淺談大數(shù)據(jù)背景下的智能交通系統(tǒng)應(yīng)用與平臺構(gòu)建

◆黃靜

（深圳市綜合交通設(shè)計研究院有限公司 廣東 518000）

改革開放以來，我國的經(jīng)濟改革發(fā)生了巨大的變化，大數(shù)據(jù)技術(shù)為我國現(xiàn)代化建設(shè)作出了巨大貢獻。傳統(tǒng)的交通運輸管理模式已經(jīng)難以適應(yīng)于現(xiàn)代化行業(yè)的發(fā)展，與現(xiàn)代的運輸需求也不相符合，尤其是交通擁堵問題愈加嚴重。因此運用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以將各地區(qū)的數(shù)據(jù)進行采集，并且通過分析和處理，能有效地改善交通壓力，并給智能交通的發(fā)展帶來了新的機遇。

1 大數(shù)據(jù)時代的概述

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，形成了大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)被稱為“海量資料庫”，它屬于信息技術(shù)范疇內(nèi)。大數(shù)據(jù)中的信息收集和處理技術(shù)有了更卓越的發(fā)展，大數(shù)據(jù)是獲取信息的主要渠道，與人們的生活、工作都息息相關(guān)。通過大數(shù)據(jù)豐富、多元的特點給人們的生活帶來了翻天覆地的變化。大數(shù)據(jù)是由數(shù)量巨大、不同類型的數(shù)據(jù)集合而成，在云計算數(shù)據(jù)處理能力的基礎(chǔ)之上，進行數(shù)據(jù)整合分享，交叉運用所形成的智力資源。

大數(shù)據(jù)是在云計算之后的一次顛覆性技術(shù)革命，大數(shù)據(jù)給傳統(tǒng)的模式帶來了巨大的挑戰(zhàn)，運用大數(shù)據(jù)分析可以充分判斷出用戶的需要。大數(shù)據(jù)的特點不僅海量且具有多樣化，任何形式的數(shù)據(jù)都可以產(chǎn)生作用，例如，在電商領(lǐng)域，淘寶、京東等平臺利用大數(shù)據(jù)，通過對用戶信息的分析進而為用戶推送他們所感興趣的產(chǎn)品，在一定程度上刺激了消費。另外，大數(shù)據(jù)的特點還有一個就是高速，大數(shù)據(jù)的傳輸離不開互聯(lián)網(wǎng)的支持，互聯(lián)網(wǎng)每天都向大數(shù)據(jù)提供海量的數(shù)據(jù)，并且將其及時地進行處理，即在平臺內(nèi)保存的數(shù)據(jù)經(jīng)過一段時間后會被清理，否則由于數(shù)據(jù)太多占用太多的平臺內(nèi)存，會影響到其他功能。由此可見，大數(shù)據(jù)對處理數(shù)據(jù)方面的要求非常嚴格，服務(wù)器中的數(shù)據(jù)大多要做到實時分析。大數(shù)據(jù)所提供的數(shù)據(jù)也是非常有價值的，在產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中，有價值的數(shù)據(jù)所占的比例較小。大數(shù)據(jù)最大的價值在于可以挖掘出能預(yù)測分析未來發(fā)展趨勢的數(shù)據(jù)，進而發(fā)現(xiàn)新規(guī)律和新知識，在農(nóng)業(yè)、金融、醫(yī)療領(lǐng)域都起著一定的積極作用。

2 智能交通系統(tǒng)的作用

智能交通指的是通過信息技術(shù)和通訊技術(shù)的結(jié)合，整合地面的交通信息，并建立起一個大型的交通管理系統(tǒng)，在交通信息涉及的范圍內(nèi)發(fā)揮出相應(yīng)的作用，從而可以提供實時、有效、準確的交通管理數(shù)據(jù)。智能交通是我國現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢，在我國的各大城市中應(yīng)用都具有一定的可行性。充分應(yīng)用智能交通系統(tǒng)可使交通運作效率得到明顯提升，有效防止交通安全問題的發(fā)生，而且在控制因城市交通體系而導(dǎo)致的污染方面有著一定的作用。所以，在我國社會發(fā)展的過程中要尤為重視智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用。

