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一、背景

城市規模的不斷擴張導致城市人口數量和汽車保有量不斷增加。據國家統計局公佈的數據，2019 年末我國汽車保有量爲 26 150×104輛[1]。在發展過程中，城市交通領域湧現出一系列問題。集中體現在：我國城市交通出行需求日益增加導致的交通供需矛盾、城市路網的通行能力不能滿足人們的需求、大量的交通工具造成路面擁堵頻繁以及因爲汽車尾氣而導致的空氣污染以及能源方面的浪費[2]。這些問題已經成爲了城市居民的一種困擾，嚴重影響了城市的可持續發展。傳統的交通管理方法已經不能滿足新時代下城市發展需求。現代信息技術與網絡技術爲交通行業提供了發展契機，大數據、互聯網、人工智能、區塊鏈、超級計算等新技術推動了智慧交通的出現。

檢測技術的進化發展帶來了交通數據採集領域的革新，效率與質量大大提升。對於包括人、車、路在內的多類交通要素的採集模式由延時轉向實時，全面進入交通大數據時代。在此背景下，配合以數據挖掘以及數據分析技術，則可實現政府科學高效的交通管理。交通大數據是破解城市交通困境的基本要素，也是長期交通規劃戰略和短期實時交通管控的重要保障[3]。

二、概念

1. 大數據

牛津大學的維克托·邁爾教授於 2008 年在其著作《大數據時代》首次提出大數據的概念。大數據指規模龐大的、高增長率及多樣化的海量數據信息，並具有大量、高速、多樣和價值的特點。其信息量大到不能利用當前市場上存在的處理軟件來對其數據進行分析或有針對性地過濾，需要新處理模式才能具有更強的決策力和流程優化能力。

2. 智慧交通

智慧交通的前身是智能交通（Intelligent Transport System,簡稱ITS），ITS是20世紀90年代初美國提出的理念。到了2009年，IBM提出了智慧交通的理念，智慧交通是在智能交通的基礎上，融入物聯網、雲計算、大數據、移動互聯等高新IT技術，通過高新技術彙集交通信息，提供實時交通數據下的交通信息服務。大量使用了數據模型、數據挖掘等數據處理技術，實現了智慧交通的系統性、實時性、信息交流的交互性以及服務的廣泛性。

實現智慧交通的核心，是要根據海量交通數據的特點和複雜交通應用的新需求，搭建大數據平臺，突破傳統單中心型計算機系統綜合處理能力的限制，採用分佈式的存儲和計算技術來支撐複雜的交通應用[4]。

三、數據來源

交通大數據按照人的移動、車的移動、交通收費、定點檢測、交通安全和基礎建設分爲六大類[5]。具體來說，以南寧市綜合交通平臺爲例，完成了包括交通基礎設施數據、手機信令數據、綜合交通調查數據、出租車GPS、公交車GPS與刷卡等交通運行大數據以及各類交通規劃、歷年交通年報數據在內的多類交通數據資源的彙集。其中，平臺接入了2017年連續30天手機信令數據分析成果，單日平均信令數量在2.5億左右，用戶數量爲580萬左右，單日人均信令接近50條。

四、數據特徵

交通大數據中同時包含了來自交通行業與相關行業的格式化和非格式化數據。具有客觀性、多元性、穩定性、準確性、廉價性等特徵。陸化普[6]等給出了大數據的“6V”特徵在交通大數據上的具體釋義，如表 1 所示，他提出交通大數據具有體量巨大、處理快速、數據多樣、真假共存、價值豐富和可視化等六個特徵。

表1交通大數據的特徵

特徵	描述
Volume：體量巨大	各類交通大數據的採集對象廣泛且儲存時間長
Velocity：處理快速	交通流具有時變性，交通管理服務要求時效強，決定數據處理速度快
Variety：模態多樣	數據的採集對象廣泛、種類豐富，交通系統的多狀態特點
Veracity：真假共存	大數據本身具有嘈雜、冗餘。缺失、錯誤等問題
Value：價值豐富	具有時空、歷史等多維特徵，產生可提供多元服務的豐富價值
Visualization：可視化	交通運行狀態、城市路網異常狀態等通過可視化展示

五、應用現狀

貴州省銅仁市作爲國家智慧城市建設示範工程首批城市，將智慧交通作爲改善民生的基礎工程大規模、高質量的覆蓋整個城市。目前，銅仁市“智慧交通”信息平臺覆蓋縣區共計 8 個，共享 4 套路面檢測系統設備和 188 套執法取證設施。全市近六百餘家交通運輸企業和逾六千輛車輛信息均被錄入系統，車輛類別不僅包含公交車和出租車，還包含校車、租賃車輛等多種類型。智慧交通系統對全市交通信息和地質信息也能進行全面有效的採集，並可通過地形圖、遙感高清影像、三維模型數據等多種形式加以展現。系統能夠隨時監測到其覆蓋的各種數據的變化，並及時加以展現和傳輸。“智慧交通”平臺的使用也有效的遏制了信息孤島現象的產生，有利於多個部門聯合利用和處理信息。

