廣州市城市智能交通大數據體系研究與實踐

張孜¹, 黃欽炎², 馮川²

1 廣州市交通運輸局，廣東 廣州 510620

2 廣州交通信息化建設投資營運有限公司，廣東 廣州 510620

摘要：為了構建現代化交通治理體系，提升品質交通服務能力，亟須構建強驅動與可持續的城市智能交通大數據體系。首先回顧了城市交通大數據研究的應用現狀，然后分析了城市交通大數據的發展需求與目標，最后以廣州市城市交通大數據應用為例，闡述了廣州市“一個中心、三大平臺”的城市智能交通大數據體系，為交通大數據的深入研究和應用提供借鑒，推動交通大數據的創新發展。

關鍵詞：智能交通 ; 交通大數據體系 ; 體系框架 ; 大數據應用

論文引用格式：

張孜, 黃欽炎, 馮川. 廣州市城市智能交通大數據體系研究與實踐. 大數據[J], 2019, 5(4):113-120

ZHANG Z, HUANG Q Y, FENG C.Research and practice on traffic big data application system of urban intelligent transportation in Guangzhou. Big Data Research[J], 2019, 5(4):113-120

1 引言

現代化城市交通管理服務已經進入了以數據資源和信息技術為雙輪驅動的新時期。大數據已經成為數字經濟新時代不可或缺的生產資料，給城市交通的技術發展與應用革新帶來了機遇和挑戰，為交通管理和服務提供了更廣闊的視野和更有效的途經。

為了推進交通治理體系和治理能力的現代化，提升品質交通服務能力，廣州市面向新時代城市交通發展需求，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據體系，搭建了廣州市“一個中心、三大平臺”的智能交通大數據體系框架，持續推進大數據等新一代信息技術在城市交通領域的融合應用，在數據感知、處理、應用等方面開展了一系列創新實踐，為交通運輸行業大數據應用提供經驗借鑒。

2 城市智能交通大數據體系架構

本節結合交通大數據的研究應用現狀及現代化交通發展需求，基于數據采集、數據處理、業務應用及服務創新等方面，分析城市智能交通大數據體系發展目標，構建城市智能交通大數據體系。

2.1 交通大數據研究應用現狀

近年來，針對城市交通大數據的研究和應用方興未艾，主要集中在大數據基礎理論研究、大數據關鍵技術研究、交通領域大數據應用3個方面。

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

● 大數據關鍵技術研究主要從基于Hadoop框架的MapReduce模式、數據倉庫、大數據處理/挖掘、中央數據登記簿、平臺交通地理信息系統（geography information system-transportation， GIS-T）應用、基于非序列性數據操作、大數據融合處理、實時數據分發訂閱等方面展開。

● 交通領域大數據應用主要以數據驅動的方式，分析交通狀況、出行規律，建立智能交通系統的分析、評價、預測模型，用于交通規劃、管理、決策、控制、服務。交通領域大數據應用主要集中在：城市交通數據與跨行業數據關聯分析挖掘、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、交通事故預警及安全監控、城市交通布局與規劃、基于大數據的交通信息服務。

總之，當前交通大數據的研究應用缺乏針對城市整體智能交通大數據體系的頂層規劃設計，包括數據采集、軟硬件體系、業務及服務應用、保障體系及機制等方面的統籌規劃、系統梳理、深入研究與融合應用。

2.2 面向新時代的城市交通大數據發展需求

依托交通大數據資源形成的“數據智慧”，亟須構建以交通大數據體系為統領、科技創新為驅動的發展模式，滿足現代化交通管理服務需求。首先，需完善網絡化、標準化的交通狀態感知體系，進一步整合數據資源；其次，需創新交通大數據分析應用，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、融合發展，構建城市智能交通大數據生態體系。

2.3 城市智能交通大數據體系發展目標

（1）從城市交通層面，驅動城市交通創新發展

以需求為導向、以數據為核心、以科技為支撐，圍繞數據采集、傳輸、存儲、處理、分析挖掘、展現應用、開放創新全鏈條，促進城市交通大數據開發利用，提升交通數據治理能力，支撐交通決策管理創新、交通信息服務創新，引導交通行業體制創新。

