廣州智能交通大數(shù)據(jù)體系研究與實踐

導讀：為了推進交通治理體系和治理能力的現(xiàn)代化，提升品質(zhì)交通服務能力，廣州市面向新時代城市交通發(fā)展需求，健全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(shù)據(jù)體系。

現(xiàn)代化城市交通管理服務已經(jīng)進入了以數(shù)據(jù)資源和信息技術(shù)為雙輪驅(qū)動的新時期。

大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為數(shù)字經(jīng)濟新時代不可或缺的生產(chǎn)資料，給城市交通的技術(shù)發(fā)展與應用革新帶來了機遇和挑戰(zhàn)，為交通管理和服務提供了更廣闊的視野和更有效的途經(jīng)。

為了推進交通治理體系和治理能力的現(xiàn)代化，提升品質(zhì)交通服務能力，廣州市面向新時代城市交通發(fā)展需求，健全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(shù)據(jù)體系，搭建了廣州市“一個中心、三大平臺”的智能交通大數(shù)據(jù)體系框架，持續(xù)推進大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)在城市交通領域的融合應用，在數(shù)據(jù)感知、處理、應用等方面開展了一系列創(chuàng)新實踐，為交通運輸行業(yè)大數(shù)據(jù)應用提供經(jīng)驗借鑒。

廣州智能交通大數(shù)據(jù)體系研究與實踐

城市智能交通大數(shù)據(jù)體系架構(gòu)

本節(jié)結(jié)合交通大數(shù)據(jù)的研究應用現(xiàn)狀及現(xiàn)代化交通發(fā)展需求，基于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、業(yè)務應用及服務創(chuàng)新等方面，分析城市智能交通大數(shù)據(jù)體系發(fā)展目標，構(gòu)建城市智能交通大數(shù)據(jù)體系。

1、 交通大數(shù)據(jù)研究應用現(xiàn)狀

近年來，針對城市交通大數(shù)據(jù)的研究和應用方興未艾，主要集中在大數(shù)據(jù)基礎理論研究、大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)研究、交通領域大數(shù)據(jù)應用3個方面。

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

● 大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)研究主要從基于Hadoop框架的MapReduce模式、數(shù)據(jù)倉庫、大數(shù)據(jù)處理/挖掘、中央數(shù)據(jù)登記簿、平臺交通地理信息系統(tǒng)(geography information system-transportation， GIS-T)應用、基于非序列性數(shù)據(jù)操作、大數(shù)據(jù)融合處理、實時數(shù)據(jù)分發(fā)訂閱等方面展開。

● 交通領域大數(shù)據(jù)應用主要以數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式，分析交通狀況、出行規(guī)律，建立智能交通系統(tǒng)的分析、評價、預測模型，用于交通規(guī)劃、管理、決策、控制、服務。

交通領域大數(shù)據(jù)應用主要集中在：城市交通數(shù)據(jù)與跨行業(yè)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)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(tǒng)、交通事故預警及安全監(jiān)控、城市交通布局與規(guī)劃、基于大數(shù)據(jù)的交通信息服務。

總之，當前交通大數(shù)據(jù)的研究應用缺乏針對城市整體智能交通大數(shù)據(jù)體系的頂層規(guī)劃設計，包括數(shù)據(jù)采集、軟硬件體系、業(yè)務及服務應用、保障體系及機制等方面的統(tǒng)籌規(guī)劃、系統(tǒng)梳理、深入研究與融合應用。

2、面向新時代的城市交通大數(shù)據(jù)發(fā)展需求

依托交通大數(shù)據(jù)資源形成的“數(shù)據(jù)智慧”，亟須構(gòu)建以交通大數(shù)據(jù)體系為統(tǒng)領、科技創(chuàng)新為驅(qū)動的發(fā)展模式，滿足現(xiàn)代化交通管理服務需求。首先，需完善網(wǎng)絡化、標準化的交通狀態(tài)感知體系，進一步整合數(shù)據(jù)資源;其次，需創(chuàng)新交通大數(shù)據(jù)分析應用，支撐城市交通高效運營管理、智能化服務;第三，需強化頂層設計、融合發(fā)展，構(gòu)建城市智能交通大數(shù)據(jù)生態(tài)體系。

