基于大數(shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)

田一方

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；交通監(jiān)管；圖像處理；編程語言

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）36-0059-03

1 緒論

1.1 研究意義

交通和大眾生活息息相關(guān)，如何做到高效無死角的交通監(jiān)控，越來越受到業(yè)界眾多學(xué)者的重視。盡管我國在這一方面頒布的交通政策已經(jīng)考慮到以上問題，但是仍然存在很多紕漏。小的方面，人們每天必須要面對(duì)的交通擁堵問題；大的方面，盡管交通政策的出臺(tái)大大規(guī)范了司機(jī)的出行，但每年交通事故的發(fā)生率和死亡率仍然很高。那么，如果可以設(shè)計(jì)出一款覆蓋功能更齊全、工作效率更高的交通監(jiān)管系統(tǒng)似乎就變得迫在眉睫了。本課題的研究意義在于幫助交通監(jiān)管系統(tǒng)完善升級(jí)，并為大數(shù)據(jù)在交通監(jiān)管系統(tǒng)中交通擁堵、視覺盲區(qū)造成的意外傷亡兩部分的應(yīng)用提供新的方向和思路。

1.2 研究現(xiàn)狀

據(jù)2020年統(tǒng)計(jì)的以“高峰擁堵延時(shí)指數(shù)”為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的擁堵排行數(shù)據(jù)顯示[1]，超過六十個(gè)城市面臨較為嚴(yán)峻的交通擁堵問題。同時(shí)，作者在報(bào)告的末尾標(biāo)注了與前幾年相比的擁堵情況漲幅趨勢。數(shù)據(jù)表明，只有少數(shù)發(fā)達(dá)城市處于降低態(tài)勢，其他大部分地區(qū)呈增長趨勢。這足以表明，交通監(jiān)管系統(tǒng)仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。只有全國范圍地整治擁堵問題，才能解決交通擁堵問題。并且據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國擁有全世界百分之三的汽車保有量，但卻占據(jù)全球交通死亡人數(shù)的百分之十六，這個(gè)數(shù)字不容小覷。目前交通監(jiān)管系統(tǒng)有待完善，大數(shù)據(jù)在交通監(jiān)管系統(tǒng)中的使用仍處于起始階段，是一個(gè)擁有極大發(fā)展前景的研究方向。同時(shí)，大數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展性給交通監(jiān)管系統(tǒng)未來的發(fā)展提供有利基礎(chǔ)?？赏ㄟ^將大數(shù)據(jù)技術(shù)與編程語言等計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)結(jié)合的方法從不同角度對(duì)交通監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化?！队?jì)算機(jī)信息技術(shù)在交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用淺析》[2]一文中就曾提到計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在智能監(jiān)管領(lǐng)域上的應(yīng)用以及在事故處理上的應(yīng)用。

1.3 研究思路和方法

本文主要研究如何使用大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)化交通監(jiān)管系統(tǒng)，來解決眾多交通監(jiān)管系統(tǒng)不足中的交通擁堵、視覺盲區(qū)造成的意外傷亡兩部分問題。本文包括對(duì)現(xiàn)有交通監(jiān)管系統(tǒng)的主要漏洞分析以及交通監(jiān)管系統(tǒng)的深入性創(chuàng)新兩個(gè)方面。本文的研究內(nèi)容分為四部分：第一部分主要分析了現(xiàn)有交通監(jiān)管系統(tǒng)中的漏洞，并將問題展開并分成交通擁堵、視覺盲區(qū)造成的意外傷亡兩部分進(jìn)行分析；第二部分主要說明了基于大數(shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)的定義，由定義衍生出基于大數(shù)據(jù)的監(jiān)管系統(tǒng)的特點(diǎn)總結(jié)，主要包括交通監(jiān)管系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的介紹；第三部分主要講述了交通監(jiān)管系統(tǒng)的深入性創(chuàng)新，并將內(nèi)容深化為通過大數(shù)據(jù)計(jì)算出擁堵大概率出現(xiàn)的路段、使用圖像識(shí)別技術(shù)將視覺盲區(qū)以圖像形式傳送給司機(jī)兩部分；第四部分主要介紹了新型交通監(jiān)管系統(tǒng)在未來社會(huì)的競爭力。通過這四點(diǎn)內(nèi)容使優(yōu)化后的交通監(jiān)管系統(tǒng)的效能最大化。

2 交通監(jiān)管系統(tǒng)中的常見漏洞

交通監(jiān)管系統(tǒng)在高效交通管理中發(fā)揮著重要作用，影響著人們的日常出行。但在人們的生活中仍存在許多影響出行安全的漏洞。交通監(jiān)管系統(tǒng)中常見的漏洞有四類：交通擁堵、視覺盲區(qū)導(dǎo)致的意外傷害、肇事逃逸、交通事故。