由于智能交通管控平臺中的違法數(shù)據(jù)和道路信息在不斷更新及增多，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫各項性能已經(jīng)滯后，針對現(xiàn)如今的龐大數(shù)據(jù)需求，其在數(shù)據(jù)保存及數(shù)據(jù)處理方面表現(xiàn)出明顯的局限性，而且難以從多角度分析智能交通的規(guī)律，使得數(shù)據(jù)間缺乏一定的聯(lián)系。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以有效地將這些交通數(shù)據(jù)進行整合處理，并且運用大數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)計智能交通數(shù)據(jù)分析平臺可以使正在行駛的車輛從交通卡口、電子警察等智能視頻采集點通過時，能夠把過往的車輛顏色、車牌號、型號的信息精準地記錄；采集設(shè)備分布在各個路口，對路口行駛的車輛是否存在闖紅燈、壓線行駛、亂停車等違規(guī)行為進行采集。智能視頻還可采集到行駛車輛的速度、車流量及車之間的距離等有效信息。另外，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)來設(shè)計智能交通數(shù)據(jù)分析平臺能夠?qū)有盘柨刂葡到y(tǒng)，并且，智能交通數(shù)據(jù)分析平臺上有監(jiān)控和管控平臺，其對過往的車輛、信息數(shù)據(jù)、違法數(shù)據(jù)等都能夠準確地提供。

3 基于大數(shù)據(jù)下智能交通數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建

3.1 整體設(shè)計

智能交通數(shù)據(jù)系統(tǒng)是較為復(fù)雜的系統(tǒng)，是由包括計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)、通信技術(shù)等多種技術(shù)結(jié)合，再通過這些技術(shù)整合數(shù)據(jù)，用在管理控制交通運輸信息中。把人、車、道路之間合理的協(xié)調(diào)組成一個緩解生態(tài)壓力、節(jié)約能源、保護安全的綜合運輸系統(tǒng)。設(shè)計智能交通數(shù)據(jù)平臺要展開多層次結(jié)構(gòu)模型實施分析，大數(shù)據(jù)的建設(shè)包含三個方面，其一，數(shù)據(jù)感知是指通過采集設(shè)備所采集的交通各方面的信息；其二，資源部分指的是交通領(lǐng)域中所管理的數(shù)據(jù)資源；其三，應(yīng)用部分指的是對這些數(shù)據(jù)及這些采集的信息進行實時調(diào)度。

鑒于此，智能交通數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)的整體設(shè)計要符合以上內(nèi)容要素。

3.2 各個模塊設(shè)計

資源部分先從智能交通數(shù)據(jù)存儲方面來看，數(shù)據(jù)存儲要用到數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，而數(shù)據(jù)分析則要用到挖掘技術(shù)來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)是依靠預(yù)設(shè)的存儲模式，對智能交通數(shù)據(jù)平臺中的數(shù)據(jù)實施提取、處理、應(yīng)用。此外，利用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，將數(shù)據(jù)模型放入數(shù)據(jù)庫中，從中來設(shè)計智能交通數(shù)據(jù)平臺中數(shù)據(jù)存儲和挖掘架構(gòu)。

要利用面向服務(wù)架構(gòu)來設(shè)計智能交通數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)中應(yīng)用部分，這個部分有三個小版塊，第一是通過編程設(shè)計完成數(shù)據(jù)的調(diào)度，使得最終實現(xiàn)其他相應(yīng)的功能。第二是應(yīng)用流程，大數(shù)據(jù)的調(diào)度流程要靠業(yè)務(wù)編程語言工具將各種資源進行調(diào)度。第三個是特殊調(diào)度模塊，此模塊是通過面向服務(wù)架構(gòu)把自定義的調(diào)度流程轉(zhuǎn)成業(yè)務(wù)編程語言的流程設(shè)計。

數(shù)據(jù)表現(xiàn)層指的是用戶可通過各種智能設(shè)備，比如智能手機、計算機瀏覽器、平板電腦等直接參與到智能交通數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)，并可在這個系統(tǒng)中查詢?yōu)g覽所需的交通信息或交通數(shù)據(jù)等內(nèi)容。這層主要是保證系統(tǒng)與用戶之間的聯(lián)系。在外觀和框架界面的配備上要簡潔，要一目了然。

4 大數(shù)據(jù)背景下智能交通系統(tǒng)平臺存在的問題

首先，我國在智能交通系統(tǒng)平臺的相關(guān)領(lǐng)域研究比較匱乏，在大數(shù)據(jù)智能交通的有關(guān)方面未將其作為正式的產(chǎn)業(yè)進行運作，而西方發(fā)達國家把智能交通系統(tǒng)大力地發(fā)展并已實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化。我國通過的智能交通項目，在實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以后，實際利用的并不多。另外，雖然我國在此領(lǐng)域的企業(yè)有很多，但是這些企業(yè)普遍都是通過系統(tǒng)集成，缺乏一定的技術(shù)含量，創(chuàng)新持續(xù)能力不強，導(dǎo)致品牌影響力不夠強大，難以進一步擴大企業(yè)規(guī)模，模糊了未來的發(fā)展方向，行業(yè)技術(shù)新標準難以突破。

