基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建雄安新區(qū)智慧交通平臺(tái)系統(tǒng)研究

吳潭 苗志剛 李孟姣 王賀

摘要：基于大數(shù)據(jù)分析雄安新區(qū)的智慧交通平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)建，提升雄安新區(qū)的交通運(yùn)輸服務(wù)能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸治理能力和依法行政水平的顯著提升，以此配合雄安新區(qū)發(fā)展的節(jié)奏，繼續(xù)輸出技術(shù)和服務(wù)能力，助力雄安新區(qū)打造世界級(jí)亮點(diǎn)城市。

關(guān)鍵詞：雄安新區(qū);大數(shù)據(jù);智慧交通

雄安新區(qū)的建設(shè)是千年大計(jì)，黨的十九大明確指出，要凝聚智慧和力量規(guī)劃建設(shè)好新區(qū)。而交通是連接城市的重要紐帶，城市中各行各業(yè)間要實(shí)現(xiàn)有效聯(lián)系溝通就離不開(kāi)交通這座運(yùn)送人流、物流的橋梁，它亦是一座城市綜合能力強(qiáng)弱的重要體現(xiàn)之一[1]。當(dāng)前我國(guó)北京、上海、廣州等大城市正在努力發(fā)展智慧交通，并且已經(jīng)認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)的重要作用，有意識(shí)地在智慧交通中積極運(yùn)用大數(shù)據(jù)。因此，發(fā)展雄安新區(qū)的智慧交通更是重中之重。利用大數(shù)據(jù)，能夠更加快速、全面、精準(zhǔn)的分析整合、預(yù)測(cè)交通數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)構(gòu)建雄安新區(qū)的智慧交通平臺(tái)是大勢(shì)所趨，發(fā)展基于大數(shù)據(jù)的雄安新區(qū)智慧交通體系刻不容緩。

1.雄安新區(qū)智慧交通平臺(tái)系統(tǒng)研究

1.1研究背景

自2019年1月《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于支持河北雄安新區(qū)全面深化改革和擴(kuò)大開(kāi)放的指導(dǎo)意見(jiàn)》對(duì)外發(fā)布以來(lái)，雄安新區(qū)被當(dāng)作新時(shí)代改革開(kāi)放的另一個(gè)深圳，當(dāng)前雄安新區(qū)的建設(shè)任務(wù)重要性和緊迫性不言而喻。但隨著城市化進(jìn)程加快，龐大的人群涌入城市尋求發(fā)展，人口數(shù)量激增讓看似穩(wěn)固不倒的傳統(tǒng)城市交通系統(tǒng)幾近崩塌，城市交通面臨巨大挑戰(zhàn)[2]。市民交通安全意識(shí)不夠強(qiáng)，違規(guī)違章現(xiàn)象、交通事故頻發(fā);交通管理機(jī)制落后，技術(shù)設(shè)施不足;公共交通服務(wù)水平不高，交通供應(yīng)無(wú)法滿(mǎn)足巨大的實(shí)際需求。大量人與交通工具的矛盾不斷涌現(xiàn)激化，這是雄安新區(qū)的發(fā)展過(guò)程中必須解決的問(wèn)題，因此構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的雄安新區(qū)城市智慧交通平臺(tái)刻不容緩。

1.2研究意義

大數(shù)據(jù)背景下發(fā)展的智慧交通，其核心意義在于對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選整理、分析利用，為智慧交通體系的構(gòu)建提供智慧方案和有效的技術(shù)支持。智慧交通體系的實(shí)現(xiàn)是雄安新區(qū)全方位發(fā)展的迫切需要。

發(fā)展智慧交通是世界城市未來(lái)發(fā)展的方向，繼工業(yè)化、電氣化、信息化之后，世界革命最終又迎來(lái)了智慧化這一巨大成果。在大數(shù)據(jù)背景下，海量數(shù)據(jù)被收集、篩選、分析后，最終歸納出擁有巨大價(jià)值的信息，可以使交通體系智慧化程度不斷加深。推進(jìn)雄安新區(qū)智能交通體系建設(shè)，可以使從北京搬遷至雄安新區(qū)的科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、事業(yè)單位等企業(yè)得到良好發(fā)展，使之更好的實(shí)現(xiàn)北京非首都功能的疏解作用，從而促進(jìn)雄安新區(qū)生產(chǎn)要素的流動(dòng)，加快雄安新區(qū)發(fā)展的腳步，增強(qiáng)雄安新區(qū)區(qū)域聚集、輻射和帶動(dòng)能力。以此助力雄安新區(qū)打造世界級(jí)亮點(diǎn)城市。

