大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市交通擁堵治理中的應(yīng)用

高桃桃 劉建華

摘 ?要： 我國作為人口大國，城市交通問題一直處于比較緊迫的狀態(tài)，加之汽車產(chǎn)品的普及，導(dǎo)致城市交通擁堵情況愈發(fā)嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了人們出行便利與社會運(yùn)作效率，因此必須要對當(dāng)前城市交通擁堵進(jìn)行治理。但交通擁堵涉及范圍十分廣泛，其中存在的信息量龐大，同時各信息之間還有復(fù)雜的連接關(guān)系，這時人工幾乎不可能直接處理這些信息，治理工作的作用有限，這時大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而出，利用該項技術(shù)能夠幫助我們?nèi)ヌ幚沓鞘薪煌〒矶滦畔ⅲ喕煌ㄐ畔⑻幚砹鞒?，并降低相關(guān)工作難度，說明通過該項技術(shù)能夠提高治理工作能效。對此本文將分析大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市交通擁堵治理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 大數(shù)據(jù)技術(shù);城市交通擁堵治理;交通質(zhì)量

中圖分類號： TP3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.08.042

本文著錄格式：高桃桃，劉建華. 大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市交通擁堵治理中的應(yīng)用[J]. 軟件，2020，41（08）：158-160

【Abstract】： As a populous country in China， urban traffic problems have always been in a relatively urgent state， coupled with the popularization of automobile products， resulting in more and more serious urban traffic congestion， which has seriously affected peoples travel convenience and social operation efficiency. Congestion is governed. However， the scope of traffic congestion is very wide. There is a huge amount of information in it. At the same time， there are complex connections between various information. At this time， it is almost impossible for humans to directly process this information， and the role of governance is limited. At this time， big data technology should be applied. Moreover， the use of this technology can help us deal with urban traffic congestion information， simplify the traffic information processing process， and reduce the difficulty of related work， indicating that this technology can improve the energy efficiency of governance. This article will analyze the application of big data technology in urban traffic congestion management.

【Key words】： Big data technology; Urban traffic congestion management; Traffic quality

0 ?引言

大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心為“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型”，該模型與人體神經(jīng)系統(tǒng)類似，能夠根據(jù)信息分析信息特征、屬性，再將其與其他信息相互關(guān)聯(lián)，由此從本質(zhì)上來了解整個信息事件，最后針對事件本質(zhì)、結(jié)合本身目的，可以進(jìn)行預(yù)測分析或進(jìn)行決策思考。但大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)作速度遠(yuǎn)超人工，說明它在處理相關(guān)信息時的效率表現(xiàn)遠(yuǎn)超人類，可以幫助我們其處理海量信息，因此大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市交通擁堵治理中，可以在一定程度上取代人工，使治理工作更加有效、準(zhǔn)確，值得應(yīng)用。

1 ?大數(shù)據(jù)在城市交通擁堵治理中的作用

根據(jù)現(xiàn)代城市交通擁堵治理系統(tǒng)可知，交通管制部門一般會采用道路監(jiān)控設(shè)備、GPS定位技術(shù)、信號通信系統(tǒng)來了解城市交通情況，這樣可以第一時間發(fā)現(xiàn)是否出現(xiàn)了交通擁堵，并定位與擁堵路段。由此可見，在表面上現(xiàn)代城市交通擁堵治理體系已經(jīng)比較完善，但在實際應(yīng)用當(dāng)中可知，當(dāng)前治理體系至少存在兩個缺陷，即數(shù)據(jù)采集來源過多，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分散分布，數(shù)據(jù)處理難度大;治理體系以來人工，大量數(shù)據(jù)在絕大部分時候依舊需要人力進(jìn)行分析，并不能直觀得出治理方案[1]。這兩個缺陷直接導(dǎo)致城市交通擁堵治理工作實時性、效率性與準(zhǔn)確性下滑，說明工作質(zhì)量不佳。

