高速公路交通大數據分析及挖掘技術展望

摘要：隨著計算機、物聯網及傳感技術快速發展，高速公路行業積累了海量數據，但針對交通大數據開展的分析及挖掘工作卻很少，且未對海量數據中隱藏的有效信息進行充分挖掘。鑒于此，分析了山西省交通行業數據分析及挖掘技術現有基礎，并提出了下一步研究方向及典型應用展望。

關鍵詞：大數據;分析及挖掘;交通行業

1? ? 技術背景

21世紀，伴隨著信息技術和互聯網的爆發式發展，人類進入大數據時代。數據成為國家核心戰略資源和社會財富[1]，全球范圍內研究發展大數據、運用大數據推動經濟發展成為大勢所趨。IBM公司研究報告表明，當前各行業數據的分析利用率極低，僅為1%。交通行業數據雖然由于細粒度、連續性及信息豐富等優勢具備大數據分析挖掘基礎，但也由于數據增長快、覆蓋面廣、數據深度高、格式不統一、信息孤島等原因，致使其分析挖掘比例更低。因此，加快交通大數據的清洗、分析挖掘及應用等關鍵技術攻關，對積極響應國家大數據戰略、交通強國戰略，促進山西經濟轉型意義深遠。

2? ? 現有基礎

2.1? ? 政策保障

山西省通過加快組織建設與政策保障推動大數據技術推進，給予大數據產業系列政策支持，發展潛力指數位居全國前列。2016年，山西省發布《山西省國民經濟和社會發展第十三個五年（2016—2020年）規劃綱要》和《山西省“十三五”戰略性新興產業發展規劃》，明確構建現代綜合交通運輸體系，推動大數據、云計算等戰略性新興產業在交通運輸、環保、國土資源等行業領域應用;2017年，山西省發布《山西省大數據發展規劃（2017—2020年）》，力求在大數據戰略實施上取得突破，促進全省經濟轉型發展;2019年，《山西省促進大數據發展應用2019年行動計劃》再次明確“推進大數據在交通、旅游等民生領域應用不斷深入”;2020年4月，山西省發布《山西省大數據發展應用促進條例》，要求推動經濟社會各領域的數字化、網絡化、智能化發展。因此，山西省交通大數據產業化發展符合政策導向。

2.2? ? 數據基礎

自大數據國家戰略實施以來，山西省積極推進山西聯通、山西移動、山西電信、百度（陽泉）公司、呂梁軍民融合研究院、北斗山西分公司等大數據中心建設，推動浪潮集團、華為公司、新華三通信公司等互聯網企業數據中心和云平臺項目在山西省落地建設。2019年，山西交通控股集團著力打造了自己的數據中心。

山西省交控集團數據中心的建設使山西省交通大數據分析及挖掘工作成為可能，為深化大數據在交通行業的示范應用奠定了數據基礎。

2.3? ? 技術基礎

山西省交通科技研發有限公司致力于交通運輸行業的科學研究與技術咨詢，近五年，交研公司智能裝備、智慧交通、交通安全及橋梁與隧道工程等研究院累計承擔國家、省部級大數據相關科研項目7項。同時，項目開展過程中形成了由3名博士牽頭、10余名碩士為技術骨干的“大數據分析與應用” “數據挖掘” “數據可視化展示”等跨院技術合作團隊。

2.4? ? 人才資源

截至2019年底，全國共477所高校本科專業獲批，山西省以14所高校的總量位居全國第五，如太原理工大學、山西大學、中北大學等。數據科學與大數據技術專業的設立培養了大批社會急需的具備大數據處理及分析能力的高級復合型人才，為交通行業數據分析及挖掘奠定了人才基礎。

3? ? 研究方向

3.1? ? 研究內容

基于交通行業大數據規模大、速度快、多樣、價值密度低等特點，建立大數據處理技術體系[2]，并開展存儲及融合、分析及挖掘、可視化決策、數據應用等研究工作。

3.1.1? ? 多源異構數據的混合存儲及融合技術

交通行業在生產、設計、施工、經營及管理過程中會產生大量異構數據，多源異構數據的統一存儲及融合技術是首先要解決的關鍵問題，也是對交通大數據進行充分挖掘和應用的前提。開展數據存儲技術及融合算法研究，并建立適用于交通行業的數據模型，實現異構數據的快速存儲及查詢、錄入數據的統一標準化，是當前交通行業大數據分析工作的重點之一[3]。

