大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市交通擁堵治理中的運(yùn)用研究

李思宇

（北京警察學(xué)院 北京 102200）

1 引言

傳統(tǒng)的城市交通擁堵治理中常常遇到的交通問(wèn)題識(shí)別困難、數(shù)據(jù)收集限制多、調(diào)研手段落后、數(shù)據(jù)少、范圍小、觀測(cè)時(shí)段受限、動(dòng)態(tài)跟蹤不足等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，引入大數(shù)據(jù)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)這些問(wèn)題的合理解決，實(shí)現(xiàn)區(qū)域交通運(yùn)行態(tài)勢(shì)的精準(zhǔn)判斷，區(qū)域出行分布和路徑特征的把握，交叉口全時(shí)段指標(biāo)分析等。

2 數(shù)據(jù)治理與智慧交通

2.1 數(shù)據(jù)治理概念

數(shù)據(jù)技術(shù)是綜合性的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用中也誕生了大數(shù)據(jù)治理概念，大數(shù)據(jù)治理的本質(zhì)是數(shù)據(jù)的處理，其沿用的是數(shù)據(jù)處理的常規(guī)原則、過(guò)程和框架。但在數(shù)據(jù)處理體系和方法上作了改變[1]，首先其處理的數(shù)據(jù)對(duì)象擴(kuò)大，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)被囊括在內(nèi)。大數(shù)據(jù)除了數(shù)據(jù)的海量化，也對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)的快速更新、數(shù)據(jù)高效的流動(dòng)、數(shù)據(jù)種類的復(fù)雜化、數(shù)據(jù)的開(kāi)放性的需求滿足。其次，大數(shù)據(jù)治理與以往數(shù)據(jù)管理不同，其對(duì)自上而下的組織協(xié)同和技術(shù)創(chuàng)新要求較高，更關(guān)注數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全，產(chǎn)生了新的數(shù)據(jù)價(jià)值思維，以及追求數(shù)據(jù)價(jià)值的合理變現(xiàn)。

2.2 智慧交通大數(shù)據(jù)概述

智慧交通大數(shù)據(jù)建立在智能交通發(fā)展基礎(chǔ)之上，早在20世紀(jì)90年代，美國(guó)就提出了智能交通建設(shè)理念，其是智慧城市的雛形。智慧交通是在智能交通發(fā)展基礎(chǔ)上，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等，以高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通信息的匯集，做好數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)挖掘與剖析，提供實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)信息參考[2]。其也涉及到了數(shù)據(jù)模型建立、數(shù)據(jù)深挖掘等高科技數(shù)據(jù)處理技術(shù)，更追求交通網(wǎng)絡(luò)布局的科學(xué)合理，關(guān)注交通數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，交通布局的及時(shí)調(diào)整等。大數(shù)據(jù)在智慧交通建設(shè)中占核心地位，被認(rèn)為是智慧交通創(chuàng)新發(fā)展的血脈支持。智慧交通大數(shù)據(jù)有數(shù)據(jù)層、功能層、平臺(tái)層和服務(wù)層四大層。

數(shù)據(jù)層是智慧交通大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)層。擁堵情況、車輛檢修數(shù)據(jù)、車輛經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)，也包括公眾出行服務(wù)方面的數(shù)據(jù)。該層主要是數(shù)據(jù)的采集與基礎(chǔ)性的匯總分析，是智慧交通建設(shè)的基礎(chǔ)。功能層在數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)之上，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的集成或調(diào)用，功能層根據(jù)智慧交通的多元業(yè)務(wù)需求，通過(guò)建立模型、分類標(biāo)簽處理，搭建具有定制和修改屬性的各功能模塊，分別負(fù)責(zé)車輛自動(dòng)識(shí)別、智能信號(hào)控制、行為軌跡捕捉、交通事故識(shí)別、流量預(yù)測(cè)、運(yùn)維監(jiān)測(cè)等。每個(gè)功能模塊對(duì)數(shù)據(jù)輸入、處理、分析及輸出都有清晰的規(guī)定，其通過(guò)人性化的數(shù)據(jù)處理，將復(fù)雜不重要的數(shù)據(jù)自動(dòng)隱藏[3]，以更人性化的方式推出關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)，人機(jī)友好，也減少開(kāi)發(fā)成本。

平臺(tái)層是信息服務(wù)平臺(tái)，其由功能層各個(gè)功能模塊組合而成。智慧交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)主要職責(zé)是管理與決策，被認(rèn)為是智慧交通大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)的核心，具有承上啟下的作用。平臺(tái)基于智慧交通業(yè)務(wù)需求，合理的采集數(shù)據(jù)并啟動(dòng)功能模塊。支持企業(yè)針對(duì)不同用戶不同需求提供個(gè)性化的服務(wù)。服務(wù)層被認(rèn)為是智慧交通大數(shù)據(jù)的窗口層，是大數(shù)據(jù)對(duì)外提供各種類型服務(wù)的集合層。城市交通擁堵是綜合性的問(wèn)題，緩解城市交通擁堵壓力，不僅僅是維護(hù)交通秩序，也對(duì)應(yīng)新的服務(wù)、新的客戶的開(kāi)辟。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市交通擁堵治理中的作用

