這次徹底明白：大數(shù)據(jù)和智能交通的那些事
2015-09-16
大數(shù)據(jù)(BigData)仿佛一夜之間風靡全球，既宣告了一個時代的到來又顯然成了一個時代的標志。其實大數(shù)據(jù)時代的到來是發(fā)展的必然。大數(shù)據(jù)就是海量數(shù)據(jù)、巨量資料，指的是所涉及的數(shù)據(jù)量、資料量規(guī)模巨大到無法透過目前主流軟件工具，在合理時間內(nèi)達到擷娶管理、處理、并整理成為特定目的服務(wù)的資訊。
正如維克托·邁爾舍-恩伯格及肯尼斯·庫克耶編寫的暢銷著作《大數(shù)據(jù)時代》中所說的：大數(shù)據(jù)不是用隨機分析法(抽樣調(diào)查)這樣的捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)的方法。因而，大數(shù)據(jù)具有的4V特點：Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(價值)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是“互聯(lián)網(wǎng)時代，社交網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)與移動通信把人類社會帶入了一個以“PB”(1024TB)為單位的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息的新時代”。所以，在許多場景，大數(shù)據(jù)甚至通常就是用來形容大量非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在下載到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫用于分析時會花費高昂的成本，而且難以實現(xiàn)預期目標。面對如此龐雜的數(shù)據(jù)和信息，傳統(tǒng)的計算機的處理能力實際上也難以滿足。
因此從另外一個角度來看，正是運算方法和運算能力的發(fā)展到了云計算的階段才使得大數(shù)據(jù)的分析使用成為可能。“以云計算為基礎(chǔ)的信息存儲、分享和挖掘手段，可以便宜、有效地將這些大量、高速、多變化的終端數(shù)據(jù)存儲下來，并隨時進行分析和計算?！痹朴嬎闶抢^1980年代大型計算機到客戶端-服務(wù)器的大轉(zhuǎn)變之后的又一巨變?！皵?shù)據(jù)，這個21世紀人類探索的新邊疆，正在被云計算發(fā)現(xiàn)、征服?！倍悄芙煌ㄏ到y(tǒng)(ITS)作為未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，其本身就是將先進的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計算機技術(shù)等有效地集成運用于交通管理之中，從而建立一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。ITS綜合了交通工程、信息工程，通信技術(shù)、控制工程、計算機技術(shù)等眾多科學領(lǐng)域的成果，可以有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施、減少交通負荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運輸效率。而它的關(guān)鍵支撐就在于新一代的信息技術(shù)：移動通信、寬帶網(wǎng)、RFID、傳感器、云計算必然是智能交通的核心元素。
從實踐層面看大數(shù)據(jù)和智能交通：
根據(jù)杭州國際城市學研究中心的研究數(shù)據(jù)，1950年，全世界只有約31%的人口居住在城市之中；2008年，城市人口在世界總?cè)丝谥械谋壤呀?jīng)達到了50%；按照這一趨勢進行預測，到了2050年，全世界將有70%的人口在城市中定居。換句話來說，無論是喜歡還是厭惡，我們中的大多數(shù)人注定要與城市相伴相生。
來看看我國的情況，2013年京藏高速55公里的大堵車再次震驚了世界；2014年首都北京多了“首堵”新外號，上榜多國的世界擁堵城市排行榜前幾名。中國的交通擁堵問題又被空前關(guān)注起來，那這種擁堵真的沒有解決之道了嗎為什么前方已經(jīng)擁堵，后方卻不能預測車流和采取必要的分流或者限行措施呢？可以肯定的說，大數(shù)據(jù)可以幫上忙，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用對于交通管理部門也是一種非常好的工具，會提升管理部門的效率和能力。
在目前的技術(shù)條件和發(fā)展水平下，大數(shù)據(jù)在交通中的應(yīng)用主要有以下幾種方式：
