態(tài)、大小等限制，并能以最高效的速度協(xié)助用戶遷移各地的數(shù)據(jù)。

4.3 數(shù)據(jù)存儲

新采集的交通大數(shù)據(jù)及其傳輸，以及有價值的歷史沉淀數(shù)據(jù)，都需要數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的支撐。交通大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)HDFS、HBAs、NoSQL數(shù)據(jù)庫及傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫等。HDFS是一種適合存儲海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分布式文件系統(tǒng)。HBase是一個面向列的分布式開源數(shù)據(jù)庫，也適合于非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲。NoSQL數(shù)據(jù)庫適合存儲海量無模式的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，NoSQL數(shù)據(jù)庫能夠極大地適應(yīng)云計算的需求。

4.4 數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)分析與處理是智能交通系統(tǒng)的核心。利用數(shù)據(jù)挖掘、可視化分析及通用數(shù)據(jù)庫等大數(shù)據(jù)分析方法，通過完整的計算框架、一定規(guī)模的計算中心及大數(shù)據(jù)分析處理工具軟件(如目前最好的6個大數(shù)據(jù)分析處理工具Hadoop、HPCC、Storm、Apache Drill、RapidMiner、Pentaho BI等)實現(xiàn)高性能的強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析和處理，把結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化龐大交通大數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析處理，產(chǎn)生有價值的信息，為各類交通主體判斷和決策服務(wù)。

4.5 結(jié)果展現(xiàn)

將數(shù)據(jù)分析與處理結(jié)果展現(xiàn)給各類交通主體。Karmasphere為用戶設(shè)計了基于自我的直觀社交界面，能夠通過現(xiàn)有的應(yīng)用程序、報道工具和數(shù)據(jù)庫和，為用戶提供自助式服務(wù)。

5 大數(shù)據(jù)時代智能交通發(fā)展趨勢

大數(shù)據(jù)時代，結(jié)合新型城鎮(zhèn)化發(fā)展、信息惠民工程實施和智慧城市建設(shè)，充分應(yīng)用智能大數(shù)據(jù)分析處理及各種相關(guān)新技術(shù)，智能交通的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

5.1 全面、完善的交通狀態(tài)感知體系

一切數(shù)據(jù)來源的前提是感知，完善的信息傳感網(wǎng)絡(luò)是智能交通的基礎(chǔ)，交通狀態(tài)的感知體系對智能交通的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義，但交通行業(yè)距離全面感知還有不少差距。因此，應(yīng)該采取積極有效的措施來不斷提高交通監(jiān)測的綜合能力，建設(shè)一個覆蓋范圍廣的數(shù)據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò)，形成一個全路網(wǎng)的智能交通狀態(tài)感知監(jiān)控體系，建設(shè)站場、公路、航道等基礎(chǔ)設(shè)施，車輛、船舶等運(yùn)載，天氣等外部環(huán)境的動態(tài)信息采集系統(tǒng)，提升信息采集利用和綜合服務(wù)水平，提升地面、航空等各類實時數(shù)據(jù)信息共享能力，為智能交通的應(yīng)用與發(fā)展提供數(shù)據(jù)保障。

5.2 加強(qiáng)數(shù)據(jù)資源的整合與共享，促進(jìn)交通數(shù)據(jù)資源標(biāo)準(zhǔn)化

大數(shù)據(jù)資源是實現(xiàn)智能交通的基礎(chǔ)和前提，因此，應(yīng)當(dāng)加大各種交通大數(shù)據(jù)的整合力度，建立完善的智能交通信息體系，形成一個智能交通大數(shù)據(jù)資源的共享平臺，保證數(shù)據(jù)在智能交通系統(tǒng)中可以順利地流通，最大限度地發(fā)揮數(shù)據(jù)資源的巨大作用，將智能交通應(yīng)用推進(jìn)到一個新的發(fā)展階段。同時，加強(qiáng)智能交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，建立一個完善的智能交通系統(tǒng)接口規(guī)范以及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化體系，是智能交通系統(tǒng)順利實現(xiàn)跨區(qū)域、跨部門互聯(lián)互通的充分保障。另外，還要做好數(shù)據(jù)的保護(hù)措施，保證數(shù)據(jù)安全性，提升數(shù)據(jù)保護(hù)和監(jiān)管能力，確保所有數(shù)據(jù)都能夠安全正常地應(yīng)用。

5.3 創(chuàng)新智能交通技術(shù)體系，促進(jìn)智能交通信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

重視企業(yè)與高等學(xué)?；蚩蒲性核g的合作，創(chuàng)新智能交通技術(shù)體系，注重校、企及科研院所的協(xié)同創(chuàng)新，強(qiáng)化企業(yè)主體地位，提升企業(yè)的技術(shù)研發(fā)、集成與應(yīng)用能力，加強(qiáng)智能交通創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟平臺建設(shè)。

智慧交通的重要任務(wù)是服務(wù)民眾，其應(yīng)用和發(fā)展理念是以人為本，應(yīng)建立市場與公益化服務(wù)相結(jié)合的智能交通信息資源應(yīng)用開發(fā)機(jī)制，創(chuàng)造新型商業(yè)模式，通過價值鏈將交通運(yùn)輸各利益相關(guān)方連接起來，加快交通信息服務(wù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，推進(jìn)新一代智能交通信息服務(wù)系統(tǒng)的建立。

5.4 創(chuàng)新智能交通大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，強(qiáng)化交通高效運(yùn)營和管理

隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在智能交通應(yīng)用也不斷深入和發(fā)展，構(gòu)建一個完備或準(zhǔn)完備網(wǎng)絡(luò)化交通信息環(huán)境就顯得尤為重要。應(yīng)采取積極有效的措施，促進(jìn)智能交通網(wǎng)絡(luò)順利地實現(xiàn)跨區(qū)域、跨模式的廣范圍出行調(diào)控，以互通互聯(lián)的智能交通大數(shù)據(jù)信息管理平臺為支撐，形成民航、鐵路、公路等相互協(xié)調(diào)的交通運(yùn)行智能體系，通過各交通部門的相互配合，實現(xiàn)協(xié)同管理，從而強(qiáng)化交通的高效運(yùn)營和管理，實現(xiàn)智能交通網(wǎng)絡(luò)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，為居民提供一個更加便捷、安全的出行環(huán)境。

6 結(jié)束語

交通的智能化是大數(shù)據(jù)時代的根本趨勢，智能交通作為通訊與傳輸、自動控制、傳感、計算機(jī)科學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等多種技術(shù)在交通領(lǐng)域集成應(yīng)用的產(chǎn)物，為大數(shù)據(jù)分析、云計算等新興技術(shù)提供廣闊的市場空間和應(yīng)用環(huán)境。大數(shù)據(jù)的智能分析技術(shù)將產(chǎn)生新一輪的數(shù)據(jù)革命，真正推動智能交通的建設(shè)與發(fā)展，大數(shù)據(jù)下的智能交通將成為解決諸多交通城市病的有力手段，未來關(guān)于交通城市病的研究，必將大數(shù)據(jù)和實踐應(yīng)用研究相結(jié)合，并導(dǎo)致各種新技術(shù)的不斷誕生，使人們出行方式和生活模式產(chǎn)生巨大變革，人們的生活將更加美好。