2.1 交通擁堵

在研究現(xiàn)狀中以及闡述了我國的交通擁堵情況，總體來看還是較為嚴(yán)重的，交通擁堵并不可怕。但是由于長時(shí)間大量車流的積壓，造成長時(shí)間的阻塞的情況是需要去解決的，我國一些地區(qū)的平均擁堵時(shí)長已達(dá)40分鐘，那么雙程就已經(jīng)達(dá)到80分鐘，每天就有至少超過1/24的時(shí)間花費(fèi)在交通擁堵上，這個(gè)數(shù)字是巨大的。然而，當(dāng)今的交通監(jiān)控系統(tǒng)并不發(fā)達(dá)，各個(gè)街道的干警不能及時(shí)趕到擁堵現(xiàn)場進(jìn)行道路疏散，也不能及時(shí)對(duì)紅綠燈放行狀況進(jìn)行更改，這些漏洞都是等待著我們?nèi)ソ鉀Q的。

2.2 視覺盲區(qū)造成的意外傷害

由于車身高度不同，不同車型有其不同的視覺盲區(qū)范圍。視覺盲區(qū)又分為引擎蓋遮擋導(dǎo)致的前盲區(qū)、從后車門開始向外側(cè)展開有大約30度的區(qū)域在反光鏡的視界以外的后盲區(qū)、只能觀察車兩側(cè)的后視鏡盲區(qū)以及擋風(fēng)玻璃兩側(cè)的A、B柱盲區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年有約一萬名兒童死于視覺盲區(qū)，因視覺盲區(qū)造成的意外傷害的案例也屢見不鮮。2013年11月20日，李某駕駛一輛重型倉柵式貨車在迎賓大道定山橋路口由南向東右拐彎時(shí)，與右側(cè)由南向北行駛的劉某駕駛的電動(dòng)車發(fā)生碰撞，導(dǎo)致劉某受傷后送至醫(yī)院搶救無效，于當(dāng)日13時(shí)死亡。這一案例向我們揭示了視覺盲區(qū)問題的可怕性。但是，以目前的交通監(jiān)管系統(tǒng)來看，并沒有解決視覺盲區(qū)問題的長遠(yuǎn)之策，這同樣也是值得我們?nèi)ソ鉀Q的漏洞。

2.3 肇事逃逸

由于交通監(jiān)管系統(tǒng)的分布范圍具有局限性，不能做到全方位無死角地監(jiān)控交通安全，所以在一些路況較差的路段發(fā)生交通事故后存在大量肇事逃逸的情況出現(xiàn)，造成了一定的財(cái)產(chǎn)和生命損失。據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)告統(tǒng)計(jì)，每年大約有3000起肇事逃逸發(fā)生。如果不進(jìn)行交通監(jiān)管系統(tǒng)優(yōu)化，將不能減少肇事逃逸事件的發(fā)生。肇事逃逸事件耽誤了傷者的最佳治療時(shí)間，造成嚴(yán)重的后果，這樣的問題也同樣應(yīng)該得到重視。由于肇事逃逸問題需要和交通政策相結(jié)合，所以本文的研究重點(diǎn)不在于此。

2.4 交通事故

交通事故的發(fā)生屢見不鮮，但解決一場交通事故往往需要耗費(fèi)較長時(shí)間，特別是在高速公路路段上，平均一起交通事故的發(fā)生將造成至少5分鐘的大面積車流擁塞?，F(xiàn)有的交通監(jiān)管系統(tǒng)不能做到及時(shí)調(diào)派就近警力進(jìn)行解決，造成了時(shí)間的損失，同時(shí)是值得被重視的問題。交通事故的處理不是一蹴而就的，針對(duì)這一問題，單單進(jìn)行一己之力的交通監(jiān)管系統(tǒng)的優(yōu)化是片面的，所以本文不再為這個(gè)問題進(jìn)行更多贅述。

3 基于大數(shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)概述

3.1 基于大數(shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)的定義

基于前人的研究，可以對(duì)基于大數(shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)做如下定義：通過大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集，在短時(shí)間內(nèi)向擁堵路段下達(dá)緩解交通擁堵措施；實(shí)行進(jìn)行高效監(jiān)察，將交通事故發(fā)生的可能性降至最低的監(jiān)管系統(tǒng)。

3.2 基于大數(shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.2.1 實(shí)時(shí)性

《基于計(jì)算機(jī)的交通監(jiān)管系統(tǒng)分析》一文中曾指出了“交通管理部門并不能對(duì)出現(xiàn)的交通問題進(jìn)行及時(shí)的交通管制和處理，這導(dǎo)致中國的交通監(jiān)管體系處于落后狀態(tài)”的觀點(diǎn)[3]。由于交通的變化之快，導(dǎo)致交通監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求很高。基于大數(shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)中利用大數(shù)據(jù)與編程語言進(jìn)行快速連接，及時(shí)響應(yīng)，并在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行結(jié)果回傳。