3、城市智能交通大數(shù)據(jù)體系發(fā)展目標

(1)從城市交通層面，驅(qū)動城市交通創(chuàng)新發(fā)展

以需求為導向、以數(shù)據(jù)為核心、以科技為支撐，圍繞數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、處理、分析挖掘、展現(xiàn)應用、開放創(chuàng)新全鏈條，促進城市交通大數(shù)據(jù)開發(fā)利用，提升交通數(shù)據(jù)治理能力，支撐交通決策管理創(chuàng)新、交通信息服務創(chuàng)新，引導交通行業(yè)體制創(chuàng)新。

(2)從城市整體層面，推進城市融合智慧發(fā)展

基于城市交通大數(shù)據(jù)體系，圍繞“交通出行空間”，以交通大數(shù)據(jù)為紐帶，推動交通與城市其他領域數(shù)據(jù)共享、融合，促進城市規(guī)劃布局、管理決策、運營服務的智慧發(fā)展。

(3)從產(chǎn)業(yè)體系層面，推動產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系構(gòu)建

基于大數(shù)據(jù)在智能交通的融合應用，優(yōu)化保障體系和創(chuàng)新機制，發(fā)展相關(guān)軟硬件研發(fā)、新興服務業(yè)態(tài)，推動大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)和智能交通產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展，打造城市交通大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。

4、城市智能交通大數(shù)據(jù)體系框架

以城市交通大數(shù)據(jù)中心為核心，結(jié)合人工智能、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，通過數(shù)據(jù)采集平臺、共享交換平臺，全面采集、有機整合各種交通數(shù)據(jù)，以應用為導向，通過云平臺對數(shù)據(jù)加以分析挖掘，從而支撐綜合業(yè)務平臺和創(chuàng)新服務平臺的有關(guān)應用，并完善標準規(guī)范、保障體系、數(shù)據(jù)共享開放機制、應用創(chuàng)新機制，構(gòu)建適用于大中型城市的智能交通大數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)體系涵蓋3個子體系、4個層級。3個子體系如下。

● 基礎支撐子體系：包括智能感知平臺和智能交通大數(shù)據(jù)中心。

● 創(chuàng)新應用子體系：包括綜合業(yè)務平臺和創(chuàng)新服務平臺。

● 長效發(fā)展子體系：包括產(chǎn)業(yè)子體系、保障子體系、共享開放機制、應用創(chuàng)新機制。

4個層級如下。

● 感知層：以感知網(wǎng)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(huán)境等交通要素數(shù)據(jù)，形成立體化、全領域的感知能力。

● 分析層：通過高速通信網(wǎng)絡實現(xiàn)對“感知層”數(shù)據(jù)的傳輸，實現(xiàn)交通數(shù)據(jù)共享交換平臺對數(shù)據(jù)的整合，實現(xiàn)對綜合交通數(shù)據(jù)的深度分析，為應用層和服務層提供技術(shù)支撐。

● 應用層：應用的主體包括企業(yè)和政府。前者主要是應用數(shù)據(jù)提升企業(yè)經(jīng)營管理效能，從而更好地提供交通運輸服務;后者是以數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析能力、應用層的基礎業(yè)務能力，借助移動互聯(lián)網(wǎng)等手段，創(chuàng)新實時互聯(lián)交通服務模式和業(yè)態(tài)，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(shù)據(jù)。

廣州智能交通大數(shù)據(jù)體系實踐

1、廣州智能交通大數(shù)據(jù)體系框架

廣州市從促進數(shù)據(jù)感知共享、強化數(shù)據(jù)傳輸效率、深化數(shù)據(jù)挖掘分析、創(chuàng)新數(shù)據(jù)應用服務4個方面出發(fā)，構(gòu)建了“一個中心、三大平臺”的城市智能交通大數(shù)據(jù)體系。

其中，“一個中心”指的是交通大數(shù)據(jù)中心，“三大平臺”分別是智能感知平臺、綜合業(yè)務平臺和創(chuàng)新服務平臺。

2、廣州智能交通大數(shù)據(jù)應用案例

在智能交通大數(shù)據(jù)體系框架下，廣州市強化數(shù)據(jù)融合分析與關(guān)聯(lián)挖掘，構(gòu)建跨維度數(shù)據(jù)分析能力，以大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動行業(yè)治理和服務品質(zhì)提升。下面根據(jù)框架的結(jié)構(gòu)分別選取典型案例進行介紹。

(1)廣州市交通行業(yè)數(shù)據(jù)共享與分析服務平臺

作為交通大數(shù)據(jù)中心的核心組成部分，廣州市交通行業(yè)數(shù)據(jù)共享和分析服務平臺整 合了廣州交通行業(yè)的數(shù)據(jù)資源。

