大数据在智能交通系统中的应用

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　　摘要：随着我国经济飞速发展，交通拥堵问题日益严重，大数据在智能交通系统中的应用，为城市交通管理提供了一条新路径。本文首先阐述了大数据的背景，智能交通系统的应用现状，然后分析了大數据给智能交通系统带来的影响，大数据在智能交通系统中应用的优势及产生的问题。
　　关键词：大数据;智能交通系统;应用
　　中图分类号：G642        文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2019）17-0016-02
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　1 引言
　　近年随着我国社会经济的飞速发展和城市化进程的加快，城市交通车辆快速增长，交通事故、交通拥堵等问题日益严重，不但影响人们的交通出行，也制约着城市的发展，面对日益凸显的交通问题，在城市道路建设现有的能力前提下，如何提高道路的通行能力和管理水平已成为交通管理部门的当务之急。如何利用先进的科学技术建立一个准确、实时、高效的智能化交通管理系统，能够有效地提高道路通行能力和解决交通拥堵问题，并能带来巨大的经济效益。因此，大力发展智能交通系统是我国交通事业发展的必然趋势，而智能交通系统是建立在大数据基础之上的，利用大数据技术不仅可以对庞大的、多样化的交通数据进行存储，还可以对数据进行处理，从中快速高效的挖掘出有用信息，为有效缓解和改善城市交通问题提供服务。
　　2 大数据的基本情况
　　2.1大数据的时代背景
　　随着计算机技术的迅猛发展及应用，各大行业应用所产生的数据呈爆炸式地增长，如;网上购物、搜索引擎、传感器、通信等都在疯狂的产生数据，数据的规模已远远超出了传统的计算技术和信息系统的处理能力，面对海量数据带来的挑战，人们也已经意识到数据对企业的重要性，所以，寻找有效的处理数据的技术、方法和手段已经成为迫切的需求。《纽约时报》在2012年2月份的一篇专栏中指出，大数据时代已经降临，在经济、商业等其他领域中，所有的决策将基于数据和分析而做出[1]。2016年3月我国公布的十三五规划中，明确提出把大数据作为基础战略性资源，实施国家大数据战略，全面推进大数据在各大行业中的应用。
　　2.2大数据技术的特点
　　大数据技术之所以被全球各大行业广泛关注与应用，与它所具备的优势、特点密不可分。大数据技术具备以下几种特点[2]：
　　1）实时性。传统的数据处理分析方法都无法达到实时性的需求，而大数据技术可以做到及时响应，特别是在交通领域，面对海量的交通数据，利用大数据技术实现对交通数据的分析处理，并达到秒级响应，便于交通管理。
　　2）高效性。面对海量的交通数据，大数据技术解决了传统的方法无法快速高效地对数据进行分析的难题，并能通过分析找出数据间的关联、发现内在规律，大大提高了交通运行效率及路网的通行能力，有效地缓解了交通拥堵问题。
　　3）预测性。利用大数据技术将在交通系统中通过观测得到的数据，建立区域交通状态监测和预测模型，预测早晚高峰、节假日等重大节日的道路拥堵情况，以提高交通管理水平和用户出行质量。
　　3 智能交通系统的发展现状
　　3.1智能交通系统发展的国际现状
　　智能交通系统，简称ITS，兴起于欧美日国家，是指以现代交通基础设施包括（道路、机场、港口、通信等）为基础，将先进的信息技术、电子传感、检测控制技术、计算机处理技术等，应用于交通运输管理体系中，搭建起一种能够全方位发挥作用的实时、准确、高效的地面运输管理系统，能够有效地缓解城市交通拥堵问题，为公众提供高效、便捷、安全的出行服务[3]。20世纪90年代初，美国国会就通过了综合地面运输效率方案，希望通过应用高新技术和合理的交通分配方案来提高整个路网的通行效率、安全水平及交通运输经济效益，并由美国运输部来负责全国的ITS发展，同时政府大量拨款用来进行ITS的研究工作，并要求将ITS的发展与建设纳入各级政府的基本投资计划之中。据相关报道，目前美国ITS的应用已高达85%。日本、新加坡对ITS的研究起步较早，并建立了较为完整的ITS技术体系，同时围绕技术体系进行了相关产品的开发与应用，如：将大数据应用到城市交通管理系统中。目前，日本已建成了世界领先水平的ITS绿色出行系统和相应成果，并为各国ITS的建设与发展积累了诸多宝贵经验。现今欧美日等发达国家均已实现智能交通系统相关项目的高度产业化发展。
　　3.2智能交通系统发展的国内现状
　　我国的智能交通行业发展离不开各项政策的支持。2016年3月开始我国陆续发布了《交通运输科技“十三五”发展规划》《交通运输信息化“十三五”发展规划》《推进“互联网+”便捷交通促进智能交通发展的实施方案》。通过政策的影响推动作用，我国智能交通应用将形成一个巨大的产业链。根据前瞻产业研究院《中国智能交通行业市场前瞻与投资战略规划研究报告》中数据显示，我国智能交通市场在2020年应用规模预计可达到千亿元。目前，智能交通系统在我国的应用主要是城市交通、高速公路、电子停车场等领域。随着智慧城市建设的展开，城市轨道交通需求不断增长，未来城市轨道交通将成为智能交通系统建设的重点。
　　4 大数据在智能交通系统中的应用
　　4.1交通数据采集处理
　　利用大数据相关技术，可以采集两大类数据：1、以车为对象的GPS轨迹数据、速度数据2、以人为对象的公交IC卡数据、手机GPS数据、各类APP提供的网络交通数据等移动数据。利用大数据技术，使得在交通数据采集上趋于动态化、微观化，同时使用Hadoop技术的核心部分HDFS和MapReduce分别为采集到的交通数据的存储和计算提供技术支持。
