大數(shù)據(jù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：近年來(lái)，如何處理交通擁堵、交通污染以及交通事故等城市化現(xiàn)象已逐漸成為各國(guó)的亟需解決的問(wèn)題之一。針對(duì)這一現(xiàn)象，結(jié)合大數(shù)據(jù)的智能交通系統(tǒng)（ITS）逐漸發(fā)展起來(lái)，該系統(tǒng)的信息不僅高效、準(zhǔn)確，更重要的是還可以提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，可作為管理部門處理交通事故和違法行為的參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；智能交通系統(tǒng)；ITS

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在城市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的前提下，汽車產(chǎn)業(yè)也逐漸成為人們生活的重要部分。在城市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的前提下，汽車產(chǎn)業(yè)也逐漸成為人們生活的重要部分。汽車時(shí)代的到來(lái)，引起了很多社會(huì)化的問(wèn)題，交通堵塞、交通事故、環(huán)境污染以及能源消耗等狀況越來(lái)越嚴(yán)重。尤其是交通堵塞，已經(jīng)成為了全球性的社會(huì)問(wèn)題，并造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。環(huán)境污染也是社會(huì)發(fā)展中遇到的重要問(wèn)題，汽車所需的燃油資源屬于不可再生資源，車輛的增加也促使全球的油耗量快速增長(zhǎng)；同時(shí)，汽車排放的尾氣會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧等環(huán)境問(wèn)題。因此，對(duì)于如何管理地面交通就成為了全球性的討論熱點(diǎn)。隨之而來(lái)的，將科學(xué)的信息技術(shù)引入交通管理，構(gòu)建了智能交通系統(tǒng)。伴隨著云數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。而基于在技術(shù)上、在應(yīng)用上的強(qiáng)大作用，大數(shù)據(jù)被引用到智能交通的管理中，通過(guò)該平臺(tái)的理論、方法和技術(shù)，從而改善城市交通存在的問(wèn)題。

1 大數(shù)據(jù)的概念

大數(shù)據(jù)（BIG DATA），又稱作巨量資料，是IT行業(yè)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，是一個(gè)數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)類別都很大的數(shù)據(jù)集，但是這些數(shù)據(jù)集利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)工具不能進(jìn)行處理與分析，而是需要利用新的模式來(lái)完成海量數(shù)據(jù)的優(yōu)化和管理?？茖W(xué)家John Rauser認(rèn)為，大數(shù)據(jù)是一個(gè)擁有著計(jì)算機(jī)無(wú)法處理的巨大數(shù)據(jù)量。Viktor Mayer-Schonberger在《大數(shù)據(jù)時(shí)代》中提到大數(shù)據(jù)是利用所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的而不是通過(guò)隨機(jī)分析法對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析。研發(fā)小組則表示大數(shù)據(jù)擁有著最強(qiáng)大的宣傳技術(shù)，以及最時(shí)尚的技術(shù)。亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對(duì)大數(shù)據(jù)的認(rèn)知?jiǎng)t說(shuō)明大數(shù)據(jù)需要多個(gè)工作負(fù)載。大數(shù)據(jù)總體被劃分為技術(shù)、工程、科學(xué)與應(yīng)用四大類別，討論最多的是技術(shù)與應(yīng)用。大數(shù)據(jù)有著“4V”的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大-Volume、處理速度快-Velocity、數(shù)據(jù)類別多樣-Variety以及數(shù)據(jù)真實(shí)性高-Veracity。大數(shù)據(jù)研發(fā)和使用的意義，不僅涵蓋了龐大的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)，還會(huì)對(duì)含有不同意義的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行更加專業(yè)、詳盡的加工和處理。各種傳感器都是大數(shù)據(jù)的來(lái)源與承載方式，被廣泛應(yīng)用在天文學(xué)、生物地球化學(xué)、交通領(lǐng)域、電子商務(wù)以及各種復(fù)雜的跨學(xué)科的研究。

2 智能交通系統(tǒng)（ITS）

2.1 ITS概念

ITS即智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System），是以現(xiàn)代電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)的、面向交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)系統(tǒng)，是未來(lái)交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，利用信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子傳感技術(shù)等先進(jìn)有效的技術(shù)有段，構(gòu)建一個(gè)可以用于整個(gè)地面交通管理的系統(tǒng)，完成信息的收集、處理、分析與利用，具有智能化、信息化、自動(dòng)化、等特點(diǎn)。系統(tǒng)由最初的交通控制系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)和旅行信息系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)，又衍生出電子收費(fèi)、貨運(yùn)管理和緊急救援等系統(tǒng)。在交通領(lǐng)域，海量的數(shù)據(jù)主要包括4個(gè)類型的數(shù)據(jù)：傳感器數(shù)據(jù)（位置、溫度、壓力、圖像、速度、RFID 等信息）；系統(tǒng)數(shù)據(jù)（日志、設(shè)備記錄、MIBs等）；服務(wù)數(shù)據(jù)（收費(fèi)信息、上網(wǎng)服務(wù)及其他信息）；應(yīng)用數(shù)據(jù)（生成廠家、能源、交通、性能、兼容性等信息）。交通數(shù)據(jù)的類型繁多，而且體積巨大，因此，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)交通行業(yè)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，有著較大的優(yōu)勢(shì)。

2.2 ITS結(jié)構(gòu)

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能交通系統(tǒng)主要由三部分組成，分別為基礎(chǔ)服務(wù)、數(shù)據(jù)分析和終端發(fā)布。基礎(chǔ)服務(wù)部分是利用云計(jì)算方法整合各類數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析和儲(chǔ)存，有較好的安全性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)分析部分則是基于Hadoop、NoSQL、HBase和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的大數(shù)據(jù)分析，可以分析天、周、月以及年級(jí)的數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型，對(duì)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和有效分析，并進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)。終端發(fā)布部分是將之前產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及分析結(jié)果傳輸并儲(chǔ)存到云端，并根據(jù)不同終端需求，提供有效數(shù)據(jù)。圖1為智能交通系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)。

3 發(fā)展前景及挑戰(zhàn)

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能交通系統(tǒng)不斷發(fā)展，在未來(lái)會(huì)有顯著變化。首先就是智能前置，在2010年前后，抓拍單元只是單純的抓拍相機(jī)，之后的智能分析需要其他設(shè)備完成，而現(xiàn)在抓拍單元實(shí)現(xiàn)了“一體化”，可以由相機(jī)來(lái)完成交通狀況顯示和數(shù)據(jù)智能分析。其次就是建設(shè)規(guī)模龐大，即使在一個(gè)中小型城市，設(shè)備數(shù)量以及抓拍圖片數(shù)量規(guī)模都十分驚人。

但是伴隨著城市交通壓力越拉越大，智能交通系統(tǒng)的發(fā)展也面臨著很多的挑戰(zhàn)：交通情況復(fù)雜，信息繁冗，數(shù)據(jù)資源零散，缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，此外，基于大數(shù)據(jù)的智能系統(tǒng)所提供的信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈還沒(méi)有形成。而這些問(wèn)題，還需要我們進(jìn)行更深層次探索和研究。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：呂浩涵，助理工程師，中國(guó)交通通信信息中心，研究方向：交通運(yùn)輸、系統(tǒng)工程、通信。