但在大數(shù)據(jù)的GPS地理信息定位識別技術(shù)、圖像信息識別技術(shù)作用下，城市交通擁堵治理的兩個現(xiàn)存缺陷將被填補(bǔ)，同時其專家知識庫還能為擁堵治理帶來一些新的幫助，具體作用如下。圖1為大數(shù)據(jù)在城市交通擁堵中的系統(tǒng)框架。

（1）作用一

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效提高城市交通擁堵治理工作的實時性，可以作為傳統(tǒng)系統(tǒng)的上位機(jī)來接受所有監(jiān)控設(shè)備采集到的交通信息，再將這些信息集成后進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，形成交通曲線趨勢圖[2-3]。趨勢圖會實時更新，人工直接根據(jù)趨勢圖的表現(xiàn)既可知道當(dāng)前交通情況，而如果出現(xiàn)擁堵，大數(shù)據(jù)GPS地理信息定位識別技術(shù)根據(jù)GPS定位數(shù)據(jù)與擁堵路段數(shù)據(jù)的關(guān)系，直接鎖定擁堵路段，計算出該路段的車流數(shù)量，人工根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以直觀做出決策，說明治理實時性得到提升。

（2）作用二

通過大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效提高城市交通擁堵治理工作的效率性與準(zhǔn)確性。首先大數(shù)據(jù)技術(shù)對城市交通數(shù)據(jù)的處理遠(yuǎn)超人工與傳統(tǒng)技術(shù)，這一點(diǎn)就已經(jīng)提高了治理工作效率，同時大數(shù)據(jù)還具有智能邏輯，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息特征識別擁堵情況，并對此進(jìn)行定義，這時結(jié)合知識庫能夠直接進(jìn)行治理，整個過程不需要人工插手，這也能提升工作效率[4]。其次在準(zhǔn)確性上，大數(shù)據(jù)圖像信息識別技術(shù)對數(shù)據(jù)信息的分析是全面性的，如能夠根據(jù)道路監(jiān)控采集得來的圖像分析得出道路上車的數(shù)量及每一輛車的車型、運(yùn)動方向、運(yùn)行速度等，這些數(shù)據(jù)在人工或傳統(tǒng)技術(shù)中是很難短時間獲取的，還容易出現(xiàn)漏洞，說明大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠提升治理工作準(zhǔn)確性。

（3）作用三

作用一、二說明大數(shù)據(jù)技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)治理工作的缺陷，而作用三是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用下的新表現(xiàn)，即降低交通擁堵概率。在工作職能角度上，城市交通擁堵治理除了要對已經(jīng)出現(xiàn)擁堵情況的道路進(jìn)行處理意外，還要從預(yù)防角度上進(jìn)行治理，而這一點(diǎn)在以往工作中很難實現(xiàn)[5]。常規(guī)的交通管制手段面對擁堵問題已經(jīng)很難起到作用，這時通過大數(shù)據(jù)的專家知識庫中的經(jīng)驗?zāi)軌蚪o大數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供智能邏輯支撐，隨后根據(jù)數(shù)據(jù)采集、圖像采集數(shù)據(jù)，可是大數(shù)據(jù)系統(tǒng)對整個城市的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析，判斷車流可能會在哪一個路段交匯而出現(xiàn)擁堵，這時會對根據(jù)車輛方向發(fā)出廣播，引導(dǎo)車輛更變路線，避免擁堵發(fā)生。

2 ?大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市交通擁堵治理中的應(yīng)用重點(diǎn)與策略

2.1 ?應(yīng)用重點(diǎn)

根據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本運(yùn)作流程可知，要將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到城市交通擁堵治理中，就必須先做好數(shù)據(jù)采集與管理工作，這是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的兩個重點(diǎn)，下文將對兩個重點(diǎn)具體內(nèi)容進(jìn)行分析。

