信息化手段助力交通調(diào)查實施的分析
——基于烏魯木齊2021年綜合交通調(diào)查工作

程志華

[烏魯木齊市城市綜合交通項目研究中心（烏魯木齊市軌道交通項目建設(shè)中心），新疆 烏魯木齊 830018]

0 引言

隨著國內(nèi)城市化進程的不斷推進，交通作為城市運行過程中最為關(guān)鍵的一環(huán)，其建設(shè)發(fā)展的成效將直接影響一個城市的發(fā)展上限，因此在交通規(guī)劃、建設(shè)和管理決策的過程中我們需更加重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準確性，在目前大力發(fā)展信息化建設(shè)的背景下，促進傳統(tǒng)調(diào)查與信息化技術(shù)相互融合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準采集及高效應(yīng)用。

1 交通調(diào)查行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 交通調(diào)查發(fā)展起源

美國率先于1933年在小石城、新奧爾良、孟菲斯等幾座不同規(guī)模的城市執(zhí)行了針對市民日常出行情況的訪問式調(diào)查工作[1]。通過抽取一定比例樣本的形式，采集市民在某一天的出行次數(shù)、出行起止點、出行目的、交通方式等數(shù)據(jù)，并依據(jù)這次采集到的數(shù)據(jù)估算市內(nèi)居民的出行總量[2]。這次帶有試驗性質(zhì)的出行調(diào)查成了今后各個國家實行居民出行特征調(diào)查的開端及藍本。

1.2 國內(nèi)交通調(diào)查發(fā)展情況

我國于20世紀80年代首次開展綜合交通調(diào)查，至今已有40年的發(fā)展歷程，目前我國已有上百個城市完成了交通相關(guān)的調(diào)查工作，覆蓋了全國大部分區(qū)域的大中型城市，同時少量中小型城市也逐步意識到了交通調(diào)查對摸清居民出行規(guī)律、支撐交通規(guī)劃及管理的重要性[3]。在這個發(fā)展過程中，越來越多的城市還意識到了調(diào)查數(shù)據(jù)滾動更新的必要性，如上海、北京、天津、沈陽、烏魯木齊等城市，每隔數(shù)年便會開展新一輪的普查工作或進行維護性調(diào)查工作。

1.3 烏魯木齊交通調(diào)查發(fā)展沿革

烏魯木齊市目前已開展了多次全市范圍內(nèi)的大規(guī)模綜合交通調(diào)查，基于對調(diào)查數(shù)據(jù)的分析，揭示城市交通發(fā)展內(nèi)在規(guī)律，為烏魯木齊城市總規(guī)、交通發(fā)展白皮書、綜合交通體系規(guī)劃等交通戰(zhàn)略和政策制定以及交通規(guī)劃模型的建立提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2021年所開展的綜合交通調(diào)查工作重點調(diào)查范圍為烏魯木齊市六個主要城區(qū)，即天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、新市區(qū)、水磨溝區(qū)、經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、米東區(qū)。調(diào)查內(nèi)容包括：社會經(jīng)濟和基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)查，用地、人口和就業(yè)崗位調(diào)查，居民出行調(diào)查，小客車出行特征調(diào)查，貨運車輛出行特征調(diào)查，集體班車出行特征調(diào)查，出租車出行特征調(diào)查，停車設(shè)施普查與典型用地停車特征調(diào)查，道路流量調(diào)查，道路車速調(diào)查，基于車牌識別數(shù)據(jù)挖掘分析，軌道客流特征調(diào)查，公交校核線載客量、公共交通滿意度調(diào)查等14 項調(diào)查。