2.智慧交通體系現(xiàn)狀研究

2.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀研究

我國(guó)智慧交通的發(fā)展起步較晚，但目前發(fā)展速度較快。交通發(fā)展速度明顯高于國(guó)家治理速度，從而造成了通行效率低、環(huán)境惡化等問(wèn)題。雖說(shuō)我國(guó)對(duì)智慧交通研究的起步較晚，但是近年來(lái)，我國(guó)也注重“智慧交通”的建設(shè)發(fā)展，開(kāi)展了很多研究工作，各個(gè)城市也積極參與建設(shè)中來(lái)，在整體的布局上制定相應(yīng)的的發(fā)展方案，國(guó)家在政策制度上也給予重點(diǎn)的幫助，很多城市也取得了良好成效。

2.2國(guó)外現(xiàn)狀研究

美國(guó)、日本等其他國(guó)家對(duì)于智慧交通技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)成熟，他們的智慧交通發(fā)展一直處于世界前列水平。自2009年初IBM提出“智慧地球”的概念以來(lái)，美國(guó)、英國(guó)、瑞典等國(guó)家相繼提出了“智慧城市”?！爸腔劢煌ā弊鳛椤爸腔鄢鞘小钡年P(guān)鍵詞，也引起了廣泛的關(guān)注熱潮。此外洛杉磯在全市范圍內(nèi)架設(shè)攝像機(jī)和磁爐傳感器，將收集來(lái)的信息集合在一起，并進(jìn)行自動(dòng)分析，通過(guò)分析結(jié)果，自動(dòng)控制496平方公里內(nèi)的所有交通信號(hào)燈，從而改善了當(dāng)?shù)氐慕煌顩r。新加坡的人口密度在世界上排名第三，汽車(chē)使用密度也非常的高，登記數(shù)量達(dá)到100萬(wàn)輛。新加坡開(kāi)展了多項(xiàng)智慧交通項(xiàng)目，其中一項(xiàng)是開(kāi)發(fā)交通模擬平臺(tái)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，電腦可以找到更好的交通控制方法，并控制交通信號(hào)緩解交通堵塞。智慧交通的發(fā)展也在與時(shí)俱進(jìn)。

3.大數(shù)據(jù)對(duì)于智慧交通體系構(gòu)建的意義

“大數(shù)據(jù)”是近幾年世界熱詞之一，它可以處理海量的碎片數(shù)據(jù)，它能精確的采集到交通工具行駛時(shí)的數(shù)據(jù)信息和運(yùn)動(dòng)軌跡，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，保證交通工具的安全行駛。隨著大數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用的不斷更新發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析的能力將越來(lái)越成熟，越來(lái)越簡(jiǎn)單，同時(shí)大數(shù)據(jù)在我國(guó)的發(fā)展也是如火如荼，以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行智慧交通體系建設(shè)的趨勢(shì)不斷明顯。

利用大數(shù)據(jù)的高速性，對(duì)如車(chē)輛經(jīng)停次數(shù)、公交實(shí)時(shí)到站定位等數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)延遲的分析而非批量試分析，使結(jié)果立竿見(jiàn)影而非事后見(jiàn)效，極大的加快了數(shù)據(jù)輸入、處理與丟棄的能力。大數(shù)據(jù)可以進(jìn)行信息共享，從而有效解決跨區(qū)域管理問(wèn)題。通過(guò)智慧交通平臺(tái)根據(jù)已有屬性數(shù)據(jù)值對(duì)未知屬性的數(shù)據(jù)值進(jìn)行推測(cè)，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，對(duì)多維度的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的分析運(yùn)算，將數(shù)據(jù)劃分成若干有意義或有用的簇聚類(lèi)分析。

大數(shù)據(jù)技術(shù)是實(shí)時(shí)并且可預(yù)測(cè)的，該特性對(duì)于提高車(chē)輛行駛過(guò)程中的交通安全信息數(shù)據(jù)處理能力有巨大幫助。駕駛員在行駛車(chē)輛時(shí)，可實(shí)時(shí)通過(guò)對(duì)車(chē)速和行車(chē)軌跡數(shù)據(jù)上傳計(jì)算分析，對(duì)駕駛員狀態(tài)進(jìn)行安全檢測(cè)，判斷駕駛員是否疲勞駕駛，行為和精神狀態(tài)是否出現(xiàn)異常，并為駕駛者提供警示和幫助，以避免因疲勞駕駛等原因?qū)е陆煌ㄊ鹿拾l(fā)生。