3.2.2 準(zhǔn)確性

《基于計(jì)算機(jī)視覺的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)研究》一文中表達(dá)了對(duì)于智能交通監(jiān)管系統(tǒng)的技術(shù)要求：智能化、準(zhǔn)確程度高[4]。向我們證明了交通監(jiān)管系統(tǒng)需要的科技水平之高，我們也就不難知曉準(zhǔn)確性對(duì)于監(jiān)管效用的重要性。交通監(jiān)管系統(tǒng)需要具體獲取交通擁堵位置等信息，并且承擔(dān)著保護(hù)交通安全的作用，所以對(duì)于準(zhǔn)確性的要求很高。使用大數(shù)據(jù)技術(shù)在傳輸中基本不會(huì)出現(xiàn)亂碼、丟失等問題，極大保證了交通監(jiān)管系統(tǒng)對(duì)于準(zhǔn)確性的需求。

4 交通監(jiān)管系統(tǒng)的深入性創(chuàng)新

4.1 通過大數(shù)據(jù)計(jì)算出擁堵大概率出現(xiàn)的路段以及擁堵時(shí)間

目前可以大量并高效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的軟件是數(shù)據(jù)庫，但是將數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于交通運(yùn)輸方面的實(shí)例并不多。在《論汽車車體信息統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫在交通事故物證鑒定中的作用》一文中曾指出了建立車體信息統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫對(duì)高效處理交通事故來說很有必要[5]，本文從這個(gè)觀點(diǎn)中得到了啟發(fā)。同時(shí)利用數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)能力和展現(xiàn)能力依照現(xiàn)有的道路監(jiān)管系統(tǒng)，監(jiān)測出各個(gè)道路的日平均車流量，并且使用一個(gè)既定指標(biāo)，在本文研究的系統(tǒng)中將擁堵指標(biāo)設(shè)定為每秒車流量50輛。如果超過擁堵指標(biāo)就將其放入擁堵路段數(shù)據(jù)庫的名為“擁堵路段”表中，用于制定擁堵預(yù)測機(jī)制。并結(jié)合平時(shí)的交通擁堵狀況制定信號(hào)燈控制備案，將其一并存入數(shù)據(jù)庫中的信號(hào)燈控制備案表中。同時(shí)，將所有道路的交通信號(hào)燈管理系統(tǒng)使用編程語言作為主語言使用“EXEC SQL CONNECT TO”嵌入式SQL語句與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接，如果遇到擁堵情況，聯(lián)通開關(guān)打開，設(shè)置“if-else語句”根據(jù)不同的條件讀取相應(yīng)的信號(hào)燈控制方案。這一新型系統(tǒng)的出現(xiàn)，可以緩解交警的工作壓力，提高交通疏散效率，滿足交通監(jiān)管系統(tǒng)對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求。但是，由于還沒有城市將這種新型監(jiān)管系統(tǒng)投入使用，還需要不斷地實(shí)驗(yàn)、優(yōu)化來完成交通監(jiān)管系統(tǒng)對(duì)于準(zhǔn)確性的要求。

4.2 使用圖像識(shí)別技術(shù)將視覺盲區(qū)以圖像形式傳遞給司機(jī)