2 烏魯木齊2021年綜合交通調(diào)查信息化升級

2.1 調(diào)查執(zhí)行階段的信息化升級

2.1.1 智能化小程序應(yīng)用

烏魯木齊本次居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)采集方式是通過微信小程序進行現(xiàn)場入戶調(diào)查，系統(tǒng)內(nèi)置標準化的數(shù)據(jù)存儲整合方式與邏輯糾錯手段，為調(diào)查員提供友好的交互界面，大幅度提高調(diào)查效率。居民出行調(diào)查小程序提供了調(diào)查員的信息，實現(xiàn)了調(diào)查員與其調(diào)查街道、社區(qū)進行一一對應(yīng)，方便后期的調(diào)查數(shù)據(jù)校核。另外，系統(tǒng)借助百度地圖引擎及調(diào)查設(shè)備內(nèi)置的GPS信號模塊，精確定位調(diào)查戶的家庭地址，通過采集出行起止點的經(jīng)緯度坐標及POI 信息的搜索，保證應(yīng)用時可以適用不同標準的交通小區(qū)劃分，提高數(shù)據(jù)的可利用性。

2.1.2 視頻流量采集及自動識別

烏魯木齊在開展流量調(diào)查過程中大量采用視頻采集設(shè)備(圖1)，該設(shè)備無須人工現(xiàn)場看守，可直接架設(shè)在3m 左右的路燈、電線桿、樹上，具有全天候、長時間、易安裝、易操作等特點，極大節(jié)省了現(xiàn)場人員組織難度。同時，該設(shè)備還具有良好的可靠性，丟失損壞率極低。

圖1 流量識別設(shè)備

車流自動識別系統(tǒng)采用高清視頻方式對車輛進行多維度的檢測、提取車輛特征信息，依據(jù)車輛多維特征信息可以完整準確的辨識、確認車輛（圖2），從而判斷車輛類型、確認車輛身份[4]。

圖2 流量視頻識別系統(tǒng)

2.1.3 道路卡口車輛識別數(shù)據(jù)挖掘

烏魯木齊還利用既有卡口系統(tǒng)所采集的交通流相關(guān)過車信息作為流量采集的方法之一，采集的數(shù)據(jù)包括：車牌號碼、路口流水號、經(jīng)過時間、車輛速度、車輛類型等。通過路口流水號，卡口系統(tǒng)可以記錄該斷面的交通流特征[5]。雖然，卡口系統(tǒng)屬于斷面交通流監(jiān)測系統(tǒng)，但與線圈、地磁等系統(tǒng)相比，卡口系統(tǒng)記錄了車牌及通行時間信息，通過對車牌信息及每個卡口的經(jīng)過時間進行處理，可以還原車輛的出行軌跡和路段平均行駛速度。

2.1.4 車輛GPS 信息數(shù)據(jù)挖掘分析

烏魯木齊基于全市公交車和出租車GPS 設(shè)備全覆蓋的良好基礎(chǔ)，采用GPS 數(shù)據(jù)采集法，直接對車輛數(shù)據(jù)庫進行讀取和處理。GPS 數(shù)據(jù)可以記錄車輛行駛的路徑軌跡和運營狀況，通過充分挖掘GPS 數(shù)據(jù)可以獲取車輛運行特征，并能獲得路段車速，與已有的擁堵指數(shù)系統(tǒng)獲得的路段車速進行對比驗證。

通過GPS 數(shù)據(jù)進行分析處理，可以使GPS 數(shù)據(jù)與城市道路數(shù)據(jù)在時間和空間上相關(guān)聯(lián)，最終得到城市的交通狀況信息[6]。GPS 數(shù)據(jù)包含數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)關(guān)鍵算法、指標分析以及指標展示（圖3）。

圖3 數(shù)據(jù)處理技術(shù)框架圖

2.1.5 前置化的數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控

烏魯木齊本次調(diào)查還基于調(diào)查小程序及數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)嵌數(shù)據(jù)檢測算法，對數(shù)據(jù)整體分布、數(shù)據(jù)時間分布、數(shù)據(jù)空間分布以及出行對象的狀態(tài)分布4 個方面進行分析，從而判斷每天的數(shù)據(jù)質(zhì)量是否滿足各交通指標的分析需求。