1、公共交通部門發(fā)行的一卡通大量使用，因此積累了乘客出行的海量數(shù)據(jù)，這也是大數(shù)據(jù)的一種，由此，公交部門會計算出分時段、分路段、分人群的交通出行參數(shù)，甚至可以創(chuàng)建公共交通模型，有針對性的采取措施提前制定各種情況下的應(yīng)對預案，科學的分配運力。
2、交通管理部門在道路上預埋或預設(shè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，實時收集車流量、客流量信息，結(jié)合各種道路監(jiān)控設(shè)施及交警指揮控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，由此形成智慧交通管理系統(tǒng)，有利于交通管理部門提高道路管理能力，制定疏散和管制措施預案，提前預警和疏導交通。
3、通過衛(wèi)星地圖數(shù)據(jù)對城市道路的交通情況進行分析，得到道路交通的實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以供交通管理部門使用，也可以發(fā)布在各種數(shù)字終端供出行人員參考，來決定自己的行車路線和道路規(guī)劃。
4、出租車是城市道路的最多使用者，可以通過其車載終端或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供的實時數(shù)據(jù)，隨時了解幾乎全部主要道路的交通路況，而長期積累下的這類數(shù)據(jù)就形成了城市區(qū)域內(nèi)交通的“熱力圖”，進而能夠分析得出什么時段的哪些地段擁堵嚴重，為出行提供參考。
5、智能手機已經(jīng)很普及，多數(shù)智能手機都會使用地圖應(yīng)用，于是始終打開GPS或北斗定位系統(tǒng)，地圖提供商將收集到的這些數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析，由此就可以分析出實時的道路交通擁堵狀況、出行流動趨勢或特定區(qū)域的人員聚集程度，這些數(shù)據(jù)公布之后會給出行提供參考。
理性的數(shù)據(jù)建模分析告訴我們：一個城市，如果把車和車，車和道路充分鏈接到位的話，從理論上來說，可以提升這個城市道路通行能力的270%。實踐的層面上，在城市化快速推進過程中，如何避免各方面“城市脖發(fā)生“共振”，從而導致系統(tǒng)性城市運行風險爆發(fā)，是城市管理者應(yīng)當高度關(guān)注的問題。杭州國際城市學研究中心設(shè)立的“西湖城市學金獎”獎項，面向民間領(lǐng)域征集破解“城市脖之道。從2011年舉辦至今，征集到了涉及城市交通、城市教育、城市流動人口、城市環(huán)境、城市文化遺產(chǎn)等五大門類上萬條的建議意見。每次征集活動，都涌現(xiàn)出許多即有真知灼見、又不乏可操作性的金點子，讓參與評審的專家學者和一線城市管理者們都贊不絕口。2012年，第二屆“西湖城市學金獎”中“城市交通問題”征集成果《緩解城市交通擁堵問題100計》中，被杭州市交警局利采納并運用到實踐中的點子比例高達40%。杭州市交警局局長樂華說，交警局是“西湖城市學金獎”城市交通問題征集評選活動中最大的收益者。杭州的錯峰限行、分區(qū)域停車費收費新政、西湖環(huán)線交通、地鐵換乘優(yōu)惠等交通舉措都是源于“西湖城市學金獎”的金點子。
在基于大數(shù)據(jù)的只能交通應(yīng)用方面，杭州國際城市學研究中心主辦的“西湖城市學金獎”征集活動中也有這樣的點子并已經(jīng)投入使用。在第一版“杭州公共出行”應(yīng)用獲選西湖城市學金獎金點子后，安卓用戶下載使用量達到一萬余次。潘煜昕及其團隊并沒有停下研發(fā)的腳步，今年3月，他們將應(yīng)用做了升級，在原有基礎(chǔ)上，增加了實時公交、地鐵信息查詢、檢索功能，覆蓋城市公共交通出行大范疇，并在微信平臺上設(shè)服務(wù)號，通過發(fā)送關(guān)鍵詞推送查詢信息，方便除安卓系統(tǒng)之外的智能手機用戶。眾人拾柴火焰高，依托這樣一個開放性的征集評選平臺，匯集了杭州、浙江、中國乃至世界各國的“城市脖破解之道，也是大數(shù)據(jù)“大征集”的一種方式。
從發(fā)展趨勢看大數(shù)據(jù)與我國智能交通：
既然時代潮流不可阻擋，那么我們該怎樣從未來發(fā)展趨勢認識大數(shù)據(jù)以及大數(shù)據(jù)與智能交通的關(guān)系呢大數(shù)據(jù)只是一次簡單的技術(shù)革新還是手段的升級換代，還是根本意義上的變革革命前面對于大數(shù)據(jù)產(chǎn)生背景已經(jīng)說到，大數(shù)據(jù)與云計算密切相關(guān)。大數(shù)據(jù)必然無法用單臺的計算機進行處理，即使一般的網(wǎng)絡(luò)計算能力也難以達到，必須采用分布式計算架構(gòu)。它的特色在于對海量數(shù)據(jù)的挖掘，必須依托云計算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫、云存儲或虛擬化技術(shù)。