鑒于傳統(tǒng)交通誘導(dǎo)技術(shù)在運(yùn)交通運(yùn)行監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集上的兩大不足（信息采集不完整、儲(chǔ)存實(shí)時(shí)傳輸難度大），大數(shù)據(jù)技術(shù)通過(guò)技術(shù)的創(chuàng)新對(duì)傳統(tǒng)的交通誘導(dǎo)系統(tǒng)缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了交通運(yùn)行中全部數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)與獲取，如借助電子拍照技術(shù)以實(shí)現(xiàn)全部車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)的獲取，并指導(dǎo)建立交通模型，配合云計(jì)算技術(shù)客觀評(píng)估道路交通狀況和具體的擁擠程度。大數(shù)據(jù)技術(shù)提高交通誘導(dǎo)實(shí)效主要體現(xiàn)在兩方面。一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)使得交通誘導(dǎo)信息變更時(shí)間縮短，在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的支持下，數(shù)量、車型、運(yùn)動(dòng)方向、軌跡等信息捕捉更及時(shí)，更新速度更快。而云計(jì)算技術(shù)對(duì)應(yīng)的模擬功能，實(shí)現(xiàn)了路網(wǎng)運(yùn)行狀況的模擬評(píng)估，交通誘導(dǎo)信息更新速度快，交通誘導(dǎo)措施執(zhí)行更富成效，減少了信息滯后導(dǎo)致的信息價(jià)值降低問(wèn)題。另一方面，交通參與者在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，可以動(dòng)態(tài)全面地掌握交通具體擁堵情況，了解車流量的變化，且能夠針對(duì)不同出行時(shí)間的用戶群體推出個(gè)性化的交通誘導(dǎo)服務(wù)。服務(wù)內(nèi)容與用戶需求匹配度高，交通誘導(dǎo)服務(wù)信息價(jià)值更高。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)為交通擁堵評(píng)價(jià)提供技術(shù)支持，關(guān)于城市交通擁堵問(wèn)題的治理離不開(kāi)交通擁堵情況的有效判定與評(píng)價(jià)，而交通擁堵是動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程[4]，其受各種因素影響明顯，且涉及多個(gè)方面，如交通擁堵的影響范圍、擁堵路段、交叉口等，這些都是交通擁堵?tīng)顩r判定的參考，在以往的交通擁堵評(píng)價(jià)中，基于技術(shù)的局限，這些數(shù)據(jù)的綜合評(píng)判分析難度較大，而大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)的協(xié)同高效采集與精準(zhǔn)分析，得出的交通擁堵評(píng)價(jià)更全面、更客觀。

4 大數(shù)據(jù)技術(shù)下的城市交通擁堵治理核心機(jī)制

4.1 交通擁堵數(shù)據(jù)采集

交通擁堵大數(shù)據(jù)主要包括三部分，分別為交通擁堵發(fā)生前、發(fā)生時(shí)及發(fā)生后三個(gè)時(shí)段對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，又具體包括車流量數(shù)據(jù)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、道路行駛數(shù)據(jù)、駕駛?cè)饲闆r、數(shù)據(jù)信號(hào)燈數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)等，對(duì)這些采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中性的整合處理，深入分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀況的監(jiān)控。在城市交通擁堵發(fā)生前能提前預(yù)防。交通擁堵發(fā)生時(shí)能提供正確的疏導(dǎo)意見(jiàn)，在交通擁堵后，能總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

城市交通擁堵發(fā)生前的數(shù)據(jù)采集更側(cè)重車流量的變化節(jié)點(diǎn)、交通監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、信號(hào)燈控制數(shù)據(jù)。車流量變化可以觀測(cè)交通擁堵發(fā)生時(shí)間，交通監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能指導(dǎo)分析擁堵產(chǎn)生原因，信號(hào)燈控制數(shù)據(jù)分析其是否起到交通擁堵控制作用。城市交通擁堵發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)采集需要更快、更準(zhǔn)、更全面，涉及到駕駛?cè)笋{駛行為數(shù)據(jù)、交通違法行駛數(shù)據(jù)、改道車輛信息數(shù)據(jù)，用于排查是否存在駕駛失誤的問(wèn)題，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，指導(dǎo)駕駛?cè)税凑战煌ǚㄒ?guī)或交通擁堵疏導(dǎo)要求行駛，高效解決城市交通擁堵問(wèn)題[5]。城市交通擁堵后的數(shù)據(jù)采集重點(diǎn)是重點(diǎn)路段交通擁堵的時(shí)間、擁堵期間車流量總數(shù)、電子警察抓拍的車輛圖片數(shù)據(jù)以及擁堵發(fā)生造成的周邊影響，如環(huán)境污染等。梳理這些問(wèn)題，對(duì)城市交通擁堵情況進(jìn)行個(gè)案分析，以積累城市交通擁堵的治理經(jīng)驗(yàn)。