（1）數(shù)據(jù)采集工作

在城市交通擁堵治理中，依照大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用需求，數(shù)據(jù)采集工作應(yīng)當(dāng)盡可能完善，這是該項工作的重點(diǎn)要求。目前，完善的數(shù)據(jù)采集指標(biāo)體系尚無定論，但有明確的采集方向，即要對交通擁堵的前、中、后三個時段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：①在交通擁堵前，要利用相關(guān)設(shè)備采集到車流量變化節(jié)點(diǎn)、交通監(jiān)控數(shù)據(jù)、信號燈控制數(shù)據(jù)等信息，其中車流量變化節(jié)點(diǎn)可以用于預(yù)測分析未來可能發(fā)生交通擁堵的時間、交通監(jiān)控數(shù)據(jù)可以用來找出可能造成擁堵的原因、信號燈控制數(shù)據(jù)用戶反饋信號燈的交通控制方式，分析當(dāng)前方式是否能防止未來可能發(fā)生的交通擁堵情況，如果能則說明擁堵大概率不會發(fā)生，否則就要對控制方式進(jìn)行調(diào)整，直至控制方式能起到預(yù)防擁堵的作用位置[6];在交通擁堵中，要利用相關(guān)設(shè)備采集車輛駕駛?cè)藛T行為、變道車輛總數(shù)與頻率、違反交通法規(guī)行為數(shù)據(jù)等，其中車輛駕駛?cè)藛T行為代表了車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)，用于確認(rèn)車輛當(dāng)前狀態(tài)是否違規(guī)或是否影響了擁堵治理、變道車輛總數(shù)與頻率主要代表了擁堵過程中的車輛分布情況與運(yùn)動軌跡，可用于判斷擁堵持續(xù)時間、違反交通法規(guī)行為數(shù)據(jù)代表了所有車輛、人員的交通行為，可用于找出擁堵原因，便于針對性治理，在通過常規(guī)的交通管制疏通法進(jìn)行調(diào)度既可[7]。③在交通擁堵后，考慮到擁堵帶來的遺留影響，需要采集擁堵重點(diǎn)路段的擁堵時長、擁堵整個過程中的車流總量等，兩者都代表了城市交通需求，如果兩者表現(xiàn)比較嚴(yán)重，且反復(fù)發(fā)生，就說明城市交通基礎(chǔ)設(shè)施不滿足交通需求，需要得到改善、擴(kuò)建，由此實現(xiàn)治理。

（2）數(shù)據(jù)管理工作

在大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，其雖然具有高效處理各類交通數(shù)據(jù)的能力，但在主動性上是不可能超出人工的，即假設(shè)在交通擁堵情況中，我們沒有對大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行設(shè)置，其技術(shù)系統(tǒng)的知識庫空空如也，這時就算采集到了詳實、全面的數(shù)據(jù)，技術(shù)系統(tǒng)也無法進(jìn)行識別，因此在大數(shù)據(jù)應(yīng)用之前，我們必須做好數(shù)據(jù)管理工作，對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行定義，再對技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，由此構(gòu)建大數(shù)據(jù)運(yùn)作邏輯，這時大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用才能在擁堵治理中被充分發(fā)揮。此外值得注意的是，城市擁堵所產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)會帶來數(shù)據(jù)儲存需求，如果數(shù)據(jù)無法儲存，則大數(shù)據(jù)技術(shù)就不能獲取數(shù)據(jù)，因此在數(shù)據(jù)管理工作中，建議采用云技術(shù)來構(gòu)建一個滿足龐大數(shù)據(jù)儲存需求的數(shù)據(jù)儲存庫，再將大數(shù)據(jù)技術(shù)與該儲存庫連接，構(gòu)建完善的系統(tǒng)框架來支撐大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)作[8]。

2.2 ?應(yīng)用策略

以預(yù)防擁堵、解決擁堵為目的，在城市交通擁堵治理工作中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用策略可以分為三個步驟，分別為開放數(shù)據(jù)資源共享渠道、大數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)、構(gòu)建大數(shù)據(jù)交通引導(dǎo)信息發(fā)布平臺，下文將對各項策略的具體內(nèi)容進(jìn)行分析。圖2為城市交通擁堵治理中大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)作邏輯。

