大數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)助力城市交通擁堵治理

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的興起與發(fā)展，各類設(shè)備、終端、系統(tǒng)平臺等都會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的處理方式已經(jīng)逐漸落伍，因此，大數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)便逐漸滲透到各行各業(yè)中。城市交通擁堵治理是一個經(jīng)典話題，也是現(xiàn)代文明十分重要的領(lǐng)域。數(shù)字時代，提升城市的交通治理能力，無疑是城市治理關(guān)鍵一環(huán)，而數(shù)據(jù)將在其中扮演重要角色。

01、數(shù)據(jù)治理與智慧交通

數(shù)據(jù)技術(shù)是綜合性的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在數(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、過程和框架。但在數(shù)據(jù)處理體系和方法上作了改變，首先其處理的數(shù)據(jù)對象擴(kuò)大，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和實(shí)時性數(shù)據(jù)被囊括在內(nèi)。大數(shù)據(jù)除了數(shù)據(jù)的海量化，也對應(yīng)著數(shù)據(jù)的快速更新、數(shù)據(jù)高效的流動、數(shù)據(jù)種類的復(fù)雜化、數(shù)據(jù)的開放性的需求滿足。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)價值思維，以及追求數(shù)據(jù)價值的合理變現(xiàn)。

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)時交通數(shù)據(jù)信息參考。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)時更新，交通布局的及時調(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。

02、中國情境

中國的交通出行領(lǐng)域呈現(xiàn)路網(wǎng)發(fā)達(dá)、車輛眾多，城市中心化發(fā)展、交通擁堵嚴(yán)重，自行車基數(shù)龐大，車型種類復(fù)雜、規(guī)則意識淡薄，對特殊時間和事件敏感度高等特點(diǎn)。

路網(wǎng)發(fā)達(dá)，車輛眾多：隨著我國發(fā)展進(jìn)程的加快，城市機(jī)動車數(shù)量迅速增加，尤其是私家車的增長速度遠(yuǎn)超過高速公路的增長速度。

城市中心化、交通擁堵：截至 2017 年末，中國城鎮(zhèn)化率達(dá)到 58.5%，城鎮(zhèn)常住人口 8 億多人。人口迅速向城市集結(jié)，中國的大城市和發(fā)達(dá)地區(qū)的政治、商業(yè)和文化等主要功能區(qū)都集中在城市中心，而且傾向于從中心向四周擴(kuò)張的趨勢，尤其是北京上海等特大城市中心化嚴(yán)重，資源的集中導(dǎo)致人口流動密集，增加了中心地區(qū)、交通走廊和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的交通壓力。多數(shù)城市沒有把交通規(guī)劃納入城市總體規(guī)劃中，使得城市布局和交通不相適應(yīng)。

自行車基數(shù)龐大：由于自行車方便靈活、適應(yīng)性強(qiáng)， 其在中國的交通中還占有很大比重。目前，中國自行車擁有量約 4 億多輛。近年，共享單車異軍突起，累積投放量已超過 1600 萬輛，在為人們的生活帶來方便的同時也讓原本就緊張的交通條件更加惡劣，特別是高峰時間，自行車擠占機(jī)動車道，是極大的安全隱患。

車型種類復(fù)雜、規(guī)則意識淡?。阂蛉丝诒姸?，滿足不同人群需求的各類車輛混在在道路交通中，相互影響，效率低下；許多人交通規(guī)則意識淡薄，不尊重交通法律法規(guī)，交通違章與交通事故頻繁發(fā)生，造成巨大生命和財產(chǎn)損失。

對特殊時間和事件敏感度高：中國人口流動呈現(xiàn)季節(jié)性和事件性遷徙，在春節(jié)、國慶等全國性假期人們外出旅游、回鄉(xiāng)探親，人口大規(guī)模流動，極大地增加了交通壓力和交通擁堵。另外，會議召開、道路施工等情況下交通臨時性管制也會對道路交通造成影響。

資料來源：大數(shù)據(jù)分析在交通領(lǐng)域中應(yīng)用的特點(diǎn)與研究機(jī)會

可以看到我國的交通狀況整體上表現(xiàn)出了數(shù)量大，情況復(fù)雜多變，交通資源在時間、空間上分布不均勻的特點(diǎn)，這一方面說明想要改善交通現(xiàn)狀將會面對巨大的困難，同時也說明大數(shù)據(jù)在交通出現(xiàn)領(lǐng)域有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