4.2 交通擁堵大數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)采集之后就進(jìn)入到數(shù)據(jù)管理階段，數(shù)據(jù)管理主要有三大方面。第一方面，信息資源的高效整合，主要是對(duì)采集到的交通有關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一整理與分析，而處理過(guò)的交通數(shù)據(jù)也可以在其他交通系統(tǒng)中共享顯示，實(shí)現(xiàn)交通數(shù)據(jù)價(jià)值的綜合高效利用。第二方面，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)建立信息庫(kù)。大數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的是海量的信息數(shù)據(jù)，即使是交通領(lǐng)域，其信息量也非常龐大。在獲取數(shù)據(jù)后，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分類，合理儲(chǔ)存，納入到交通數(shù)據(jù)信息庫(kù)中，以信息庫(kù)作為數(shù)據(jù)分析的有力支持，關(guān)鍵時(shí)刻可以調(diào)取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。第三方面，數(shù)據(jù)信息的互相反饋。主要涉及到交通大數(shù)據(jù)的篩選與加工，在加工后進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸反饋，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)價(jià)值的轉(zhuǎn)化。

5 大數(shù)據(jù)治理城市交通擁堵問(wèn)題的有效策略

5.1 以數(shù)據(jù)資源的開(kāi)放共享，帶來(lái)城市交通治理效率的提升

加快數(shù)據(jù)資源開(kāi)放共享具有現(xiàn)實(shí)緊迫性。以往數(shù)據(jù)采集與利用不夠系統(tǒng)，而不同領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)也是相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)，這意味著數(shù)據(jù)資源的巨大浪費(fèi)，各部門(mén)交通資源無(wú)法及時(shí)共享，信息化應(yīng)用跨系統(tǒng)下的協(xié)同工作無(wú)法落地，必須加快數(shù)據(jù)資源開(kāi)放共享，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域系統(tǒng)功能資源、結(jié)構(gòu)資源、業(yè)務(wù)資源的共享整合，以科學(xué)有效的方法實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)應(yīng)用，以達(dá)到數(shù)據(jù)資源優(yōu)化組合，高效利用的目的。

5.2 以大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)優(yōu)化建設(shè)，提升交通監(jiān)測(cè)時(shí)效

大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)關(guān)系到城市交通預(yù)警與監(jiān)測(cè)時(shí)效。以數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)交通擁堵監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資源的整合利用，配合內(nèi)存計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的融合性分析，以便獲取交通擁堵全方面的參數(shù)信息，深入進(jìn)行路況規(guī)律的探尋，指導(dǎo)做好路況預(yù)測(cè)、交通預(yù)警、監(jiān)測(cè)指導(dǎo)等。交通管理部門(mén)交通管理中更有信息參考，而政府也獲得交通規(guī)劃、建設(shè)的評(píng)價(jià)指導(dǎo)，使得城市交通布局更合理。

5.3 構(gòu)建多渠道交通誘導(dǎo)體系，提升交通信息服務(wù)能力

著眼于大數(shù)據(jù)的未來(lái)發(fā)展及其在城市交通擁堵情況中的成熟運(yùn)用，必然對(duì)應(yīng)多渠道交通擁堵出行誘導(dǎo)發(fā)布體系的建立，以實(shí)現(xiàn)城市每個(gè)道路擁堵參數(shù)的及時(shí)監(jiān)測(cè)與獲取，短時(shí)交通預(yù)測(cè)結(jié)果通過(guò)移動(dòng)終端及時(shí)發(fā)布，指導(dǎo)人們出行。渠道交通擁堵和出行誘導(dǎo)發(fā)布體系的建立，也帶動(dòng)交通服務(wù)功能的發(fā)揮。如指導(dǎo)公交班車路線的制定、電子公交站牌設(shè)立、公交線路顯示、車輛到站信息實(shí)時(shí)發(fā)布、換乘信息即時(shí)查詢等，為市民出行提供諸多便利，大大提升交通信息服務(wù)能力。

6 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的城市交通擁堵治理經(jīng)驗(yàn)與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，形成大數(shù)據(jù)交通治理協(xié)同模式技術(shù)支持下，社會(huì)主體積極參與，各數(shù)據(jù)要素優(yōu)化整合，提升城市交通擁堵治理實(shí)效。而基于大數(shù)據(jù)的交通擁堵治理中也必須關(guān)注核心影響要素的整合、多元主體協(xié)同關(guān)系的提升、各項(xiàng)協(xié)同機(jī)制的完善。