數(shù)字交通背景下智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)建設(shè)

王玉 李萍

關(guān)鍵詞：數(shù)字交通;智慧交通;平臺(tái)建設(shè);數(shù)據(jù)中心;硬件設(shè)計(jì);軟件設(shè)計(jì)

1引言

城市建設(shè)規(guī)模的提升不僅提高了人均占地面積，也增加了城市人口密度與汽車(chē)保有量，根據(jù)交管部門(mén)錄入的信息與公示的數(shù)據(jù)可知，截至2021年，我國(guó)出行交通工具保有量超過(guò)了2.8x108輛[1]。城市在持續(xù)發(fā)展中，其交通管理暴露了一系列問(wèn)題，包括城市基礎(chǔ)交通設(shè)施的建設(shè)速度無(wú)法滿(mǎn)足城市交通工具日益增長(zhǎng)的需求：公共交通數(shù)量大幅度減少，但私家車(chē)數(shù)量呈倍數(shù)增長(zhǎng)：城市智慧化交管體系建設(shè)尚處于起步階段。越來(lái)越多的用戶(hù)向交管部門(mén)反饋道路交通出行擁堵問(wèn)題[2]。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)城市交通的合理規(guī)劃，提供群體便利的生活條件，數(shù)字交通理念被提出，它是指在城市交通管理領(lǐng)域中，充分利用數(shù)字化技術(shù)，對(duì)城市交通條件進(jìn)行全面感知，以獲取更加全面的城市交通數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)作為決策支撐，挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，建設(shè)動(dòng)態(tài)化交通服務(wù)管理模式，保證城市交通的通暢性、安全性與高效性。盡管相關(guān)工作在逐步開(kāi)展中已經(jīng)取得了部分成果，但由于智慧交通數(shù)據(jù)中心的建設(shè)尚未完善，導(dǎo)致其他工作一直處于滯后狀態(tài)[3]。因此，本文以數(shù)字交通為背景，從硬件與軟件兩個(gè)方面，對(duì)智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的建設(shè)展開(kāi)研究，旨在為城市交通的動(dòng)態(tài)化管理提供決策指導(dǎo)與幫助。

2硬件設(shè)計(jì)

為確保智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中可滿(mǎn)足城市交通數(shù)字化管理需求，在開(kāi)展相關(guān)研究前，對(duì)平臺(tái)硬件架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]，如圖1所示。

從圖1中可以看出，本文設(shè)計(jì)的平臺(tái)主要包括智能設(shè)備、檢索工具、處理器、引擎、硬盤(pán)、傳感器、采集設(shè)備、數(shù)據(jù)接口等硬件。為確保硬件設(shè)備可滿(mǎn)足平臺(tái)應(yīng)用需求，下文以數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)采集設(shè)備為例，進(jìn)行平臺(tái)硬件設(shè)備的設(shè)計(jì)。

2.1數(shù)據(jù)接口設(shè)備選型

為確保硬件設(shè)備可以在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮預(yù)期的使用效果，此次研究選用SMX-65301/560IT型號(hào)的數(shù)據(jù)接口設(shè)備，其為單刀四擲設(shè)備，由于此設(shè)備具有雙路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，因此可以實(shí)現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)高頻帶信號(hào)的實(shí)時(shí)切斷[5]。將此接口集成在通信終端，其中SMB公共連接頭可以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取。同時(shí)，此接口可以直接接人以太網(wǎng)，使用KJ930帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，符合IEEE805.32通信標(biāo)準(zhǔn)，適用于不同類(lèi)型的作業(yè)環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，對(duì)接口設(shè)備的接人技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如表1所列。

在設(shè)計(jì)中，考慮到智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的覆蓋范圍較廣，因此需要結(jié)合實(shí)際情況，在不同的監(jiān)控區(qū)間設(shè)計(jì)不同數(shù)量的接口進(jìn)行交通數(shù)據(jù)的傳輸。

2.2數(shù)據(jù)采集設(shè)備選型

完成上述設(shè)計(jì)后，選用由華辰智通企業(yè)開(kāi)發(fā)的HN-NET設(shè)備作為本文開(kāi)發(fā)平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，根據(jù)平臺(tái)在運(yùn)行中的實(shí)際需求，選用HTCR-15000型號(hào)或JHI-13000型號(hào)的采集設(shè)備作為本平臺(tái)設(shè)備。在設(shè)計(jì)中，將此設(shè)備與平臺(tái)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，使用單協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸即可滿(mǎn)足終端對(duì)交通數(shù)據(jù)的采集需要。

3軟件設(shè)計(jì)

3.1建立智慧交通數(shù)據(jù)庫(kù)