時辰分布曲線，能夠充分顯示每天各時段數(shù)據(jù)丟失情況，對于數(shù)據(jù)丟失較為嚴重的時段可以進行數(shù)據(jù)切分處理，對于丟失時段較多的日期可以進行標注預(yù)警。

數(shù)據(jù)空間分布，能夠充分分析各交通單元的數(shù)據(jù)分布情況，在數(shù)據(jù)的空間采集范圍上對數(shù)據(jù)質(zhì)量進行初步評定，若空間數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯異常，將會對后續(xù)的數(shù)據(jù)分析算法產(chǎn)生較大的干擾。

2.2 調(diào)查數(shù)據(jù)應(yīng)用的信息化升級

烏魯木齊本次調(diào)查數(shù)據(jù)采集階段的標準化、信息化、無紙化為下階段的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)，為調(diào)查數(shù)據(jù)與信息化智能平臺的無縫銜接提供了基礎(chǔ)實施條件，在一定程度上提升了調(diào)查數(shù)據(jù)在交通規(guī)劃及交通管理工作中的使用效能。

2.2.1 可視化的數(shù)據(jù)存儲及管理

基于GIS 技術(shù)的應(yīng)用，將調(diào)查過程中所采集的GPS 數(shù)據(jù)與烏魯木齊空間數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，通過相關(guān)應(yīng)用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計及地圖發(fā)布等功能，實現(xiàn)了傳統(tǒng)圖標類數(shù)據(jù)成果向可視化的空間數(shù)據(jù)成果升級，為調(diào)查數(shù)據(jù)在時間及空間維度上的深度分析應(yīng)用提供了良好的條件。

2.2.2 實現(xiàn)高效及時的平臺數(shù)據(jù)更新

調(diào)查數(shù)據(jù)經(jīng)過采集階段的數(shù)據(jù)檢測后，可實現(xiàn)與既有信息化平臺的無縫銜接，通過平臺數(shù)據(jù)管理模塊，將前后端的展示分析字段與調(diào)查數(shù)據(jù)存儲表中的字段進行關(guān)聯(lián)，便可將調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成交通規(guī)劃、交通管理所用的成果數(shù)據(jù)。在這一過程中，省去了傳統(tǒng)的人工數(shù)據(jù)整理、人工數(shù)據(jù)錄入等流程，在提高數(shù)據(jù)傳遞效率的同時，大大降低了數(shù)據(jù)的誤傳風(fēng)險。

2.2.3 交通模型校核及更新

如何將數(shù)據(jù)合理應(yīng)用于交通模型，將是一個極大的挑戰(zhàn)。基于本次烏魯木齊調(diào)查所采用的信息化保障手段，可實現(xiàn)調(diào)查數(shù)據(jù)的快速調(diào)取、高效核驗及智能化的擴樣功能，同時基于調(diào)查數(shù)據(jù)的線上存儲模式，可以在交通信息化平臺內(nèi)嵌數(shù)據(jù)校核及數(shù)據(jù)交互算法，實現(xiàn)調(diào)查數(shù)據(jù)對既有模型參數(shù)的校核及修正工作。

例如：出租汽車GPS 數(shù)據(jù)可以獲取每日路段車速、擁堵等信息；IC 卡和電子支付數(shù)據(jù)可完整記錄乘客的站間OD 信息；公交車GPS 數(shù)據(jù)、卡口數(shù)據(jù)等一系列多源數(shù)據(jù)可通過平臺的數(shù)據(jù)調(diào)用接口，與模型預(yù)測的交通運行特征數(shù)據(jù)進行比對，評估調(diào)查數(shù)據(jù)與模型分配數(shù)據(jù)間的差異，從而為模型的更新維護提供數(shù)據(jù)支撐。