3.1.2? ? 基于云計算的數據分析挖掘體系

建立基于云平臺的數據分析挖掘體系，提高非向量數據的挖掘能力，開展基于分類、回歸分析、Web數據挖掘等方法的數據分析研究[3]，并建立各類型數據挖掘模型，實現各結構類型數據的分析與深入挖掘，進一步提高交通行業大數據的服務價值。

3.1.3? ? 數據的可視化決策

基于新型數據可視化決策技術，將復雜的數據信息以圖、表形式直觀顯示，并動態呈現數據變化趨勢，提高管理人員依據數據進行生產經營管理決策的科學性[4]。

3.1.4? ? 提升數據應用水平

積極響應國家大數據發展戰略，借助物聯網、云計算等技術[5]，切實推進大數據技術在交通產業的應用，打造深度融合數據存儲、分析、挖掘、加工處理和應用展示的高度集成平臺，從而促使交通行業的信息化管理水平取得全面提升。

3.2? ? 典型應用

基于現有數據開展面向交通運營的數據分析與挖掘技術研究工作，列舉幾個典型應用：

（1）基于集團業務數據及戰略布局，建立集團統一數據標準，通過數據清洗實現不同數據互聯互通。基于大數據挖掘技術，建立業務數據模型，充分繪制潛在客戶畫像，為集團提供針對需求的預測數據進而驅動業務增長。

（2）基于視頻監控系統積累的海量數據，開展高速公路視頻大數據挖掘分析與應用，構建以交通流大數據為特征的數據處理模型，解決道路擁擠、車輛稽查、交通安全等問題，提升高速公路整體營運管理和服務水平。

（3）交控集團管理運營高速公路超5 000 km，占全省高速公路總里程95%以上，基于高速公路收費系統積累的海量數據，開展高速公路貨運/客運情況的大數據分析，預測山西省經濟景氣情況，助力山西經濟轉型發展。

（4）基于交控集團在高速公路等重大交通基礎設施開展的全過程業務，創新型引入大數據能源管理，在設計規劃、施工段、運營等多個階段通過數據化的能源管理系統實現基礎設施建設的安全、綠色、智慧，積極響應國家發展戰略。

（5）基于集團在高速公路路面、隧道、橋梁等開展的檢測、監測及養護業務，開展病害數據、養護數據的分析與挖掘，為交通基礎設施建設和養護提供全方面的決策信息支持，提高服務水平。

（6）緊跟技術前沿，開展面向交通安全等相關領域的數據分析與挖掘技術研究。

4? ? 發展前景

交通大數據分析及挖掘技術研究立足交控集團發展需求，緊抓大數據產業戰略發展契機，圍繞研發設計、終端制造、平臺構建、應用服務等關鍵環節，改造提升集團傳統產業，全面推進技術、產業、產品、市場和管理等創新，優化資源配置，降本增效，提高集團服務質量。

通過交通大數據深度挖掘和廣泛應用，提供行業大數據解決方案，形成面向行業應用的自主大數據產品和服務體系，致力于成為山西省大數據龍頭企業，帶動大數據相關技術、產業、資金、人才等在我省高度集聚，構建形成完整的大數據產業生態集群，促進山西信息產業快速發展。

未來依托企業在大數據領域的知名度，舉辦大數據國際年會、大數據產業峰會以及國際山西大數據產業博覽會等重大活動，吸引華為、高通、中國普天等通信技術企業入駐，以及阿里巴巴和京東等互聯網企業建立山西電子商務集群，不斷推出大數據應用項目，做強大數據產業，共享市場收益。

[參考文獻]

[1] 吳智高.淺談我國大數據產業發展特征與不足及建議措施[J].科技資訊，2018，16（36）：30-31.

[2] 彭宇，龐景月，劉大同，等.大數據：內涵、技術體系與展望[J].電子測量與儀器學報，2015，29（4）：469-482.

[3] 胡佳.大數據時代的數據分析與挖掘[J].中國新通信，2014（23）：34.

[4] 孫澤鵬.大數據中心建設模式思考[J].中國信息化，2017（7）：68-70.

[5] 鄧仲華，劉偉偉，陸穎雋.基于云計算的大數據挖掘內涵及解決方案研究[J].情報理論與實踐，2015，38（7）：103-108.

收稿日期：2020-06-02

作者簡介：孫貝（1988—），女，河南洛陽人，工學碩士，工程師，研究方向：大數據分析、智能裝備成套技術。