數(shù)字交通背景下智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺建設(shè)

王玉 李萍

關(guān)鍵詞：數(shù)字交通;智慧交通;平臺建設(shè);數(shù)據(jù)中心;硬件設(shè)計(jì);軟件設(shè)計(jì)

1引言

城市建設(shè)規(guī)模的提升不僅提高了人均占地面積，也增加了城市人口密度與汽車保有量，根據(jù)交管部門錄入的信息與公示的數(shù)據(jù)可知，截至2021年，我國出行交通工具保有量超過了2.8x108輛[1]。城市在持續(xù)發(fā)展中，其交通管理暴露了一系列問題，包括城市基礎(chǔ)交通設(shè)施的建設(shè)速度無法滿足城市交通工具日益增長的需求：公共交通數(shù)量大幅度減少，但私家車數(shù)量呈倍數(shù)增長：城市智慧化交管體系建設(shè)尚處于起步階段。越來越多的用戶向交管部門反饋道路交通出行擁堵問題[2]。

為實(shí)現(xiàn)對城市交通的合理規(guī)劃，提供群體便利的生活條件，數(shù)字交通理念被提出，它是指在城市交通管理領(lǐng)域中，充分利用數(shù)字化技術(shù)，對城市交通條件進(jìn)行全面感知，以獲取更加全面的城市交通數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)作為決策支撐，挖掘數(shù)據(jù)的潛在價值，建設(shè)動態(tài)化交通服務(wù)管理模式，保證城市交通的通暢性、安全性與高效性。盡管相關(guān)工作在逐步開展中已經(jīng)取得了部分成果，但由于智慧交通數(shù)據(jù)中心的建設(shè)尚未完善，導(dǎo)致其他工作一直處于滯后狀態(tài)[3]。因此，本文以數(shù)字交通為背景，從硬件與軟件兩個方面，對智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺的建設(shè)展開研究，旨在為城市交通的動態(tài)化管理提供決策指導(dǎo)與幫助。

2硬件設(shè)計(jì)

為確保智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺在實(shí)際應(yīng)用中可滿足城市交通數(shù)字化管理需求，在開展相關(guān)研究前，對平臺硬件架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]，如圖1所示。

從圖1中可以看出，本文設(shè)計(jì)的平臺主要包括智能設(shè)備、檢索工具、處理器、引擎、硬盤、傳感器、采集設(shè)備、數(shù)據(jù)接口等硬件。為確保硬件設(shè)備可滿足平臺應(yīng)用需求，下文以數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)采集設(shè)備為例，進(jìn)行平臺硬件設(shè)備的設(shè)計(jì)。

2.1數(shù)據(jù)接口設(shè)備選型

為確保硬件設(shè)備可以在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮預(yù)期的使用效果，此次研究選用SMX-65301/560IT型號的數(shù)據(jù)接口設(shè)備，其為單刀四擲設(shè)備，由于此設(shè)備具有雙路轉(zhuǎn)換開關(guān)，因此可以實(shí)現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中對高頻帶信號的實(shí)時切斷[5]。將此接口集成在通信終端，其中SMB公共連接頭可以實(shí)現(xiàn)對通信數(shù)據(jù)的實(shí)時獲取。同時，此接口可以直接接人以太網(wǎng)，使用KJ930帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，符合IEEE805.32通信標(biāo)準(zhǔn)，適用于不同類型的作業(yè)環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，對接口設(shè)備的接人技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如表1所列。

在設(shè)計(jì)中，考慮到智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺的覆蓋范圍較廣，因此需要結(jié)合實(shí)際情況，在不同的監(jiān)控區(qū)間設(shè)計(jì)不同數(shù)量的接口進(jìn)行交通數(shù)據(jù)的傳輸。

2.2數(shù)據(jù)采集設(shè)備選型

完成上述設(shè)計(jì)后，選用由華辰智通企業(yè)開發(fā)的HN-NET設(shè)備作為本文開發(fā)平臺的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，根據(jù)平臺在運(yùn)行中的實(shí)際需求，選用HTCR-15000型號或JHI-13000型號的采集設(shè)備作為本平臺設(shè)備。在設(shè)計(jì)中，將此設(shè)備與平臺網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，使用單協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸即可滿足終端對交通數(shù)據(jù)的采集需要。

3軟件設(shè)計(jì)

