大數據體系研究與應用實踐

張孜等

現代化城市交通管理服務已經進入了以數據資源和信息技術為雙輪驅動的新時期。大數據為交通管理和服務提供了更廣闊的視野和更有效的途經。為了推進交通治理體系和治理能力的現代化，提升品質交通服務能力，廣州市面向新時代城市交通發展需求，完善了交通信息化建設管理體制機制，深入研究了城市智能交通大數據體系，搭建了廣州市“一個中心、三大平臺”的智能交通大數據體系框架，持續推進大數據等新一代信息技術在城市交通領域的融合應用，在數據感知、處理、應用等方面開展了一系列創新實踐，為交通運輸行業大數據應用提供經驗借鑒。

城市智能交通大數據應用現狀

近年來，針對城市交通大數據的研究和應用方興未艾，主要集中在大數據基礎理論研究、大數據關鍵技術研究、交通領域大數據應用三方面。

大數據基礎理論研究主要涉及時效約束的大數據多尺度匯聚計算和動態圖譜、高維空間的隱性知識序貫挖掘與演化模型、交通態勢的預測機理與調控策略等領域。

大數據關鍵技術研究主要從基于Hadoop框架的MapReduce模式、數據倉庫、大數據處理、中央數據登記簿、平臺交通地理信息系統應用、基于非序列性數據操作、大數據融合處理、實時數據分發訂閱等方面展開。

交通領域大數據應用主要以數據驅動的方式，分析交通狀況、出行規律，建立智能交通系統的分析、評價、預測模型，用于交通規劃、管理、決策、控制、服務。交通領域大數據應用主要集中在：城市交通數據與跨行業數據關聯分析挖掘、城市交通流預測、城市旅游線路推薦及交通誘導、車輛識別系統、交通事故預警及安全監控、城市交通布局與規劃、基于大數據的交通信息服務。

總之，當前交通大數據的研究應用缺乏針對城市整體智能交通大數據體系的頂層規劃設計，包括數據采集、軟硬件體系、業務及服務應用、保障體系及機制等方面的統籌規劃、系統梳理、深入研究與融合應用。

依托交通大數據資源形成的“數據智慧”，亟須構建以交通大數據體系為統領、科技創新為驅動的發展模式，滿足現代化交通管理服務需求。首先，需完善網絡化、標準化的交通狀態感知體系，進一步整合數據資源;其次，需創新交通大數據分析應用，支撐城市交通高效運營管理、智能化服務;最后，需強化頂層設計、融合發展，構建城市智能交通大數據生態體系。

城市智能交通大數據體系發展目標：（1）從城市交通層面，驅動城市交通創新發展。以需求為導向、以數據為核心、以科技為支撐，圍繞數據采集、傳輸、存儲、處理、分析挖掘、展現應用、開放創新全鏈條，促進城市交通大數據開發利用，提升交通數據治理能力，支撐交通決策管理創新、交通信息服務創新，引導交通行業體制創新。（2）從城市整體層面，推進城市融合智慧發展。基于城市交通大數據體系，圍繞“交通出行空間”，以交通大數據為紐帶，推動交通與城市其他領域數據共享、融合，促進城市規劃布局、管理決策、運營服務的智慧發展。（3）從產業體系層面，推動產業生態體系構建。基于大數據在智能交通的融合應用，優化保障體系和創新機制，發展相關軟硬件研發、新興服務業態，推動大數據產業和智能交通產業協同創新發展，打造城市交通大數據產業生態體系。

城市智能交通大數據體系框架：以城市交通大數據中心為核心，結合人工智能、云計算、移動互聯網、物聯網等技術手段，通過數據采集平臺、共享交換平臺，全面采集、有機整合各種交通數據，以應用為導向，通過云平臺對數據加以分析挖掘，從而支撐綜合業務平臺和創新服務平臺的有關應用，并完善標準規范、保障體系、數據共享開放機制、應用創新機制，構建適用于大中型城市的智能交通大數據體系，支撐新時代的智能交通運營管理服務。

城市智能交通大數據體系涵蓋3個子體系、4個層級、3個子體系：

基礎支撐子體系：包括智能感知平臺和智能交通大數據中心。

創新應用子體系：包括綜合業務平臺和創新服務平臺。

長效發展子體系：包括產業子體系、保障子體系、共享開放機制、應用創新機制。

感知層：以感知網絡為基礎，借助各類檢測手段和檢測設備，感知采集人、車、路、環境等數據，形成立體化、全領域的感知能力。

分析層：通過高速通信網絡實現對“感知層”數據的傳輸，實現交通數據共享交換平臺對數據的整合，實現對綜合交通數據的深度分析，為應用層和服務層提供支撐。

應用層：應用的主體包括企業和政府。前者主要是應用數據提升企業經營管理效能，從而更好地提供交通運輸服務;后者是以數據提升交通治理能力，增強模糊征兆預判能力，輔助精細化管理決策。

服務層：基于分析層的數據分析能力、應用層的基礎業務能力，借助移動互聯網等手段，創新實時互聯交通服務模式和業態，面向公眾提供出行誘導、查詢、預約、支付、評價等綜合性、一體化服務，也可進一步為分析層提供更加豐富、全面的交通數據。

大數據體系實踐

廣州市從促進數據感知共享、強化數據傳輸效率、深化數據挖掘分析、創新數據應用服務4個方面出發，構建了“一個中心、三大平臺”的城市智能交通大數據體系。其中，“一個中心”指的是交通大數據中心，“三大平臺”分別是智能感知平臺、綜合業務平臺和創新服務平臺。在智能交通大數據體系框架下，廣州市強化數據融合分析與關聯挖掘，構建跨維度數據分析能力，以大數據創新驅動行業治理和服務品質提升。

下面根據框架的結構分別選取典型案例進行介紹。

（1）廣州市交通行業數據共享與分析服務平臺。作為交通大數據中心的核心組成部分，廣州市交通行業數據共享和分析服務平臺整 合了廣州交通行業的數據資源。

數據資源涵蓋17個行業，共800多類數據，接入90余個交通行業信息系統，每天新增數據量超過250 GB。同時平臺實現了跨部門、跨行業、跨領域的信息共享，接入廣州市公安局、地鐵集團、氣象局、環保局等數據資源，支撐重點區域的客流監測分析、疏運保障、交通治理、高速路與快速路交通保障等應用。此外，該平臺建立了廣州市交通行業數據標準規范、數據資源目錄、數據資源共享和基礎應用服務等核心體系，按照交通運輸部相關數據標準及本地數據應用需要，梳理完成5000多項數據標準，進一步加強和規范了交通信息數據的共享管理工作，統籌管理全市交通行業數據資源，為各類業務系統提供數據綜合集成分析能力。

（2）交通運行綜合監測與融合管理平臺。該平臺采用多維度集成化數據融合管理方式，對機場、港口、鐵路、公交、出租、地鐵、水上巴士、客貨運輸、維修駕培、交通路網和站場、實時路況及人群客流等各領域情況進行集成管理，實現綜合信息監測、多維專題分析、預警提醒等功能。平臺通過業務融合分析，有針對性地開展綜合交通、公共交通、道路運輸、城市交通治理等多個業務數據的決策研究，建立分層分級交通情形一站管控，為全面掌控交通態勢、科學指揮調度提供支持。