視覺盲區(qū)問題，是長期存在并且沒有找到解決的方法，融合了網(wǎng)上的各種期刊資料，本文認(rèn)為將圖像識(shí)別技術(shù)融入其中，可以很大程度地避免視覺盲區(qū)的發(fā)生?！秷D像識(shí)別技術(shù)研究綜述》[7]一文中指出圖像識(shí)別是利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解的一種圖像技術(shù)?？梢詫D像識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)運(yùn)用到交通監(jiān)管系統(tǒng)中，同時(shí)利用紅外線掃描傳感儀以及大數(shù)據(jù)背景下的編程語言相結(jié)合的方法。首先，先按照不同的車速判斷出急剎車后最短的制動(dòng)距離并依次存入數(shù)據(jù)庫中；制定不同時(shí)速下的安全制動(dòng)距離，以便下面運(yùn)算時(shí)使用。然后利用Boolean判斷機(jī)制：如果紅外線掃描傳感儀傳回的紅外探測圖檢測出發(fā)熱體返回True；如果紅外線掃描傳感儀傳回的紅外探測圖未檢測出發(fā)熱體則返回False。在完成Boolean判斷機(jī)制后，緊接著對(duì)接收的信息進(jìn)行下一步的傳輸。將返回值未True的那部分紅外線探測圖傳遞至圖像識(shí)別技術(shù)區(qū)，利用圖像識(shí)別，分析出發(fā)熱體距離當(dāng)前車身的距離、方位等信息。并在此調(diào)用數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的信息，根據(jù)發(fā)熱體距離車身的距離進(jìn)行報(bào)警。再通過警報(bào)裝置傳遞至駕駛室。由于整個(gè)過程中運(yùn)用的技術(shù)都已經(jīng)較為廣泛地應(yīng)用于其他領(lǐng)域，所以技術(shù)較為成熟。能夠及時(shí)在這一設(shè)計(jì)更大程度上減少了司機(jī)的主觀誤判，及時(shí)預(yù)警，減少悲劇的發(fā)生。但是，對(duì)于行人來說客觀的交通監(jiān)管系統(tǒng)仍然無法保證交通事故百分之百地消除，需要行人注意觀察交通情況，盡量不要走入較高車輛的視覺盲區(qū)，尤其是車輛的后方及前方后視鏡兩側(cè)。這一種帶有創(chuàng)新的交通監(jiān)管系統(tǒng)不同于原來的倒車?yán)走_(dá)，可以進(jìn)行全方位地監(jiān)察，特別適合較為狹窄以及行駛視線不好的路段，減少交通事故的發(fā)生，提高行車安全系數(shù)。

5 新型交通監(jiān)管系統(tǒng)在未來社會(huì)的競爭力

新型交通監(jiān)管系統(tǒng)的優(yōu)勢是顯而易見的，它克服了傳統(tǒng)交通監(jiān)管系統(tǒng)中技術(shù)的短板，融入了大數(shù)據(jù)時(shí)代的創(chuàng)新元素，充分展現(xiàn)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在交通領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。雖然目前只是處于創(chuàng)意初級(jí)階段，但是新型交通監(jiān)管系統(tǒng)的會(huì)越來越受重視，并且會(huì)通過現(xiàn)代科技逐步實(shí)體化。目前我國的交通監(jiān)管主要依靠電子警察，但是電子警察技術(shù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性并不強(qiáng)，所以大數(shù)據(jù)技術(shù)的加入將會(huì)使交通監(jiān)管系統(tǒng)的功能更加齊全。同時(shí)，與大數(shù)據(jù)相結(jié)合的新型交通監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是基于目前成熟的應(yīng)用開放技術(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)的成本被大大降低，在低成本的同時(shí)可以收獲很高的社會(huì)回報(bào)?；诖髷?shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)也不僅僅局限于本文提到的這兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，在其余領(lǐng)域也都可以將大數(shù)據(jù)技術(shù)廣泛應(yīng)用其中，將交通界的事故處理、肇事犯罪等社會(huì)問題的發(fā)生概率降到最低。通過以上幾點(diǎn)的分析，新型交通監(jiān)管系統(tǒng)的競爭力還是不容小覷的。

6 結(jié)語

本文主要論述了將大數(shù)據(jù)技術(shù)用于優(yōu)化當(dāng)今交通監(jiān)管系統(tǒng)中存在的交通擁堵以及視覺盲區(qū)的意外傷亡問題。基于前人的研究成果明確了基于大數(shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)的定義，進(jìn)一步分析了基于大數(shù)據(jù)的交通監(jiān)管系統(tǒng)的特點(diǎn)，并根據(jù)其特點(diǎn)探究了交通監(jiān)管系統(tǒng)的深入性創(chuàng)新，結(jié)合編程語言等計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，總結(jié)出對(duì)于現(xiàn)今交通監(jiān)管系統(tǒng)中在交通擁堵和視覺盲區(qū)的意外傷亡兩方面存在的問題的優(yōu)化方案。本文的重點(diǎn)是交通監(jiān)管系統(tǒng)的深入性創(chuàng)新。由于筆者能力有限，研究仍存在不足之處。受制于現(xiàn)實(shí)情況，未能將理論與實(shí)踐相結(jié)合，并且本文的研究方向尚處于初級(jí)階段，因此本文相對(duì)缺乏理論支撐。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)展了交通監(jiān)管系統(tǒng)的功能，擴(kuò)寬了學(xué)習(xí)者的知識(shí)面。大數(shù)據(jù)技術(shù)與交通監(jiān)管系統(tǒng)功能的結(jié)合將會(huì)形成一種新趨勢。目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)在交通監(jiān)管系統(tǒng)中的應(yīng)用還處于起始階段，相關(guān)的研究并不多，兩者的結(jié)合應(yīng)用還存在著眾多問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)在交通監(jiān)管系統(tǒng)中的應(yīng)用還需要深入探究，思考如何讓二者有效結(jié)合是研究的重點(diǎn)。