3.1建立智慧交通數(shù)據(jù)庫

完成對此平臺硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)后，下文以數(shù)字交通為研究背景，建立智慧交通數(shù)據(jù)庫。在此過程中，需要先操作計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的需求分析，根據(jù)設(shè)計(jì)的概念結(jié)構(gòu)，進(jìn)行交通數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)數(shù)據(jù)邏輯，建立實(shí)體數(shù)據(jù)表，具體如表2所列。

按照表2所列結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)城市智慧交通道路流量數(shù)據(jù)表、路口流量數(shù)據(jù)表、分時段數(shù)據(jù)表，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式后，將數(shù)據(jù)錄入表格并存儲在終端。

3.2智慧交通數(shù)據(jù)采集、交換與處理

完成對數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建后，根據(jù)數(shù)據(jù)源訪問引擎，從多渠道進(jìn)行智慧交通數(shù)據(jù)的獲取。將獲取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類與集成，構(gòu)建城市交通數(shù)據(jù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。對數(shù)據(jù)的獲取與聚類過程進(jìn)行描述：

4實(shí)例應(yīng)用分析

上文從三個方面完成了智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺的建設(shè)，為檢驗(yàn)本平臺在實(shí)際應(yīng)用中是否能發(fā)揮預(yù)期的效果，下文以某地區(qū)的交通管理單位為例，開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

此次實(shí)驗(yàn)選用的數(shù)據(jù)由“地區(qū)融合5G智能通信交管中心”提供，數(shù)據(jù)包括地區(qū)車流量數(shù)據(jù)、人流量數(shù)據(jù)、交通綠波規(guī)劃數(shù)據(jù)等。按照本文設(shè)計(jì)的方法.先進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際工作需求，進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立智慧交通數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，引進(jìn)人工智能技術(shù)與VR技術(shù)，建立數(shù)據(jù)中心平臺交互操作界面，在界面中按照設(shè)計(jì)步驟，進(jìn)行智慧交通數(shù)據(jù)采集、交換與處理。同時，引人數(shù)據(jù)共享模式，進(jìn)行平臺模塊化功能展示。

完成本平臺在智慧交通管理終端的規(guī)范化部署后，對此平臺的綜合性能展開測試。測試中，先進(jìn)行交通數(shù)據(jù)錄入與導(dǎo)出速度的測試，將信號測試設(shè)備安裝在平臺接口，對數(shù)據(jù)流的傳輸與流通過程進(jìn)行感知。在前端發(fā)送數(shù)據(jù)，此時來自不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將以離散化狀態(tài)分布在空間中。平臺將在處理數(shù)據(jù)過程中進(jìn)行錄入數(shù)據(jù)的校驗(yàn)、緩沖、格式調(diào)試、集成與存儲，將處理過程中數(shù)據(jù)的流通穩(wěn)定性作為評價本文開發(fā)數(shù)據(jù)中心平臺可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)。獲取部分時序下的數(shù)據(jù)傳輸情況，如圖2所示。

從圖2所示的測試結(jié)果可以看出，平臺在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，數(shù)據(jù)傳輸速率基本可以控制在30bps/s -40bps/s范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)在流通過程中的傳輸速率變化較為穩(wěn)定，無明顯的異常傳輸現(xiàn)象。因此，在完成上述研究后，可以得出此次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：本文建設(shè)的數(shù)字交通背景下智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺，可以保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的穩(wěn)定性，并保證數(shù)據(jù)在平臺中流通的安全性與效率。

5結(jié)束語

本文以數(shù)字交通為研究背景，從硬件結(jié)構(gòu)與軟件功能兩個方面，對智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺建設(shè)展開研究。完成設(shè)計(jì)后，通過實(shí)例檢驗(yàn)的方式，證明了此平臺在實(shí)際應(yīng)用中的效果良好。但此次設(shè)計(jì)也存在一些不足，如沒有選用傳統(tǒng)的數(shù)字中心平臺進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。因此，在后續(xù)的研究中，還將結(jié)合不同地區(qū)交通管理部門的實(shí)際工作需求，設(shè)計(jì)更加完善的智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺，為后續(xù)相關(guān)工作的規(guī)范化實(shí)施提供進(jìn)一步的指導(dǎo)與幫助，解決我國道路車輛擁擠等方面的問題。