大數據思維緩解城市交通擁堵理論分析

魯曉燕

[提要] 城市交通擁擠已成為城市發展的瓶頸，為解決交通擁堵問題，必須根據城市交通發展現狀，使用科學方法，結合中國城市建設和發展狀況，依據大數據技術和方法，用大數據思維，在都市交通設計、都市交通信息服務和城市交通擁擠收費等方面綜合管理，以緩解交通擁堵和管理城市交通問題。這是智能城市研究中的重要問題，也是交通規劃領域的關鍵問題之一。

關鍵詞：大數據；城市交通；交通擁堵；緩解措施

中圖分類號：U49 文獻標識碼：A

收錄日期：2017年5月10日

一、城市交通現狀

城市交通是城市生活的主要命脈，是城市文明進步的標志，對城市經濟的發展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。隨著社會經濟的快速發展，城市化的加快，人民生活水平的不斷提高，城市交通需求的快速增長，中國已經進入了汽車時代。

經過大規模數據統計分析：到2015年6月底，機動車保有量已達2.71億輛，其中汽車達1.63億輛，擁有20%以上的汽車的年增長率。全國機動車司機有3.10億人，其中司機2.60億人，全國有38個城市超過100萬輛以上的汽車數量，包括北京、成都、深圳在內的城市已經超過200萬輛，現在的北京市以其561萬輛的汽車擁有數遠遠超過其他城市。

城市交通空間資源有限、交通堵塞在大型和中型的城市已經成為了城市發展最大的問題，城市的混亂問題越來越嚴重，擁堵現狀的不樂觀，已成為常態化趨勢。

二、大數據原理

筆者通過多年的大數據管理經驗構建了新的智能運輸系統架構，從三個方面分別解析了智慧交通與大數據的關系構建。從系統架構來講，分為數據采集、數據倉庫、數據應用服務和數據可視化四個層次，分別對應了智慧交通業務中的原始視頻庫，基礎信息庫與警情/案事件庫，而從數據發展的維度，則對應了數據向知識遞進的知識管理理論基礎。

（一）數據采集層：海量與多種類數據采集。智慧交通系統中的數據采集層，采集的非結構化的視頻和圖片數據，以及經過前置智能算法處理后輸出的結構化過車信息數據。除此之外，還有大量的其他感知數據的接入，比如RFID射頻數據、浮動車數據、GPS定位數據以及其他諸如單兵、浮點等設備采集到的數據。

（二）數據倉庫層：海量和多種類數據存儲。所有來自于數據采集層的數據在數據倉庫中進行存儲。在這里根據數據類型的不同進行了不同的存儲。結構化數據存儲在數據庫服務中，非結構化的原始視頻和圖片數據則存儲在CDS云存儲方案的存儲介質中。

（三）數據應用服務層：海量數據的快速計算。在大數據的思想下，我們不追求個體數據的精確性，而是在海量數據中挖掘出規律性本質。在這里，所有的基于結構化數據的檢索與數據挖掘計算的服務得以實現。同時，為實現更多的智能化業務，在數據應用服務層，也提供基于流式數據處理的視頻智能分析服務。

（四）數據可視化：數據計算的可視化呈現。基于數據應用服務的計算結果，在數據可視化層進行呈現。例如，指揮中心的大屏顯示，或者是基于電子地圖的實時軌跡顯示等。而貫穿整個系統架構的基礎則是IP全交換技術。擺脫了傳統流媒體轉發的技術，IP全交換技術可以大幅提高數據在網絡中交互的效率。

三、城市交通擁堵呈現的顯著特征

通過大數據統計分析看出，城市交通擁堵呈現三個發展趨勢：一是交通擁堵范圍越來越大，擁堵程度不斷嚴重；二是高峰時間客流量越來越大，行駛速度越來越慢，擁堵時間越來越長；三是中心城區擁堵最嚴重。另外，城市交通擁堵具有四個主要的典型特征：一是交通擁堵發展具有階段性；二是交通擁堵呈現常態化；三是通勤時間具有潮汐性；四是交通出行呈現無序化。交通大數據分析顯示，北京是中國最擁堵的城市，其次為杭州、廣州、濟南、大連、哈爾濱、深圳、上海、重慶、成都。