（1）開放數(shù)據(jù)資源共享渠道

根據(jù)普遍案例可知，多數(shù)城市交通擁堵所涉及的面積都非常廣泛，因此根據(jù)城市區(qū)域規(guī)劃，涉及面積范圍內(nèi)的所有交通管理部門都要啟動，共同協(xié)作來預(yù)防、治理擁堵，但事實上傳統(tǒng)城市交通擁堵治理工作中，不同城區(qū)的交通管理部門或其他相關(guān)組織（如城建施工組織，其作為導(dǎo)致交通擁堵的主體，自然處于擁堵治理范圍內(nèi)）之間的數(shù)據(jù)并沒有相互開放，導(dǎo)致在協(xié)同治理時因為數(shù)據(jù)信息不對稱、有缺損而出現(xiàn)預(yù)防不力、治理延時等問題發(fā)生，同時還可能爆發(fā)一些新的問題，說明在預(yù)防或治理城市交通擁堵時，各部門之間的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)處于開放共享狀態(tài)。這一條件下，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以連通各交通管理部門及相關(guān)組織，將所有數(shù)據(jù)列入分析隊列中，從整體視角上逐步向內(nèi)進(jìn)行分析，找出問題根本成因、判斷情況發(fā)展趨勢，給予所有部門或組織一個準(zhǔn)確的治理目標(biāo)與路徑，這樣才能讓擁堵治理工作更快、更好的落實，保障城市交通通暢[9]。

（2）大數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

在預(yù)防城市交通擁堵的治理工作中，對交通情況進(jìn)行監(jiān)控是必須開展的一項工作，而傳統(tǒng)治理工作多采用監(jiān)控設(shè)備來實現(xiàn)監(jiān)控，加之人工來進(jìn)行管理，導(dǎo)致監(jiān)控效果不佳，大部分時候交通管理者都難以從采集數(shù)據(jù)中全面了解交通情況，因此預(yù)防治理策略表現(xiàn)不佳。針對這一問題，我們可以根據(jù)大數(shù)據(jù)邏輯來設(shè)計監(jiān)控指標(biāo)，依照指標(biāo)來安置道路監(jiān)控設(shè)備，后利用內(nèi)存計算、大數(shù)據(jù)分析功能建設(shè)一個大數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，該系能對交通道路中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，獲取實時交通擁堵參數(shù)、路況動態(tài)規(guī)律等信息，并將這些信息數(shù)據(jù)化后集成，提高數(shù)據(jù)展示直觀性，最后借助大數(shù)據(jù)交通引導(dǎo)信息發(fā)布平臺，可以有效預(yù)防交通擁堵情況發(fā)生，說明監(jiān)控水平提升[10]。

（3）構(gòu)建大數(shù)據(jù)交通引導(dǎo)信息發(fā)布平臺

大數(shù)據(jù)交通引導(dǎo)信息發(fā)布平臺是大數(shù)據(jù)智能邏輯下形成的交通管制系統(tǒng)，具有智能識別、自動遠(yuǎn)程管理的作用。該平臺主要與大數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)相接，能夠通過監(jiān)測系統(tǒng)來獲取交通信息，且對所有信息進(jìn)行識別與短期預(yù)測，判斷當(dāng)前交通情況是否可能出現(xiàn)擁堵、擁堵出現(xiàn)的概率是多少，如果可能出現(xiàn)擁堵、擁堵概率較大，該平臺會根據(jù)知識庫內(nèi)的信息計算而出避免當(dāng)前擁堵形成機(jī)理的策略，隨后借助車載信息系統(tǒng)、APP等對相關(guān)車輛進(jìn)行播報，同時調(diào)整相關(guān)交通設(shè)施控制方式，引導(dǎo)車輛依照“不會發(fā)生擁堵的行進(jìn)方式”來運(yùn)作，由此起到預(yù)防擁堵的治理效果。

3 ?結(jié)語

綜上，隨著城市交通擁堵情況愈發(fā)嚴(yán)重，人們逐漸開始重視擁堵治理方法，這時傳統(tǒng)交通擁堵治理方法的缺陷就暴露出來。針對這些問題，本文以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，闡述了該項技術(shù)在城市擁堵治理中的作用、應(yīng)用重點(diǎn)及策略，可見通過該項技術(shù)能夠有效提高治理質(zhì)量、效率與便捷性等，證實該項技術(shù)具有較高的應(yīng)用價值，值得采納。

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