大數(shù)據(jù)還能提供大量數(shù)據(jù)進(jìn)行道路交通情況分析，它具有較高預(yù)測(cè)能力，能隨時(shí)根據(jù)交通的流動(dòng)情況實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)未來(lái)一段時(shí)間的道路情況進(jìn)行預(yù)測(cè)估算，得出可供參考的未來(lái)交通流動(dòng)情況，使交管部門(mén)交通運(yùn)營(yíng)效率、道路高峰期通行能力、路面交通情況預(yù)測(cè)能力和調(diào)控交通能力得到了極大的提高，有效緩解城市交通道路擁堵問(wèn)題，同時(shí)也能給市民的出行路線進(jìn)行模擬時(shí)間預(yù)算和規(guī)劃，進(jìn)而為市民交通出行帶來(lái)便利。

大數(shù)據(jù)能用于合理配置交通資源，運(yùn)用大數(shù)據(jù)整合城市各部門(mén)交通信息，完善對(duì)信息的多用途、高效性、系統(tǒng)化資源配置。傳統(tǒng)資源配置方式局限性頗多：人物財(cái)力浪費(fèi)、耗時(shí)長(zhǎng)低效性、統(tǒng)籌安排不夠精細(xì)合理等。有了大數(shù)量的有力數(shù)據(jù)保障，可為政府的統(tǒng)籌性決策錦上添花。

4.基于大數(shù)據(jù)的雄安新區(qū)智慧交通平臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建對(duì)策

4.1對(duì)綜合信息應(yīng)用能力系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建

基于大數(shù)據(jù)建立智慧交通的綜合信息應(yīng)用能力系統(tǒng)，進(jìn)行針對(duì)公交行業(yè)、公路客運(yùn)行業(yè)、出租車(chē)行業(yè)、危運(yùn)行業(yè)的實(shí)時(shí)的監(jiān)管。城市智慧交通信息應(yīng)用能力系統(tǒng)通過(guò)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)實(shí)地推算城市所有車(chē)輛的停車(chē)需求，即將于多長(zhǎng)時(shí)間之后到達(dá)目的地，通過(guò)駐車(chē)時(shí)間等信息推算并預(yù)測(cè)各區(qū)域的停車(chē)狀況。

通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)和智慧交通平臺(tái)對(duì)全市的交通運(yùn)輸進(jìn)行安全監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)交通安全事故的查看、處理、跟蹤和反饋。能及時(shí)處理交通事故，避免已發(fā)生的事故造成的道路堵塞。設(shè)立智能交通信號(hào)燈，利用城市交通攝像頭內(nèi)設(shè)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)芯片進(jìn)行邊緣計(jì)算，使交管部門(mén)交通運(yùn)營(yíng)效率、道路高峰期通行能力、路面交通情況預(yù)測(cè)能力和調(diào)控交通能力得到了極大的提高，為有效緩解城市交通道路擁堵問(wèn)題提供了巨大助力。

4.2加強(qiáng)綜合運(yùn)輸監(jiān)管系統(tǒng)構(gòu)建

根據(jù)現(xiàn)代城市交通擁堵治理系統(tǒng)可知，交通管制部門(mén)一般會(huì)采用道路監(jiān)控設(shè)備、GPS定位技術(shù)、信號(hào)通信系統(tǒng)來(lái)了解城市交通情況，這樣可以第一事件發(fā)現(xiàn)是否出現(xiàn)了交通擁堵，并定位擁堵路段[3]。但是由于數(shù)據(jù)來(lái)源過(guò)多，且大多采用人工分析導(dǎo)致監(jiān)管工作的實(shí)時(shí)性降低。

但是如果利用大數(shù)據(jù)對(duì)收集到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，針對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)管能力將會(huì)顯著提高。例如對(duì)雄安新區(qū)公共交通行業(yè)的每條運(yùn)營(yíng)路線進(jìn)行檢測(cè)并記錄;對(duì)各路線的首末班車(chē)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)以往行車(chē)數(shù)據(jù)推算出所有班次發(fā)車(chē)以及到達(dá)時(shí)間，再通過(guò)大數(shù)據(jù)計(jì)算出該路線公交班次路線軌跡及運(yùn)行情況。對(duì)公共交通車(chē)輛的車(chē)速進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，通過(guò)計(jì)算出的行駛軌跡和運(yùn)行時(shí)間，判斷出是否超速，從而有效減小交通事故發(fā)生概率。