四、基于移動大數據的城市交通擁堵對策研究

城市交通擁堵問題的解決，是黨中央委員會按照創新、協調、綠色、開放、共享的理念明確實施的。就要提高城市居住性，優化城市發展規模、空間布局，強化城市基礎建設，改革和制定城市規劃管理體制。為了改革城市管理系統，各部門責任的分工明確且合理化、城市管理水平提高就要求落實責任主體。

通過移動通信來研究重要數據，與大數據結合，綜合運用技術和經濟管理的知識，在城市的綜合交通擁堵治理上制定詳細的對策，確立城市交通工具的結構，改善城市交通管理、大力發展公共交通，提供了綜合的交通信息服務來更好地進行城市交通管理，緩解交通擁堵。

（一）做好城市交通以及智能交通系統的優化設計。（1）根據移動數據分析，承認公共交通運輸是最高效率的交通模式，為了發展地鐵和高速運輸系統、合理分配城市道路資源、改善交通環境、建立完善的交通信息系統，是改善城市交通運行狀態的唯一方法，地鐵和巴士的智能化管理、運行，這樣才能提高信息服務管理的效率和水平；（2）智能道路交通系統設計和建設是改善道路合理設計和城市功能的適當配置的重要依據。科學有計劃地加強公共設施的空間布局，如學校、醫院、購物中心、停車場、批發市場等重要的地域。

（二）做好城市交通的綜合管理。（1）利用移動大數據技術推動城市交通管理精細化、人本化的實施。通過科學、合理地分析交通擁堵的原因、通過交通技術預測擁堵路段，及時主動誘導路徑選擇、進行科學有效的交通管理，實現高質量交通出行。（2）堅持綠色出行、節能環保的發展理念。由于城市人多地少、交通需求不斷擴大、關鍵節點承載能力過高；城市交通的發展既要滿足人們出行需求，又要始終堅持綠色出行、節能環保等理念。因此，交通資源應該多向綠色方面發展，堅持公共交通方式優先，通過設置潮汐專用車道，來保障非機動車、步行的空間需求等。（3）為了限制交通車輛的數量而采取了恰當的措施。大數據統計分析，北京市單雙號的限制出行的實施，早高峰平均車速提升了20%，高峰時間平均交通指數為5.5（輕度擁堵），污染物的排放削減率可達20%～40%。緩解城市的人口，基本實現了實現城市環境的改善和維持城市的可持續開發。

（三）提供交通出行綜合信息服務。（1）通過移動大數據與交通監測、運行數據等交通數據的整合，城市道路網運行監測與出行信息服務平臺的建立，將其應用于城市道路網運行路況監測及重點設施、場所交通運行狀況及異常預警等，并向出行者提供及時、準確、周到的信息服務，以此來提高出行效率；（2）通過各種各樣的信息手段如交通廣播、電視、網站、移動終端、車載導航、短信、微信、可變信息板等來發布交通信息，為出行者在出行前、出行中提供及時、準確的道路運行情況，預測預警擁堵路段和時間，達到高質量的出行、緩解交通擁堵的目的。

（四）試行城市中心城區交通擁堵收費政策。（1）通過大數據分析，采取的措施不能有效地緩解交通擁堵，在不得已的情況下，采取擁擠收費，擁堵收費是緩解城市交通擁堵最有效的管理措施。為緩解大中城市市中心的交通擁堵，采取經濟手段即收取交通擁堵費也是一個重要的有效措施。交通擁堵費是指在城市部分中心區域、重點交通路段、限制時間的通行等，通過運用交通信息手段對出行者收取一定的擁堵費用，其本質是用經濟手段來緩解交通擁堵，加強交通需求管理，合理調節出行者的交通出行成本，引導市民減少私家車使用頻率，多使用公共交通，使道路上的交通流重新分布，使路網流量趨于均衡，實現交通擁堵的緩解；目的是利用經濟手段來限制城市高峰期的車流密度，達到緩解城市交通擁擠的發生，提高整個城市交通的運營效率。（2）擁擠收費、車輛識別系統、計費方式、充電技術要求，混亂的收費系統、監督檢驗、違法處理方法的制定是以大數據為支撐的。根據大數據制定的交通擁擠費用后，每天進入城市中心的車輛數下降了20%～30%，車輛的速度比以前增加25%，50%～60%的市民轉向公共交通。在征收擁堵費用的市中心，經檢測，汽車尾氣排放量直接降低10%左右。同時可將交通擁堵費所得投入到改善公共交通設施建設中，使得社會、經濟和環境效益得到良性改善。

主要參考文獻：

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