3 烏魯木齊交通調(diào)查體系未來發(fā)展的思考

3.1 制定長效化的調(diào)查工作機制

鑒于調(diào)查數(shù)據(jù)收集和應(yīng)用的重要性及調(diào)查組織實施難度，烏魯木齊作為首府城市應(yīng)制定常態(tài)化的調(diào)查數(shù)據(jù)滾動更新機制，并根據(jù)需求動態(tài)更新具有針對性的調(diào)查方案，每年度進行小成本、高效用、短周期的維護性調(diào)查，保證交通調(diào)查數(shù)據(jù)的高活力。如：基于城市發(fā)展建設(shè)態(tài)勢，針對重點地區(qū)開展小范圍的補充調(diào)查工作等；在某片區(qū)的集中性改造完成后，可針對片區(qū)內(nèi)部的人員出行特征、基礎(chǔ)設(shè)施等方面進行專項補充調(diào)查，以綜合性的既有調(diào)查數(shù)據(jù)為藍本，融合區(qū)域性的補充調(diào)查數(shù)據(jù)，維持調(diào)查數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準確性[7]。

3.2 制定有效的調(diào)查技術(shù)標準

隨著烏魯木齊交通相關(guān)業(yè)務(wù)的信息化建設(shè)進程不斷推進，各類應(yīng)用對數(shù)據(jù)的及時性、準確性的需求將持續(xù)提升。為了保證調(diào)查數(shù)據(jù)長期具備較高可用性，應(yīng)針對城市的交通特性，制定可長期執(zhí)行的調(diào)查技術(shù)標準，包括調(diào)查數(shù)據(jù)的類型、顆粒度、字段類型等。后期搭建的交通相關(guān)業(yè)務(wù)的信息化平臺都可針對此技術(shù)標準進行拓展開發(fā)，實現(xiàn)調(diào)查數(shù)據(jù)面向各類型應(yīng)用的無縫接入，降低數(shù)據(jù)的使用成本，提高調(diào)查數(shù)據(jù)的使用效能。

3.3 構(gòu)建交通調(diào)查與交通業(yè)務(wù)體系的強關(guān)聯(lián)

通過構(gòu)建交通調(diào)查成果與烏魯木齊交通規(guī)劃、建設(shè)和管理相關(guān)業(yè)務(wù)的強關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)多類型數(shù)據(jù)的互補、互查。針對交通規(guī)劃、建設(shè)和管理過程中所出現(xiàn)的局部基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏的情況，可通過有針對性地開展交通調(diào)查工作，完成交通業(yè)務(wù)底賬數(shù)據(jù)的修補工作，構(gòu)建基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)底座；針對調(diào)查數(shù)據(jù)中所呈現(xiàn)出的交通擁堵情況，可通過智能化的算法進行瓶頸的定位及擁堵溯源等工作，引導(dǎo)相關(guān)改善工作的開展；針對交通調(diào)查所獲取的數(shù)據(jù)資源，可通過線上接入、關(guān)聯(lián)比對的形式，逆向校核既有數(shù)據(jù)底賬的準確性，識別數(shù)據(jù)差異性，為數(shù)據(jù)糾錯、管理決策等工作提供支持。

4 結(jié)語

越來越多的城市開始重視交通調(diào)查的開展，并在一定程度上支撐了城市交通規(guī)劃、建設(shè)和管理決策。但交通調(diào)查的整體業(yè)務(wù)體系仍停留在以人工采集、線下分析、獨立應(yīng)用的狀態(tài)，并未能完全跟上交通規(guī)劃、建設(shè)和管理的信息化升級進程，這大大制約了調(diào)查工作的投入產(chǎn)出效益比。因此，達到一定規(guī)模的城市應(yīng)盡快實現(xiàn)交通調(diào)查業(yè)務(wù)的信息化升級，通過采用自動化的設(shè)備、智能化的算法提高數(shù)據(jù)采集效率及數(shù)據(jù)精度；通過構(gòu)建完善的調(diào)查數(shù)據(jù)信息化應(yīng)用體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)對交通規(guī)劃、建設(shè)和管理工作的賦能，提高交通調(diào)查成果效用。