所有公民的生命財(cái)產(chǎn)安全是必須得到保障的，但危機(jī)突發(fā)事件頻頻發(fā)生，一直以來(lái)都受到嚴(yán)重威脅著公民的生命財(cái)產(chǎn)安全。突發(fā)事件發(fā)生后，及時(shí)梳理交通，運(yùn)送物資，快速緊急救援成為關(guān)鍵。如城市道路發(fā)生交通事故后，周?chē)蟛糠纸值拦范紩?huì)發(fā)生擁堵，又或者某處發(fā)生自然災(zāi)害，相關(guān)部門(mén)收到任務(wù)需要立刻進(jìn)行物資的緊急調(diào)配，此時(shí)基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建的智慧交通系統(tǒng)就能大顯身手了[4]，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)具備的智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等特點(diǎn)對(duì)全市甚至全國(guó)的交通運(yùn)輸進(jìn)行安全監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)交通安全事故的查看、處理、跟蹤和反饋。利用數(shù)據(jù)分析、信息挖掘等技術(shù)進(jìn)行車(chē)輛運(yùn)行管理、人員調(diào)動(dòng)、車(chē)輛分流、控制車(chē)距等措施降低道路壓力，避免易發(fā)生的交通事故造成道路堵塞。加強(qiáng)綜合運(yùn)輸監(jiān)管系統(tǒng)構(gòu)建，有效提升了雄安新區(qū)相關(guān)部門(mén)依法行政水平和危機(jī)事件處理效率。

4.3加強(qiáng)智慧交通電子檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建

基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建的交通系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的采集非常重要。通過(guò)電子檢測(cè)系統(tǒng)，利用視頻監(jiān)控、衛(wèi)星定位等對(duì)路況和車(chē)輛進(jìn)行掃描，得到各種交通信息，如車(chē)輛信息，道路情況等，包括視頻、線圈、微波等形式的交通數(shù)據(jù)，采集到的交通數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性越高，交通管理的效率就越高。

通過(guò)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可視化分析、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并整合到系統(tǒng)中，對(duì)分析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，是搭建完整的計(jì)算框架，用于計(jì)算分析后的數(shù)據(jù)，并針對(duì)計(jì)算后的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行高效、系統(tǒng)的資源配置，并及時(shí)將處理的數(shù)據(jù)和資源分配情況發(fā)布到平臺(tái)，使交通監(jiān)管部門(mén)和車(chē)輛司機(jī)通過(guò)移動(dòng)設(shè)備等及時(shí)了解路況，規(guī)劃路線，使公交車(chē)、出租車(chē)乘客確定自己所在位置及出行路線，確保人身安全，從而避免人力物力的浪費(fèi)、減少出行時(shí)間，使道路統(tǒng)籌安排更加精細(xì)合理。

5.結(jié)語(yǔ)

智慧交通之于雄安新區(qū)，不僅是緩解城市交通巨大壓力的有效工具，更是這座城市的一條“生命線”，它對(duì)這座城市的布局、居住、商業(yè)、人文和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方方面面都產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。隨著雄安新區(qū)近年來(lái)的快速發(fā)展，這座城市煥發(fā)出的生機(jī)活力吸引著眾多心懷夢(mèng)想的人們涌入生活，致使城市人口數(shù)和機(jī)動(dòng)車(chē)保有量也飛速增加，城市交通管理壓力劇增，交管部門(mén)面臨的交通管理的挑戰(zhàn)日趨嚴(yán)峻。因此，在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，基于大數(shù)據(jù)構(gòu)建智慧交通系統(tǒng)是必然的。在如今的信息化時(shí)代背景下，智慧交通大數(shù)據(jù)才是今后發(fā)展的必然方向。作為京津冀城市群重要一極、新時(shí)代改革開(kāi)放的另一個(gè)深圳、北京非首都功能集中承載地，雄安新區(qū)應(yīng)借鑒國(guó)內(nèi)外智慧交通發(fā)展優(yōu)秀地區(qū)的先進(jìn)工作經(jīng)驗(yàn)，基于大數(shù)據(jù)大力發(fā)展雄安新區(qū)智慧交通，以緩解城市交通堵塞等問(wèn)題，優(yōu)化交通資源配置，提高交管部門(mén)行政效率，提高城市形象，為雄安新區(qū)的快速發(fā)展提供一大助力。

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基金項(xiàng)目：河北金融學(xué)院大學(xué)生科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目（DXSKYY2019015）。

作者簡(jiǎn)介：吳潭（1999-），男，重慶市，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)。