03、交通大數(shù)據(jù)內(nèi)容、來源與特點(diǎn)

交通領(lǐng)域的海量數(shù)據(jù)主要包括交通路況信息、車輛運(yùn)行信息、物流快遞信息和航空海運(yùn)信息等內(nèi)容。數(shù)據(jù)來源上，從觀測方式角度可以分為：單次觀測數(shù)據(jù)如移動車 GPS 數(shù)據(jù)、停車場數(shù)據(jù)、收費(fèi)站數(shù)據(jù)等；連續(xù)觀測數(shù)據(jù)如微信、微博等手機(jī)應(yīng)用軟件記錄用戶的位置數(shù)據(jù)、高德、百度等記錄的路況信息數(shù)據(jù)、道路監(jiān)控數(shù)據(jù)、鐵路、地鐵公交的運(yùn)行數(shù)據(jù)等；還包括一些靜態(tài)數(shù)據(jù)，如商家、景點(diǎn)的位置信息等。 相對于原來的交通數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)具有以下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大、信息豐富，通過對多來源信息的收集和整合，數(shù)據(jù)量達(dá)到 PB 級以上，蘊(yùn)含的信息豐富；細(xì)粒度，數(shù)據(jù)對象信息具體到“某個人的某輛車”等，空間粒度上可以用經(jīng)緯度表示其空間位置，時間粒度上數(shù)據(jù)實(shí)時獲??；更新快，以前的交通調(diào)查可能五六年一次，而現(xiàn)在90s內(nèi)即可更新，速度非?？?；連續(xù)性強(qiáng)，數(shù)據(jù)內(nèi)容為對數(shù)據(jù)對象的連續(xù)觀測。

資料來源：大數(shù)據(jù)分析在交通領(lǐng)域中應(yīng)用的特點(diǎn)與研究機(jī)會

運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅可以在有限的時間內(nèi)提高對海量數(shù)據(jù)的分析效率，而且可以更快地獲取、更新信息，捕獲和篩選更有價值的信息。為創(chuàng)建更好的城市交通體系，將大數(shù)據(jù)技術(shù)更好地應(yīng)用于我國交通事業(yè)中，應(yīng)不斷統(tǒng)計并完善智能交通系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)，以更新和升級信息庫資源，提升交通科技水平，同時也要重視交通數(shù)據(jù)的采集分析和后續(xù)的處理工作。

4.1 交通流采集系統(tǒng)應(yīng)用，準(zhǔn)確定位車輛位置

將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于智慧交通中，不僅可以準(zhǔn)確定位車輛位置，而且可以充分明確我國交通的具體情況，改善由于交通擁堵產(chǎn)生的一些問題。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以具體了解實(shí)時路況，規(guī)避擁堵路段和擁堵時間段，提前預(yù)知復(fù)雜的交通狀況，方便司機(jī)提前調(diào)整和規(guī)避路線，還可以準(zhǔn)確定位車輛位置，加強(qiáng)道路交通感 知能力，準(zhǔn)確控制實(shí)時的交通流量，為人們的出行提供更大的便利。

應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以擺脫傳統(tǒng)的地域限制，使人們充分了解各地的交通信息，在交通流的采集及處理過程中縮短了時間，提高了精準(zhǔn)性，司機(jī)可以實(shí)時查看自己的位置，提前規(guī)劃行車路線，確保行車路線的準(zhǔn)確性。若行車過程中發(fā)生事故，可以通過定位技術(shù)進(jìn)行求救，通過精準(zhǔn)的定位服務(wù)來確保人們的出行安全。

4.2 重視微觀預(yù)測工作，準(zhǔn)確預(yù)測車輛類型

通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以充分了解有關(guān)的氣象數(shù)據(jù)和車輛的流動數(shù)據(jù)；通過對這些數(shù)據(jù)的采集，可以提高事故判斷的準(zhǔn)確性；通過數(shù)據(jù)共享解決以往的時空限制，以支撐城市各種交通管理的有效運(yùn)行。通過微觀預(yù)測工作，可以對問題路段和車輛進(jìn)行實(shí)時追蹤，降低交通事故發(fā)生率，這種微觀預(yù)測工作不僅可以對車輛進(jìn)行預(yù)測，而且可以對人員類型進(jìn)行預(yù)測。