（2）從城市整體層面，推進城市融合智慧發展

基于城市交通大數據體系，圍繞“交通出行空間”，以交通大數據為紐帶，推動交通與城市其他領域數據共享、融合，促進城市規劃布局、管理決策、運營服務的智慧發展。

（3）從產業體系層面，推動產業生態體系構建

基于大數據在智能交通的融合應用，優化保障體系和創新機制，發展相關軟硬件研發、新興服務業態，推動大數據產業和智能交通產業協同創新發展，打造城市交通大數據產業生態體系。

2.4 城市智能交通大數據體系框架

以城市交通大數據中心為核心，結合人工智能、云計算、移動互聯網、物聯網等技術手段，通過數據采集平臺、共享交換平臺，全面采集、有機整合各種交通數據，以應用為導向，通過云平臺對數據加以分析挖掘，從而支撐綜合業務平臺和創新服務平臺的有關應用，并完善標準規范、保障體系、數據共享開放機制、應用創新機制，構建適用于大中型城市的智能交通大數據體系（總體框架如圖1所示），支撐新時代的智能交通運營管理服務。

圖1???城市智能交通大數據體系總體框架

城市智能交通大數據體系涵蓋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據中心。

● 創新應用子體系：包括綜合業務平臺和創新服務平臺。

● 長效發展子體系：包括產業子體系、保障子體系、共享開放機制、應用創新機制。

4個層級如下。

● 感知層：以感知網絡為基礎，借助各類檢測手段和檢測設備，感知采集人、車、路、環境等交通要素數據，形成立體化、全領域的感知能力。

● 分析層：通過高速通信網絡實現對“感知層”數據的傳輸，實現交通數據共享交換平臺對數據的整合，實現對綜合交通數據的深度分析，為應用層和服務層提供技術支撐。

● 應用層：應用的主體包括企業和政府。前者主要是應用數據提升企業經營管理效能，從而更好地提供交通運輸服務；后者是以數據提升交通治理能力，增強模糊征兆預判能力，輔助精細化管理決策。

● 服務層：基于分析層的數據分析能力、應用層的基礎業務能力，借助移動互聯網等手段，創新實時互聯交通服務模式和業態，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、全面的交通數據。

3 廣州智能交通大數據體系實踐

3.1 廣州智能交通大數據體系框架

廣州市從促進數據感知共享、強化數據傳輸效率、深化數據挖掘分析、創新數據應用服務4個方面出發，構建了“一個中心、三大平臺”的城市智能交通大數據體系，如圖2所示。其中，“一個中心”指的是交通大數據中心，“三大平臺”分別是智能感知平臺、綜合業務平臺和創新服務平臺。

圖2???廣州市城市智能交通大數據體系

3.2 廣州智能交通大數據應用案例

在智能交通大數據體系框架下，廣州市強化數據融合分析與關聯挖掘，構建跨維度數據分析能力，以大數據創新驅動行業治理和服務品質提升。下面根據框架的結構分別選取典型案例進行介紹。

（1）廣州市交通行業數據共享與分析服務平臺

作為交通大數據中心的核心組成部分，廣州市交通行業數據共享和分析服務平臺整 合了廣州交通行業的數據資源。數據資源涵蓋17個行業，共800多類數據，接入90余個交通行業信息系統，每天新增數據量超過250 GB。同時平臺實現了跨部門、跨行業、跨領域的信息共享，接入廣州市公安局、地鐵集團、氣象局、環保局等數據資源，支撐重點區域的客流監測分析、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數據標準規范、數據資源目錄、數據資源共享和基礎應用服務等核心體系，按照交通部相關數據標準及本地數據應用需要，梳理完成5 000多項數據標準，進一步加強和規范了交通信息數據的共享管理工作，統籌管理全市交通行業數據資源，為各類業務系統提供數據綜合集成分析能力。

（2）交通運行綜合監測與融合管理平臺

該平臺采用多維度集成化數據融合管理方式，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，實現綜合信息監測、多維專題分析、預警提醒等功能。平臺通過業務融合分析，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務數據的決策研究，建立分層分級交通情形一站管控，為全面掌控交通態勢、科學指揮調度提供支持。

（3）交通要素多源采集模式

城市交通大數據體系通過采集更多細粒度的數據，特別是客流、車流時空狀態量化感知，強化交通需求、交通供給、交通環境的立體化感知能力。目前廣州市交通行業已經形成了多源數據采集模式，通過視頻、移動信令、機器視覺、衛星定位、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信息。其中，衛星定位數據為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2萬多輛網約車，實現了車輛的實時定位、運營安全監管、出行信息服務等功能；視頻有10 000多路，業務數據為2 000萬條/天；IC卡數據約900萬條/天。