從技術(shù)上看，大數(shù)據(jù)與云計算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。也有學者認為大數(shù)據(jù)與云計算是一個問題的兩面：一個是問題，一個是解決問題的方法。無論是從技術(shù)層面看，還從方法論意義上說，筆者認為正如《大數(shù)據(jù)時代》中所表述的：大數(shù)據(jù)是一場生活、工作與思維的大變革。開啟了一次重大的時代轉(zhuǎn)型。交通作為人類行為的重要組成和重要條件之一，對于大數(shù)據(jù)的感知也是最急迫的。智能交通的發(fā)展以“保障安全、提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源”為目標已經(jīng)受到各國的重視，我國的智能交通也實現(xiàn)了快速發(fā)展，許多技術(shù)手段都達到了國際領(lǐng)先水平。但是，問題和困境也非常突出，從各個城市的發(fā)展狀況來看，智能交通的潛在價值還沒有得到有效挖掘：對交通信息的感知和收集有限，對存在于各個管理系統(tǒng)中的海量的數(shù)據(jù)無法共享運用、有效分析，對交通態(tài)勢的研判預測乏力，對公眾的交通信息服務(wù)很難滿足需求。這雖然有各地在建設(shè)理念、投入上的差異，但是整體上智能交通的現(xiàn)狀是效率不高，智能化程度不夠，使得很多先進技術(shù)設(shè)備發(fā)揮不了應(yīng)有的作用，也造成了大量投入上的資金浪費。這其中很重要的問題是小數(shù)據(jù)時代帶來的硬傷：從模擬時代帶來的管理思想和技術(shù)設(shè)備只能進行一定范圍的分析，而管理系統(tǒng)的那些關(guān)系型數(shù)據(jù)庫只能刻板的分析特定的關(guān)系，對于海量數(shù)據(jù)尤其是半結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)無能為力。盡管現(xiàn)在已經(jīng)基本實現(xiàn)了數(shù)字化，但是數(shù)字化和數(shù)據(jù)化還根本不是一回事，只是局部的提高了采集、存儲和應(yīng)用的效率，本質(zhì)上并沒有太大的改變。而大數(shù)據(jù)時代的到來必然帶來破解難題的重大機遇。大數(shù)據(jù)必然要求我們改變小數(shù)據(jù)條件下一味的精確計算，而是更好的面對混雜，把握宏觀態(tài)勢;大數(shù)據(jù)必然要求我們不再熱衷因果關(guān)系而是相關(guān)關(guān)系，使得處理海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)成為可能，也必然促使我們努力把一切事物數(shù)據(jù)化，最終實現(xiàn)管理的便捷高效。另外，大數(shù)據(jù)的世界性特征最明顯，也在瞬間拉近了我們和西方發(fā)達國家的距離，我們有可能把握還這個重大機遇迎頭趕上甚至在某些方面超過西方發(fā)達國家。
結(jié)束語：
大數(shù)據(jù)引發(fā)的革命使人類世界正面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。然而這場大革命需要解決一系列基礎(chǔ)型問題，如數(shù)據(jù)的本質(zhì)、性質(zhì)、類型和價值；大數(shù)據(jù)引發(fā)的諸如隱私、安全和版權(quán)等問題；數(shù)據(jù)的獲娶挖掘和共享的技術(shù)難題；以及相關(guān)數(shù)據(jù)科學家的教育和培訓等問題。同時各國已經(jīng)意識到大數(shù)據(jù)的重要性，將其視為與能源同等重要的資源。2012年3月29日，代表美國政府的白宮科技政策辦公室發(fā)布了《大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計劃》，并成立了“大數(shù)據(jù)高級指導小組”，將大數(shù)據(jù)技術(shù)革命帶來的機遇和挑戰(zhàn)提升到國家戰(zhàn)略層面?？萍嫉睦顺币焕私又焕?，不經(jīng)意間在21世紀初大數(shù)據(jù)下的智能交通將成為解決交通擁堵城市病的有力手段之一。未來關(guān)于交通城市病的研究，必將數(shù)據(jù)和實踐結(jié)合，產(chǎn)生新一輪的數(shù)據(jù)革命，并導致新技術(shù)的誕生和人們生活方式的巨大變革。
參考資料：
（1）杭州國際城市學研究中心《杭州智慧城市研究》
（2）科技部、住建部等8部委《關(guān)于促進智慧城市健康發(fā)展的指導意見》
（3）維克托邁爾舍-恩伯格及肯尼斯庫克耶《大數(shù)據(jù)時代》
（4）中國城市網(wǎng)《新型城鎮(zhèn)化：實體經(jīng)濟向智慧經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，是吹泡沫嗎？》
（5）高德公司2014《交通報告》
