大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能交通管理中的運用

鄧崢

（宜賓中星技術(shù)智能系統(tǒng)有限公司，四川宜賓 644005）

隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，城市交通日益復(fù)雜，越來越擁堵，城市壓力日益倍增。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，信息技術(shù)在改善嚴(yán)峻城市交通問題上發(fā)揮著重要的作用。《交通運輸信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》[1]中明確指出，我們要加快智慧交通構(gòu)建，盡早形成現(xiàn)代化綜合交通運輸體系。同時，政府在生產(chǎn)組織、基礎(chǔ)設(shè)施、運輸服務(wù)與決策監(jiān)管等方面對智能交通構(gòu)建提供大力指出。因此，智能化將會是我國交通管理的主要趨勢，而大數(shù)據(jù)將會積極運用于智能交通領(lǐng)域中。

1.智能交通管理中引進大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要意義

1.1 高效整合交通系統(tǒng)出現(xiàn)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)可積極整合智能交通系統(tǒng)中分散、異構(gòu)的各種數(shù)據(jù)，各管理系統(tǒng)中信息資源互相交互，實現(xiàn)共享交通信息[2]。同時，該技術(shù)還能夠為大規(guī)模數(shù)據(jù)的儲存提供廣闊空間。

1.2 提升交通運營資源的配置效率

積極引入大數(shù)據(jù)，構(gòu)建自動化、智能化交通管理機制，可進一步提高交通資源分配效率，增強道路網(wǎng)通能力，積極迎合各種交通需求，緩解交通壓力[3]。目前，私家車、物流需求持續(xù)增長，道路交通壓力較大，交通運行效率較低，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)可實時監(jiān)控交通運行現(xiàn)狀，基于實際情況進行合理調(diào)整，從而提高交通設(shè)施利用率。

1.3 提升交通系統(tǒng)安全防護水平

大數(shù)據(jù)可實時、高效率處理、分析與反饋監(jiān)控信息，降低了預(yù)警反應(yīng)時間，聯(lián)合使用探測設(shè)備、交通傳感器、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代設(shè)備可跟蹤車輛軌跡、歷史記錄，確保車輛安全行駛，并積極示警異常車輛[4]。同時，執(zhí)行應(yīng)急處理時，大數(shù)據(jù)能夠迅速反饋信息，確保應(yīng)急人員第一時間開展救援工作，避免事故擴大化。

2.以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)的智能交通管理系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 建立智能交通管理綜合信息網(wǎng)絡(luò)平臺

針對交通管理，以總體把握、先中心后外圍的原則為基礎(chǔ)，分步驟開展，逐步構(gòu)建智能交通管理系統(tǒng)，搭建信息網(wǎng)絡(luò)平臺[5]。該平臺具有采集、分析、處理信息的職能，可確保各部門積極協(xié)作發(fā)揮“城市大腦”的主要作用，確保交通正常、有序運行。（智能交通管理綜合信息網(wǎng)絡(luò)平臺結(jié)構(gòu)如圖1所示。）

圖1 智能交通管理綜合信息網(wǎng)絡(luò)平臺邏輯結(jié)構(gòu)

2.2 構(gòu)建智能交通管理系統(tǒng)框架

2.2.1 信號燈控制和流量監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

該系統(tǒng)由中心主機進行整體控制，并配備區(qū)域控制器以及路口設(shè)備，采取三級控制系統(tǒng)方式，全面監(jiān)控每一個城市路口[6]，同時廣泛采集與顯示每一個范圍的交通數(shù)據(jù)。信號燈系統(tǒng)的傳感功能，可對交通流量進行準(zhǔn)確計算，并以信號燈系統(tǒng)調(diào)節(jié)交通，以點帶線，再向面進行推廣，形成單項到整體的感應(yīng)功能。另外，在單向路中構(gòu)建“單行綠波帶”，雙向路中建設(shè)“雙行綠波帶”。

2.2.2 智能交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)建設(shè)

智能交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)下面設(shè)計了信息收集、數(shù)據(jù)處理和信息公開等子系統(tǒng)[7]。該系統(tǒng)先廣泛收集相關(guān)信息，將其傳輸?shù)街腔燮脚_上，統(tǒng)一處理，最后借助信息發(fā)布系統(tǒng)將結(jié)果傳輸給引導(dǎo)終端。同時，基于主干道導(dǎo)向板呈現(xiàn)下方交通狀況，有效控制與引導(dǎo)車流，保障交通有序運轉(zhuǎn)。另外，這一系統(tǒng)同電視監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，向交通指揮人員、行人提供實時、最新交通信息。

2.2.3 出入城卡口監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

在城市各主要出入口路段設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，可獲取出入城交通流量，并將數(shù)據(jù)第一時間傳輸給管理中心，分區(qū)域、分時段統(tǒng)計交通流量。同時，高清攝像頭能夠?qū)⒚恳惠v出入收費站的車輛進行拍攝，且電子警察能夠?qū)⒙愤^的機動車照片及信息記錄下來，且自動保存。攝像頭能夠?qū)Ⅰ{駛員外表進行清晰拍攝，可對交通事故與出逃車輛進行檢測，而且還能夠為刑事案件破解提供關(guān)鍵性信息。