數(shù)據(jù)資源涵蓋17個行業(yè)，共800多類數(shù)據(jù)，接入90余個交通行業(yè)信息系統(tǒng)，每天新增數(shù)據(jù)量超過250 GB。

同時平臺實現(xiàn)了跨部門、跨行業(yè)、跨領域的信息共享，接入廣州市公安局、地鐵集團、氣象局、環(huán)保局等數(shù)據(jù)資源，支撐重點區(qū)域的客流監(jiān)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(yè)數(shù)據(jù)標準規(guī)范、數(shù)據(jù)資源目錄、數(shù)據(jù)資源共享和基礎應用服務等核心體系，按照交通部相關(guān)數(shù)據(jù)標準及本地數(shù)據(jù)應用需要，梳理完成5 000多項數(shù)據(jù)標準，進一步加強和規(guī)范了交通信息數(shù)據(jù)的共享管理工作，統(tǒng)籌管理全市交通行業(yè)數(shù)據(jù)資源，為各類業(yè)務系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)綜合集成分析能力。

(2)交通運行綜合監(jiān)測與融合管理平臺

該平臺采用多維度集成化數(shù)據(jù)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(wǎng)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(xiàn)綜合信息監(jiān)測、多維專題分析、預警提醒等功能。

平臺通過業(yè)務融合分析，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(yè)務數(shù)據(jù)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(tài)勢、科學指揮調(diào)度提供支持。

(3)交通要素多源采集模式

城市交通大數(shù)據(jù)體系通過采集更多細粒度的數(shù)據(jù)，特別是客流、車流時空狀態(tài)量化感知，強化交通需求、交通供給、交通環(huán)境的立體化感知能力。

目前廣州市交通行業(yè)已經(jīng)形成了多源數(shù)據(jù)采集模式，通過視頻、移動信令、機器視覺、衛(wèi)星定位、一卡通、感器、微波、新一代藍牙等采集渠道，感知車 流、客流、物流、道路、交通事件等要素的狀態(tài)信息。

其中，衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)為12.5億條/天，已全面覆蓋廣州市的1.5萬多輛公交車、2萬多輛出租車、13萬多輛客貨營運車及2萬多輛網(wǎng)約車，實現(xiàn)了車輛的實時定位、運營安全監(jiān)管、出行信息服務等功能;視頻有10 000多路，業(yè)務數(shù)據(jù)為2 000萬條/天;IC卡數(shù)據(jù)約900萬條/天。

(4)智慧春運3.0系統(tǒng)

為了疏解節(jié)假日客流激增高壓，廣州市交通運輸局組織公交集團下屬交投公司，集成公交、出租、客運、地鐵、航空、鐵路、視頻、氣象等與交通相關(guān)的230余類數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)升級建成智慧春運3.0系統(tǒng)。

該系統(tǒng)全面實時掌握當前情況，精準高效預測未來趨勢，定量定向定方式調(diào)度運力，預先評估措施影響及復盤評價總結(jié)，形成了科技春運交通保障新模式。

(5)廣州市公共交通智能管理服務平臺

結(jié)合“公交都市”創(chuàng)建工作，廣州市推進公交智能化應用示范工程建設，在智能公交管理系統(tǒng)基礎上，建成廣州市公共交通智能管理服務平臺。

平臺從公交線網(wǎng)、運力、客流、服務監(jiān)督、運營監(jiān)測五大板塊進行宏觀管理，并對廣州市的快速公交、定制公交、水上巴士、觀光環(huán)線四大類特色公交進行綜合性實時監(jiān)測，滿足人們對公交行業(yè)100余項信息進行綜合查詢、趨勢分析的需求，以移動互聯(lián)、全國一卡通互聯(lián)互通等技術(shù)為市民提供便捷出行服務，集成人臉識別、智能調(diào)度技術(shù)提供一鍵叫車及時響應服務。

(6)城市綜合交通運行態(tài)勢監(jiān)測分析系統(tǒng)

運用移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、衛(wèi)星定位等信息技術(shù)，基于交通行業(yè)數(shù)據(jù)共享和分析服務平臺，廣州市構(gòu)建了集公交、出租、客運、道路運輸、站場樞紐、公路等行業(yè)監(jiān)管服務于一體的城市綜合交通運行態(tài)勢監(jiān)測分析系統(tǒng)，為實時掌握各行業(yè)運行情況、快速開展交通指揮決策提供了有力的技術(shù)支持。