（4）智慧春運3.0系統為了疏解節假日客流激增高壓，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、氣象等與交通相關的230余類數據，利用大數據、人工智能等技術升級建成智慧春運3.0系統。該系統全面實時掌握當前情況，精準高效預測未來趨勢，定量定向定方式調度運力，預先評估措施影響及復盤評價總結，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合“公交都市”創建工作，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、運力、客流、服務監督、運營監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、觀光環線四大類特色公交進行綜合性實時監測，滿足人們對公交行業100余項信息進行綜合查詢、趨勢分析的需求，以移動互聯、全國一卡通互聯互通等技術為市民提供便捷出行服務，集成人臉識別、智能調度技術提供一鍵叫車及時響應服務。（6）城市綜合交通運行態勢監測分析系統運用移動互聯網、大數據、云計算、衛星定位等信息技術，基于交通行業數據共享和分析服務平臺，廣州市構建了集公交、出租、客運、道路運輸、站場樞紐、公路等行業監管服務于一體的城市綜合交通運行態勢監測分析系統，為實時掌握各行業運行情況、快速開展交通指揮決策提供了有力的技術支持。（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據，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網運營商合作，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、公共交通客流監測預測、公路客運發班輔助、出租車智能調度、出租車執法稽查、道路運行態勢、視頻智能化分析等方面深度推進大數據應用，形成了以“一個中心、三大平臺”為支撐載體的智能交通大數據應用體系。

4 廣州市智能交通大數據體系建設成效

廣州以大數據創新驅動行業治理和服務品質提升，基于數據分析構建了政府決策規劃、企業經營管理的現代化交通治理體系，面向公眾普通化、個性化需求打造了智慧出行服務環境，總體上呈現出體系完備、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，廣州市從數據感知、分析、應用層面建成了廣州智能交通大數據體系。目前，廣州市交通運輸局“十三五”信息化發展規劃完成度接近100%，交通大數據應用覆蓋政府、企業、公眾三大主體，有力促進了廣州交通現代化體系建設。

（2）數據共享方面

廣州市交通管理部門與公安、氣象、環保等相關部門以及廣州機場高速公司等企事業單位建立數據共享機制，累計交換數據300多項，日均交換數據量超過1億條。

（3）數據資源與服務方面

廣州市交通行業數據共享和分析服務平臺統籌管理全市交通行業數據資源，涵蓋基礎數據818類、標準數據422類，提供服務接口100多個，數據總量超800億條，每天新增數據250 GB。平臺為交通管理部門、企業各類業務系統提供了數據綜合集成分析能力，已成為交通數據共享應用、規范管理的基礎平臺。

5 結束語

本文首先總結分析了國內外交通大數據研究應用現狀及發展趨勢，面向新時代分析了交通大數據的發展需求與目標，提出了城市智能交通大數據體系。該體系經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據持續發展的頂層設計，也是一套時代特征顯著、開放創新驅動的方法論，具有理論意義和實踐價值。隨著新一輪科技革命和產業變革的深入進行，該體系框架還在不斷地兼容并蓄、充實內涵，實踐內容還在不斷地加強智能感知、提升數據能力、深化應用創新。未來的城市智能交通系統將更加關注智能效率、主動安全、生態環保、交互體驗等多目標的協同，需要以交通運輸行業供給側結構性改革為主線，把握數字化、網絡化、智能化發展契機，深度融合大數據、人工智能等新一代信息技術，逐步建立健全需求響應式組織、創新驅動型變革、產業生態鏈主導、智慧活力可持續的城市智能交通大數據體系化發展模式，穩步推進城市智能交通大數據創新應用實踐。

作者簡介

張孜（1979- ），男，博士，廣州市交通 運輸局高級工程師、科技信息處處長，主要研究方向為交通工程與智能交通。

黃欽炎（1986- ），男，廣州交通信息化建設投資營運有限公司經濟師、信息系統項目管理師（高級），主要研究方向為信息化咨詢規劃與大數據創新應用。

馮川（1989- ），女，廣州交通信息化建設投資營運有限公司工程師，主要研究方向為交通科技與大數據應用。

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總結

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