2.2.4 “警務(wù)通”系統(tǒng)建設(shè)

這一系統(tǒng)具有移動通信功能，值班警察可對車輛信息、駕駛員信息、違法情況進行迅速查詢，并獲取違法人員圖片，且獲取公安系統(tǒng)信息支持，使用便攜式打印機進行打印，迅速完成違法處理。同時，該系統(tǒng)還具有攝像、通訊功能，可借助群發(fā)的功能迅速傳達相關(guān)文本、圖片信息。

2.2.5 電視監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

這一系統(tǒng)進一步完善了城市常見健康系統(tǒng)，引入先進攝像設(shè)備，且把各主線路監(jiān)控點進行連接，獲取更全面的動態(tài)交通圖像，且可完成硬盤存儲、檢索及違規(guī)行為打印等任務(wù)。同時，能夠同信號控制系統(tǒng)相連接，處理擁堵路段交通情況。

3.大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能交通管理中的具體應(yīng)用

3.1 借助智能交通大數(shù)據(jù)分析助力交通系統(tǒng)監(jiān)測

交通違法違法行為較多，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)@些行為進行全面監(jiān)視與高效處理。采用大數(shù)據(jù)圖形與圖像分析算法，對車輛信息進行精準(zhǔn)識別，如車牌號、駕駛員開車打電話、不系安全帶等違規(guī)行為，從而引導(dǎo)駕駛員養(yǎng)成良好駕駛習(xí)慣，有效預(yù)防違規(guī)、交通事故的出現(xiàn)，確保城市道路始終處于通常狀態(tài)。同時，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可準(zhǔn)確、高效率地監(jiān)測出交通違規(guī)行為，減輕了交警工作量，增強了交通系統(tǒng)監(jiān)測水平，避免違法行為的出現(xiàn)。另外，采取人臉識別技術(shù)對違法亂紀(jì)分析進行準(zhǔn)確識別，可迅速追蹤到違法犯罪分子，構(gòu)建和諧社會。

另外，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)囕v污染環(huán)境的情況進行監(jiān)測。對汽車尾氣排放、汽車廢物處理等數(shù)據(jù)進行廣泛收集，采取大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進行有效處理，如構(gòu)建汽車尾氣排放模型能夠?qū)ζ囄廴经h(huán)境的情況進行全方位監(jiān)測，分析出交通行業(yè)對環(huán)境的影響，從而制訂出有效地干預(yù)措施，如減少輪胎耗損及尾氣排放量。此外，采用先進的模擬方針技術(shù)仿真模擬各種交通場景，在實驗環(huán)境中對智能交通管理系統(tǒng)進行評估，以此來強化監(jiān)控能力。例如，模擬不同天氣狀況，如大霧天、風(fēng)雪天、晴天等，對現(xiàn)有交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)效率進行檢測，準(zhǔn)確找到影響因素，進一步優(yōu)化現(xiàn)有硬件設(shè)備，增強交通監(jiān)控水平。最后，大數(shù)據(jù)技術(shù)同路邊視頻監(jiān)控、傳感器進行連接，對路面交通情況進行全方位監(jiān)控。通過對這些大數(shù)據(jù)的分析構(gòu)建安全分析模型系統(tǒng)，對車輛行駛安全性能進行監(jiān)控，并提醒行車危險度較高的司機注意安全，有效避免了交通事故的出現(xiàn)。

3.2 通過智能交通大數(shù)據(jù)分析提高交通系統(tǒng)效率

目前，移動互聯(lián)網(wǎng)日益普及，大數(shù)據(jù)技術(shù)廣泛運用于智能交通管理系統(tǒng)中，每一個功能系統(tǒng)均能夠迅速生成大規(guī)模數(shù)據(jù)，廣泛收集道路車流、人流實際情況，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)進行分析，為交通管理決策提供可靠依據(jù)。例如，傳感器技術(shù)能夠?qū)⒌缆方ㄔO(shè)、事故、道路結(jié)冰及其他信息予以獲取。對此，構(gòu)建交通信息實時分發(fā)系統(tǒng)，為人們出行提供所需服務(wù)，確定最優(yōu)處罰時間、處罰路線、中轉(zhuǎn)次數(shù)等，同時也能夠為司機推薦最佳駕駛路線，以此來提高交通運營效率。大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)可更形象、更全面地展示數(shù)據(jù)情況，如每一個地鐵站不同時段人流量，每輛公交車不同路段不同時間擁擠情況，可為交通決策調(diào)整提供指導(dǎo)。采用大數(shù)據(jù)分析城市公交運行數(shù)據(jù)，并構(gòu)建預(yù)測模型，對每一個路段交通運行情況進行預(yù)測，如是否擁擠、擁堵頻率、時長是否被市民接受等，并提出有效的解決方案，開展城市智能交通管理試驗，在常規(guī)需求與異常需求的情形下，每一個管理方案置身于各種實驗仿真交通場景，將各種實驗仿真實施效果進行模擬呈現(xiàn)，評價與優(yōu)化每一個方案。以此為依據(jù)構(gòu)建交通系統(tǒng)效率綜合評價指標(biāo)體系，對不同需求下的交通方案實施效果進行評價。