通過大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，可以將違規(guī)的車輛類型實(shí)時保存在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，可以對相關(guān)人員的職業(yè)信息及車輛信息進(jìn)行鎖定，方便使用者更加高效地調(diào)取信息，保障信息的科學(xué)儲存。通過交通運(yùn)行大數(shù)據(jù)可以為交通違法行為的及時監(jiān)測和處理提供支撐，提高了相關(guān)違法行為的處理效率，為我國的公共安全提供了更全面的保障。通過大數(shù)據(jù)的集中處理技術(shù)，可以有效提升數(shù)據(jù)在各個系統(tǒng)之間的處理效率，科學(xué)地分配交通資源，對于共享交通運(yùn)行、緩解交通對環(huán)境的壓力有一定幫助。

4.3 智能路況大數(shù)據(jù)分析，提高交通運(yùn)行效率

大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于交通運(yùn)輸中，可以提高交通運(yùn)行的效率， 更加明確實(shí)時路況的具體表現(xiàn)，支撐城市的各種交通管理。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，是一種更加信息化的處理信息的手段，形成了更加先進(jìn)的監(jiān)控體系，通過對公路實(shí)時路況的監(jiān)控，可以促進(jìn)各個系統(tǒng)之間的相互作用，從而得出更加準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)，這種大數(shù)據(jù)分析對數(shù)據(jù)的種類沒有特殊要求，通過集成處理的方式更好地滿足用戶需求，為交通運(yùn)輸以及交通服務(wù)的管理提供更全面的數(shù)據(jù)支持和信息保障。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)中的傳感技術(shù)，可以及時掌握 道路信息，通過技術(shù)方面的支持，完善現(xiàn)階段的交通信息網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的云共享。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用在交通領(lǐng)域中具有里程碑式的意義，用戶不僅可以及時接收到信息，而且可以享受到更加快捷和便利的出行服務(wù)。我國許多車載裝置的應(yīng)用不僅可以實(shí)時檢測駕駛員的身體狀況和疲勞程度，而且可以保障駕駛過程中的行車安全，為人們出行提供更多的保障，使人們在出行時可以 更加安心。這種在道路交通方面的感知能力，可以優(yōu)化我國的交通環(huán)境，減少交通隱患，是我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的一種體現(xiàn)。

05、交通數(shù)據(jù)助力城市交通擁堵治理

利用數(shù)據(jù)進(jìn)行城市交通擁堵問題的研究圍繞著交通擁堵判定、影響因素和評估與應(yīng)對等方面。研究發(fā)現(xiàn)車輛與車輛、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)間信息交換可以高概率預(yù)測交通擁堵，交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對交通擁堵具有重要影響，使用出行時間、出行需求變化和車流量等會反映交通擁堵狀況，出行者特征、交通流、交通設(shè)施、交通情境因素、交通社會性因素等交通要素可以形成城市的交通擁堵評價模型系統(tǒng)。

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以改變傳統(tǒng)的交通管理路徑和出行方式，有利于更好配置公共交通資源，通過對交通的智能化管理，節(jié)約運(yùn)輸成本，提高交通運(yùn)轉(zhuǎn)效率，從根本上解決城市交通擁堵問題。

資料來源：大數(shù)據(jù)分析在交通領(lǐng)域中應(yīng)用的特點(diǎn)與研究機(jī)會

鑒于傳統(tǒng)交通誘導(dǎo)技術(shù)在交通運(yùn)行監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集上的兩大不足（信息采集不完整、儲存實(shí)時傳輸難度大），大數(shù)據(jù)技術(shù)通過技術(shù)的創(chuàng)新對傳統(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)的動態(tài)檢測與獲取，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，配合云計算技術(shù)客觀評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)信息變更時間縮短，在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)技術(shù)和云計算技術(shù)的支持下，數(shù)量、車型、運(yùn)動方向、軌跡等信息捕捉更及時，更新速度更快。而云計算技術(shù)對應(yīng)的模擬功能，實(shí)現(xiàn)了路網(wǎng)運(yùn)行狀況的模擬評估，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)致的信息價值降低問題。