其次，有較大一部分的交通數(shù)據(jù)技術(shù)還處于起步階段，其中道路行駛感知技術(shù)時間段，相較于其他發(fā)達國家有很大的差距。所以我國的智能車載信息服務(wù)水平還處于發(fā)展中階段，有許多實用技術(shù)還需要從國外引進。

另外，目前智能交通系統(tǒng)中人、車、道路這三者未形成一個完整的管理體系去把控，對車載和路況信息資源的了解程度也有限。從環(huán)境的感知程度來講，傳感器網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境感知能力欠缺，車載信息交互管理未得到充分利用，車道之間也沒有建立互相通信的技術(shù)。另外，利用網(wǎng)絡(luò)三維式的全景導(dǎo)航技術(shù)來對車輛環(huán)境的感知，相較于發(fā)達國家基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)平臺的車載信息服務(wù)技術(shù)存在一定的差距。

5 具體應(yīng)用

5.1 交通數(shù)據(jù)的共享

智能交通數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)中的每一個功能都需要各個板塊的信息整合和共享。因此，創(chuàng)建信息共享平臺可以實現(xiàn)各個板塊的信息的融合，并且支持平臺的數(shù)據(jù)資源提取及共享。此外，完整的智能交通系統(tǒng)還包括多個板塊內(nèi)容，譬如交通信息中心、管理中心等。該系統(tǒng)符合城市化交通信息規(guī)范化的要求，能有效存儲、管理各類交通信息數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)內(nèi)容、功能、傳遞能實現(xiàn)共享，從而形成一個信息流機制，把共享的數(shù)據(jù)進行存儲和管理。由于大數(shù)據(jù)技術(shù)的積極應(yīng)用，該系統(tǒng)交通平臺的數(shù)據(jù)每天都在更新變化，可以隨時提煉精準信息，而且可以整合處理其他地區(qū)及其他領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫，歷史的數(shù)據(jù)也不會丟失，通過這樣才能保障數(shù)據(jù)庫之間的聯(lián)系，確保數(shù)據(jù)的完整性。系統(tǒng)可以根據(jù)客戶的需求提供各版塊的信息及其他服務(wù)，將客戶所需的數(shù)據(jù)輸出，通過信息共享平臺能夠查詢到相關(guān)信息及功能。除此之外，大數(shù)據(jù)平臺還可及時地統(tǒng)計道路網(wǎng)絡(luò)擁堵、事故情況等數(shù)據(jù)并輸出至用戶決策信息內(nèi)，這些信息對于用戶具有一定的查詢價值。比如，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用后，每個路口的闖紅燈次數(shù)有效減少，其中，異常數(shù)據(jù)可以通過報警規(guī)則實施提醒。相關(guān)部門針對道路智能交通設(shè)施實施排查，是否存在故障現(xiàn)象。由此可見，大數(shù)據(jù)技術(shù)的運用能精準反映出道路的實時信息，為相關(guān)人員提供有價值的依據(jù)。

5.2 分析道路網(wǎng)延遲情況

運用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對各個路口以及路段的歷史車流量進行有效的統(tǒng)計，并且可以將路網(wǎng)延遲的指數(shù)進行分析。實際通過時間與自由流通過的時間相減，得出的數(shù)值為負數(shù)，這樣設(shè)定為零，說明沒有發(fā)生延遲的情況。如果智能交通延遲的數(shù)值較大，就說明此路段交通擁堵情況嚴重，通過此辦法可以精準的測算出智能交通延遲指數(shù)。

5.3 優(yōu)化道路路口

優(yōu)化道路路口則需要全面的信息，因此，首先要收集路口的交通控制情況、路口的路況、發(fā)生事故的相關(guān)數(shù)據(jù)等板塊內(nèi)容，通過這些信息的整合來綜合基于優(yōu)化措施。通過運用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以提供許多數(shù)據(jù)的樣本，來輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其中包括時空維度。時間維度包含任何一個時間段；空間維度包括路段的交叉口、行政區(qū)劃分、道路等。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以智能分析道路的車流量，并結(jié)合以往的數(shù)據(jù)信息，通過計算各個路段、各個區(qū)域的早高峰車流量情況及確定早高峰的時間段，通過這些精準的分析可以把控局部的交通狀況，優(yōu)化整體的城市交通系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)優(yōu)化智能交通管理方案的目標。

綜上所述，把大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢用在智能交通系統(tǒng)，對車流量的數(shù)據(jù)、道路實時的路況的數(shù)據(jù)進行存儲和處理。通過運用大數(shù)據(jù)技術(shù)來構(gòu)建智能交通數(shù)據(jù)分析平臺，優(yōu)化了智能交通組織的效果，從而緩解了城市的道路擁堵情況。