完成對(duì)此平臺(tái)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)后，下文以數(shù)字交通為研究背景，建立智慧交通數(shù)據(jù)庫(kù)。在此過(guò)程中，需要先操作計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建的需求分析，根據(jù)設(shè)計(jì)的概念結(jié)構(gòu)，進(jìn)行交通數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)數(shù)據(jù)邏輯，建立實(shí)體數(shù)據(jù)表，具體如表2所列。

按照表2所列結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)城市智慧交通道路流量數(shù)據(jù)表、路口流量數(shù)據(jù)表、分時(shí)段數(shù)據(jù)表，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式后，將數(shù)據(jù)錄入表格并存儲(chǔ)在終端。

3.2智慧交通數(shù)據(jù)采集、交換與處理

完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建后，根據(jù)數(shù)據(jù)源訪問(wèn)引擎，從多渠道進(jìn)行智慧交通數(shù)據(jù)的獲取。將獲取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)與集成，構(gòu)建城市交通數(shù)據(jù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。對(duì)數(shù)據(jù)的獲取與聚類(lèi)過(guò)程進(jìn)行描述：

4實(shí)例應(yīng)用分析

上文從三個(gè)方面完成了智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的建設(shè)，為檢驗(yàn)本平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中是否能發(fā)揮預(yù)期的效果，下文以某地區(qū)的交通管理單位為例，開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

此次實(shí)驗(yàn)選用的數(shù)據(jù)由“地區(qū)融合5G智能通信交管中心”提供，數(shù)據(jù)包括地區(qū)車(chē)流量數(shù)據(jù)、人流量數(shù)據(jù)、交通綠波規(guī)劃數(shù)據(jù)等。按照本文設(shè)計(jì)的方法.先進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際工作需求，進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立智慧交通數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)上，引進(jìn)人工智能技術(shù)與VR技術(shù)，建立數(shù)據(jù)中心平臺(tái)交互操作界面，在界面中按照設(shè)計(jì)步驟，進(jìn)行智慧交通數(shù)據(jù)采集、交換與處理。同時(shí)，引人數(shù)據(jù)共享模式，進(jìn)行平臺(tái)模塊化功能展示。

完成本平臺(tái)在智慧交通管理終端的規(guī)范化部署后，對(duì)此平臺(tái)的綜合性能展開(kāi)測(cè)試。測(cè)試中，先進(jìn)行交通數(shù)據(jù)錄入與導(dǎo)出速度的測(cè)試，將信號(hào)測(cè)試設(shè)備安裝在平臺(tái)接口，對(duì)數(shù)據(jù)流的傳輸與流通過(guò)程進(jìn)行感知。在前端發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)來(lái)自不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將以離散化狀態(tài)分布在空間中。平臺(tái)將在處理數(shù)據(jù)過(guò)程中進(jìn)行錄入數(shù)據(jù)的校驗(yàn)、緩沖、格式調(diào)試、集成與存儲(chǔ)，將處理過(guò)程中數(shù)據(jù)的流通穩(wěn)定性作為評(píng)價(jià)本文開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)中心平臺(tái)可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)。獲取部分時(shí)序下的數(shù)據(jù)傳輸情況，如圖2所示。

從圖2所示的測(cè)試結(jié)果可以看出，平臺(tái)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率基本可以控制在30bps/s -40bps/s范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)在流通過(guò)程中的傳輸速率變化較為穩(wěn)定，無(wú)明顯的異常傳輸現(xiàn)象。因此，在完成上述研究后，可以得出此次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：本文建設(shè)的數(shù)字交通背景下智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，可以保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的穩(wěn)定性，并保證數(shù)據(jù)在平臺(tái)中流通的安全性與效率。

5結(jié)束語(yǔ)

本文以數(shù)字交通為研究背景，從硬件結(jié)構(gòu)與軟件功能兩個(gè)方面，對(duì)智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)建設(shè)展開(kāi)研究。完成設(shè)計(jì)后，通過(guò)實(shí)例檢驗(yàn)的方式，證明了此平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中的效果良好。但此次設(shè)計(jì)也存在一些不足，如沒(méi)有選用傳統(tǒng)的數(shù)字中心平臺(tái)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。因此，在后續(xù)的研究中，還將結(jié)合不同地區(qū)交通管理部門(mén)的實(shí)際工作需求，設(shè)計(jì)更加完善的智慧交通數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，為后續(xù)相關(guān)工作的規(guī)范化實(shí)施提供進(jìn)一步的指導(dǎo)與幫助，解決我國(guó)道路車(chē)輛擁擠等方面的問(wèn)題。