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，且能夠針對不同出行時間的用戶群體推出個性化的交通誘導(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)信息價值更高。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)為交通擁堵評價提供技術(shù)支持， 關(guān)于城市交通擁堵問題的治理離不開交通擁堵情況的有效判定與評價，而交通擁堵是動態(tài)變化的過程，其受各種因素影響明顯，且涉及多個方面，如交通擁堵的影響范圍、擁堵路段、交叉口等，這些都是交通擁堵狀況判定的參考，在以往的交通擁堵評價中，基于技術(shù)的局限，這些數(shù)據(jù)的綜合評判分析難度較大，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，得出的交通擁堵評價更全面、更客觀。

06、晶眾綜合交通大數(shù)據(jù)分析

6.1 基礎(chǔ)設(shè)備

晶眾擁有專業(yè)化的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，自主研發(fā)了PDA、APP、微信小程序、云平臺、交通流量拍攝技術(shù)并結(jié)合視頻圖像識別系統(tǒng)等信息化調(diào)查技術(shù)，較大程度提高了調(diào)查效率，保障了數(shù)據(jù)質(zhì)量，降低了實(shí)施難度，為客戶節(jié)約了大量的時間和精力。

晶眾交通流量拍攝視頻及視頻識別系統(tǒng)

6.2 大數(shù)據(jù)采集服務(wù)主要內(nèi)容

手機(jī)大數(shù)據(jù)

提供全國范圍的交通小區(qū)或柵格顆粒度的手機(jī)大數(shù)據(jù)采集和處理分析服務(wù)，包括常住人口分布、流動人口規(guī)模及分布、人口24小時活動分布、通勤空間及生活空間范圍、人員出行軌跡和OD、交通樞紐或典型區(qū)域的交通集散等。

貨車大數(shù)據(jù)

提供全國范圍的路段級別的貨車大數(shù)據(jù)采集和處理分析服務(wù)，包括貨車出行軌跡和OD、貨車交通流量和車速等。

本地化定制

提供本地化的大數(shù)據(jù)算法研制和技術(shù)培訓(xùn)服務(wù)，包括手機(jī)、卡口（車牌識別系統(tǒng)）、GPS、IC卡、AFC（售票系統(tǒng)）、共享單車等。

6.3 數(shù)據(jù)平臺

數(shù)據(jù)平臺助力規(guī)劃院建設(shè)長效化數(shù)據(jù)采集渠道，匯集人口、用地、設(shè)施、出行、運(yùn)行等動、靜態(tài)數(shù)據(jù)資源，積累數(shù)據(jù)資產(chǎn)，夯實(shí)研究工作基礎(chǔ)，為業(yè)務(wù)平臺、決策平臺的建設(shè)提供夯實(shí)的數(shù)據(jù)支撐，亦可直接形成數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

數(shù)據(jù)資源：規(guī)劃數(shù)據(jù)、設(shè)施數(shù)據(jù)、調(diào)查數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)產(chǎn)品：交通調(diào)查數(shù)據(jù)庫、交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、交通運(yùn)行數(shù)據(jù)庫、交通設(shè)施信息管理系統(tǒng)

6.4 大數(shù)據(jù)現(xiàn)狀評估系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)現(xiàn)狀評估系統(tǒng)可深入分析城市功能空間及各級系統(tǒng)的承載力、活動需求、運(yùn)行狀況等，精準(zhǔn)識別問題類型、程度和分布，輔助問題診斷和成因分析。

現(xiàn)狀評估：基于交通數(shù)據(jù)資源，建設(shè)交通現(xiàn)狀評估系統(tǒng)，從城市用地、交通供應(yīng)、出行需求、運(yùn)行服務(wù)水平四方面對用地現(xiàn)狀、道路系統(tǒng)、地面公交系統(tǒng)、軌道公交系統(tǒng)等進(jìn)行評估。

問題診斷：基于用地現(xiàn)狀與城市各個交通系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀的評估結(jié)果，對交通現(xiàn)狀問題進(jìn)行診斷分析，主要包括交通需求過量、交通供應(yīng)不足、交通組織不合理等問題。

大數(shù)據(jù)現(xiàn)狀評估系統(tǒng)

晶眾地圖長期專注于智慧領(lǐng)域發(fā)展，依托于已積累的行業(yè)大數(shù)據(jù)核心優(yōu)勢和先進(jìn)技術(shù)儲備，深耕智慧城市、智慧交通、智慧停車、城市規(guī)劃設(shè)計等數(shù)個領(lǐng)域，致力于為全國客戶、企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)提供全生命周期的專業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)和整體解決方案。

審核編輯：郭婷