　　4.2优化公共交通，实现智能服务
　　在城市中，诸多交通出行工具都是定点定线运行，以公交车为例，如果交通资源配置不合理就容易引起出行者等待时间过长、坐车拥挤等相应问题而影响人们的正常生活。利用大数据技术可以实现对站点客流量进行实时动态监测，乘客通过相关APP可以实时查询公交车等行驶情况，及时了解车辆信息，避免出现盲目等待、上车困难等问题，交通资源得到合理分配。 　　4.3提高交通运输安全性
　　随着我国经济的不断发展，随之产生的交通需求也在不断增加，交通事故越来越多，交通安全问题成为全民关注的问题。在过交通系统中，由于车辆多、气候环境差、道路质量差、驾驶员本身因素等综合作用容易引起交通事故的发生。大数据的实时性、可预测性及快速处理信息的能力保证了交通系统对事故的主动预警，以便提前预测事故发生的可能性[4]。例如，可以通过相关监控设备实时采集环境、道路情况等信息，利用大数据技术进行分析和处理，并将结果通过交通广播电台、手机短信、车载终端等方式实时发布给附近的司机，进行必要的风险判断提示，从而有效地降低事故发生的可能性，提高交通运输安全性[5]。
　　4.4提供交通诱导方案
　　传统的交通诱导方法已经无法满足当前城市交通管理的需求，大数据作为一种新兴的技术，为城市交通诱导管理提供了新思路。城市交通系统中，每时每刻都在产生交通数据，如网络交通数据、公交交通数据、车辆GPS数据、视频监控数据等，利用大数据技术可以实现对交通数据实时收集、快速分析处理，并通过预测模型做出交通预测，监管部门根据预测信息发布交通路况，提醒出行者关注路况，可以使出行者减少行驶时间、缩短行驶距离，让交通路网的通行能力得到充分利用。
　　5 大数据给智能交通系统带来的影响
　　在网络信息技术高速发展的今天，我们已经迎来了大数据时代，大数据已经走入我们的日常工作和生活中，并成为不可缺失的一部分。显然数据资产已经成为推动各大行业优化发展的有力媒介，在交通领域亦是如此，通过运用大数据技术，良好的使用、处理交通数据，才能解决我国当面面临的严峻交通问题。
　　5.1大数据在智能交通系统中应用的优势
　　（1）利用大数据技术可以实现区域交通的动态监测、公共交通的智能化管理、交通资源的合理分配。比如利用大数据的预测性，帮助出行者预知前方的路况信息，避免交通拥堵，一旦某个路段出现交通问题，出行者也可以通过大数据及时获取道路的实时信息，确保交通顺畅。
　　（2）通过利用大数据技术可以实现道路交通状态城市路网信息等可视化的展现，在发生问题的第一时间让出行者及时了解情况，让相关管理部门及时处理现场情况。
　　（3）将大数据技术应用到智能化交通管理系统中，在城市现有的交通设施中可以有效提高城市道路的通行效率，缓解道路拥堵问题，减少公路、地铁等交通设施的新建及扩建，节约资金、降低成本。
　　（4）利用大数据技术可以做到高速处理、实时分析海量的交通数据，并实现信息的跨区域共享，真正打破跨区域限制的交通管理，从而切实解决交通问题。
　　5.2大数据在智能交通系统中应用产生的问题
　　（1）安全与隐私问题，大数据在智能交通系统上运用有诸多好处，但也可能因制度盲区、监管不力，致使个人信息，如个人位置信息，出行习惯等私人信息被泄露。
　　（2）数据开放问题，智能交通系统中每天都在产生大量的交通数据，但数据基本上是供各部门系统内部使用，利用率低，且容易造成数据封闭管理的现象，为了使数据得到有效利用，交通数据应该得到公开，促进数据开放共享[6]。
　　（3）数据存取问题，智能交通系统可以利用各硬件设备采集的动态数据，但对于静态数据，如路面上的停车情况等数据无法读取和利用，所以静态数据应该统一成交通系统可以利用的格式或建立智能化的交通数据存取中心，提高数据存取的多样性[7]。
　　6 结论
　　本文主要从理论角度阐述了大数据在智能交通系统中的应用，并分析了应用过程中的优势与问题。总体而言，大数据与智能交通的融合，可以显著提高城市交通管理水平，有效缓解交通擁堵问题。
　　参考文献：
　　[1] 李德仁，姚远，邵振峰.智慧城市中的大数据[J].武汉大学学报（信息科学版），2014，39（6）：631-640.[LI DR， YAO Y，SHAO Z F. Big data in smart city[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University， 2014， 39（6）： 631-640.
　　[2] Rucks G.How big data drives intelligent transportation[EB/OL].2012-08-15[2013-04-20].http：//www.greenbiz.com/b1Qg/2012/08/15/ how big-data-drives intelligent—transportation ？page-O%2C1.
　　[3]旭梅，于雷，郭继孚，等.美、欧、日智能交通系统（ITS）发展分析及启示川[J].城市规划，2004，28（7）：75-79.
　　[4]赵鹏军，李凯.大数据方法对于缓解城市交通拥堵的作用的理论分析[J].现代城市研究，2010（10）：25-30.
　　[5]白玲玲，韩天鹏.大数据在智能交通系统中的应用研究[J].电脑知识与技术，2015（4）：204-206.
　　[6]唐要安.大数据在交通中的应用[J].交通世界，2013，24（12）：126-127.
　　[7]孟欣.基于超融合架构的新一代数据中心建设探究[J].电脑编程技巧与维护 [J].2018（04）：98-100.
　　【通联编辑：王力】
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