(7)公眾出行信息服務

為了使公眾出行可預期，通過整合多個部門數(shù)據(jù)，廣州市打造了全方位、多模式、全覆蓋的交通服務體系，推出了“行訊通”等綜合交通信息服務平臺，提供出行規(guī)劃、線路導航、到站時間預測、候車提醒、公交到站提醒等20余項一站式信息查詢，滿足了公眾實時了解在途位置、途經(jīng)道路路況、出行所需時間、預估何時到達終點等預期需求。

另外，為了拓寬信息服務覆蓋面，廣州市交通運輸局通過與高德軟件公司、阿里巴巴集團等主流互聯(lián)網(wǎng)運營商合作，為公眾提供了更全面、準確的信息服務。

此外，廣州市在機場客流疏運、公共交通客流監(jiān)測預測、公路客運發(fā)班輔助、出租車智能調(diào)度、出租車執(zhí)法稽查、道路運行態(tài)勢、視頻智能化分析等方面深度推進大數(shù)據(jù)應用，形成了以“一個中心、三大平臺”為支撐載體的智能交通大數(shù)據(jù)應用體系。

廣州市智能交通大數(shù)據(jù)體系建設成效

廣州以大數(shù)據(jù)創(chuàng)新驅(qū)動行業(yè)治理和服務品質(zhì)提升，基于數(shù)據(jù)分析構(gòu)建了政府決策規(guī)劃、企業(yè)經(jīng)營管理的現(xiàn)代化交通治理體系，面向公眾普通化、個性化需求打造了智慧出行服務環(huán)境，總體上呈現(xiàn)出體系完備、有機融合、覆蓋面廣、門類齊全的良好局面。

(1)體系建設方面

按照“一個中心、三大平臺”的框架，廣州市從數(shù)據(jù)感知、分析、應用層面建成了廣州智能交通大數(shù)據(jù)體系。目前，廣州市交通運輸局“十三五”信息化發(fā)展規(guī)劃完成度接近100%，交通大數(shù)據(jù)應用覆蓋政府、企業(yè)、公眾三大主體，有力促進了廣州交通現(xiàn)代化體系建設。

(2)數(shù)據(jù)共享方面

廣州市交通管理部門與公安、氣象、環(huán)保等相關(guān)部門以及廣州機場高速公司等企事業(yè)單位建立數(shù)據(jù)共享機制，累計交換數(shù)據(jù)300多項，日均交換數(shù)據(jù)量超過1億條。

(3)數(shù)據(jù)資源與服務方面

廣州市交通行業(yè)數(shù)據(jù)共享和分析服務平臺統(tǒng)籌管理全市交通行業(yè)數(shù)據(jù)資源，涵蓋基礎數(shù)據(jù)818類、標準數(shù)據(jù)422類，提供服務接口100多個，數(shù)據(jù)總量超800億條，每天新增數(shù)據(jù)250 GB。平臺為交通管理部門、企業(yè)各類業(yè)務系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)綜合集成分析能力，已成為交通數(shù)據(jù)共享應用、規(guī)范管理的基礎平臺。

結(jié)束語

本文首先總結(jié)分析了國內(nèi)外交通大數(shù)據(jù)研究應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，面向新時代分析了交通大數(shù)據(jù)的發(fā)展需求與目標，提出了城市智能交通大數(shù)據(jù)體系。

該體系經(jīng)過廣州市智能交通的不斷研究、探索和實踐而形成，不僅是引領城市智能交通大數(shù)據(jù)持續(xù)發(fā)展的頂層設計，也是一套時代特征顯著、開放創(chuàng)新驅(qū)動的方法論，具有理論意義和實踐價值。

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的深入進行，該體系框架還在不斷地兼容并蓄、充實內(nèi)涵，實踐內(nèi)容還在不斷地加強智能感知、提升數(shù)據(jù)能力、深化應用創(chuàng)新。

未來的城市智能交通系統(tǒng)將更加關(guān)注智能效率、主動安全、生態(tài)環(huán)保、交互體驗等多目標的協(xié)同，需要以交通運輸行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，把握數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展契機，深度融合大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，逐步建立健全需求響應式組織、創(chuàng)新驅(qū)動型變革、產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈主導、智慧活力可持續(xù)的城市智能交通大數(shù)據(jù)體系化發(fā)展模式，穩(wěn)步推進城市智能交通大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應用實踐。