3.3 通過智能交通大數(shù)據(jù)分析提升交通系統(tǒng)規(guī)劃

借助分析交通大數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑹┕さ缆返慕煌ㄖ笜?biāo)等，并對這部分施工道路的空間路段與擁堵時間有一充分了解，從而提供有效依據(jù)給城市道路建設(shè)，便于其展開合理的地鐵建設(shè)規(guī)劃，合理調(diào)配公交車輛，促進城市交通規(guī)劃質(zhì)量的顯著提高。圍繞交通大數(shù)據(jù)處理，并將交通各行業(yè)的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，借助大數(shù)據(jù)分析處理，提供合理的數(shù)據(jù)化智能服務(wù)給多方應(yīng)用，包括交通管理部門、交通企業(yè)與個人出行等。這一智能服務(wù)平臺主要由3部分組成，包括基本信息綜合平臺、大數(shù)據(jù)智能處理平臺與交通數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)平臺。首先，基本信息綜合平臺。這一平臺是個性化服務(wù)平臺與實時交通信息發(fā)布數(shù)據(jù)源的一個重要前提，其功能主要體現(xiàn)在對交通信息數(shù)據(jù)進行收集與處理。再立足于數(shù)據(jù)收集規(guī)則對每個子系統(tǒng)中的交通數(shù)據(jù)進行收集，之后將其轉(zhuǎn)換為能夠使用的綜合交通大數(shù)據(jù)，諸如汽車信息采集系統(tǒng)、地鐵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、出租車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及資整合系統(tǒng)等均包含其中。但不論是哪一種類型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在采集數(shù)據(jù)方面均以攝像頭采集、各類傳感器采集和手機或IC采集為使用頻率最多的幾種方式。這些方式大同小異，使用之前都要在基本信息綜合系統(tǒng)中接受集中處理。交通信息發(fā)布的數(shù)據(jù)源由基本信息綜合平臺所提供，同時其也是外部數(shù)據(jù)的訪問和分發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)接口，在智能交通信息組織中扮演著信息樞紐的角色。在完成對各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理后，該平臺會向數(shù)據(jù)管理層導(dǎo)入，由數(shù)據(jù)管理層存儲和讀寫數(shù)據(jù)，并負責(zé)其他服務(wù)。而為了能夠多維度和多粒度的組織管理大數(shù)據(jù)，此層通常會對Hadoop、HBase、Hive等高性能分布式數(shù)據(jù)倉庫予以使用。其次，大數(shù)據(jù)智能處理平臺。此平臺將實際的交通系統(tǒng)情況聯(lián)系起來對如多維大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、大數(shù)據(jù)管理技術(shù)等大數(shù)據(jù)分析技術(shù)予以應(yīng)用，并針對智能交通模型系統(tǒng)展開研究，圍繞交通數(shù)據(jù)制定數(shù)據(jù)類型規(guī)范，基于此建設(shè)城市智能交通管理系統(tǒng)中心，提供有力的數(shù)據(jù)支撐給交通管理部門，完善交通企業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)功能。最后，交通數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)平臺。通過大數(shù)據(jù)智能處理平臺的處理交通大數(shù)據(jù)在綜合信息平臺的數(shù)據(jù)倉庫中存儲，便于業(yè)界對處理好的數(shù)據(jù)資源進行調(diào)用，享受充滿個性的公共交通信息服務(wù)。同時這一平臺將發(fā)揮諸多媒體的優(yōu)勢，包括電話熱線、電視廣播、手機應(yīng)用等，實時提供準(zhǔn)確服務(wù)給大眾。

4.結(jié)語

大數(shù)據(jù)時代下，交通智能化是主要趨勢，作為通訊與傳輸、自動控制與傳感、互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)等各種技術(shù)相融合產(chǎn)物，智能交通為大數(shù)據(jù)這一新興技術(shù)創(chuàng)設(shè)了廣闊的應(yīng)用空間。大數(shù)據(jù)的智能分析技術(shù)是一個重大改革，有力地促進了智能交通的發(fā)展。大數(shù)據(jù)下的智能交通可有效解決各種交通城市疾病，將來關(guān)于交通城市病的研究，必然有助于將大數(shù)據(jù)與實踐應(yīng)用相融合，且會不斷地滋生出各種新技術(shù)，大力變革人們的出行與生活方式，使得人們的生活更加便捷、美好。