六、效益與問題

智慧交通帶來的效益大體可分爲提高城市運行效率、提高交通安全水平、節約資源和改善環境、提升綜合服務水平四方面。

智慧交通可以提高城市運行效率。通過整合分析手機信令、地鐵、公交、出租車等大數據，可以詳細獲取用戶的出行起訖點，形成人口出行佈局情況及各分區間聯繫強度分佈圖，更合理地引導城市交通規劃的制定和交通資源的分配，最終使城市交通規劃乃至城市規劃更加“以人爲本”，方便居民出行，同時爲交通管理部門、規劃局等提供了城市規劃、公共交通部署等方面的科學參考，提高城市運維管理能力、運行效率。

智慧交通可以提高交通安全水平。交通安全系統的數據處理能力的提高，爲管理者提供道路事故預警和高效的應急決策輔助，儘可能避免交通安全事故發生[7]。另外，通過監測行駛過程中車輛與複雜的交通環境的實時關係狀態，駕駛員是否酒駕、疲勞駕駛等進一步提升交通安全水平。

智慧交通可以改善環境和節約能源。智慧交通可以基於全面、實時更新的交通大數據更好地監測以及預測交通排放量。其次，通過收集環境數據，可以達成交通大數據與環境數據的共享互聯，並在此基礎上進行數據分析。而且，智慧交通提高了交通運行效率，從而縮短了擁堵時間，間接減少了汽車污染物的排放。綜於以上幾點要素，交通大數據爲政府進行低碳交通控制、模擬車輛排放提供了可靠數據依據[8]。

智慧交通可以提升綜合服務水平。系統與各類政務信息共享互聯，整合數據資源，統一數據標準及接口標準，實現與各類政務信息共享互聯，爲政務信息化建設提供了建設思路。併爲政府各部門提供交通行政監管服務、爲企業和大衆提供交通信息服務，從而可進一步提高城市交通的運營管理和綜合服務水平，爲“智慧城市”打下堅實的基礎。

現有的智慧交通存在數據管理問題、設施缺乏問題、數據質量問題和信息安全問題[9]。

智慧交通面臨數據管理問題。交通領域信息量大且分散複雜，而大數據技術的引入較晚，缺乏統一的數據管理標準以及工作規範，信息資源難以得到有效的共享，使得管理水平低下，工作開展受到阻礙。此外，智慧交通對於管理者以及使用者來說有理論以及技能上的門檻，而當前的人員組成結構不能充分滿足需求。管理水平和專業精通的綜合性複合人才的培養迫在眉睫。

智慧交通面臨設施缺乏問題。智慧交通系統的建立前提是對於人、車等交通要素所產生的數據信息進行監測、採集以及整合。所以實際實施過程需要大量的服務器和前端設備，現有的交通設備設施在數量以及功能上難以滿足需求。

智慧交通面臨數據質量問題。交通大數據應用面臨的問題主要有數據失真以及數據利用率低。智慧交通要求提供數據信息設備長期運行，這就難免帶來數據信息質量降低的問題，增加了數據處理的難度。另外智慧交通對於管理部門提出極高的要求，需要各部門密切合作。但是當前各部門的溝通效率較低，數據共享存在壁壘，甚至部分相關部門無法提供正確的數據，降低了數據質量。

智慧交通面臨信息安全問題。智慧交通的運行離不來大量信息的支持，這些信息在流動過程中極易出現泄露問題，一旦被不法分子利用將對用戶的信息安全產生威脅。另一方面，在龐大數據量的基礎上很難對數據信息的敏感度界定製定統一標準，使得個人隱私難以得到有效保障。其次，前端採集設備的增加，發生的問題也隨之增多，使信息安全風險大幅度增加。再次，交通大數據的應用依賴數據庫，且其收集、傳輸、存儲以及應用的操作全鏈條離不開雲計算技術的支持，而數據庫、雲計算本身增加了一定的風險性。

七、總結

隨着城市發展，人口數量以及汽車保有量急劇增加，通過對這些交通要素的信息採集產生了交通大數據。通過對數據進行挖掘、分析，智慧交通應運而生，爲相關部門以及普通羣衆提供實時交通數據下的交通信息服務。提高了城市運行效率以及交通安全水平，有利於節約資源和改善環境，提升了城市綜合服務水平。但也使數據管理混亂、設施缺乏、數據質量低下、信息安全威脅的問題顯露出來。未來應針對以上問題進行優化，充分發揮智慧交通優勢，使得我國交通事業蓬勃發展。

參考文獻：

[1] 宋欣航,王梓蔚.基於手機信令數據的智慧交通大數據平臺系統設計與實現[J].大衆標準化,2020(16):157-159.

[2] 王玉晶. 綿陽智慧交通大數據應用服務問題與對策研究[D].電子科技大學,2018.

[3] 艾小燕. 武漢市智慧交通管理中的大數據應用研究[D].華中科技大學,2018.

[4] 張滔,凌萍. 智慧交通大數據平臺設計開發及應用[A]. 中國智能交通協會.2014第九屆中國智能交通年會大會論文集[C].中國智能交通協會:中國智能交通協會,2014:10.

[5] 時鈺涵. 大數據背景下智慧交通治理模式研究[D].鄭州大學,2019.

[6] 陸化普,孫智源,屈聞聰.大數據及其在城市智能交通系統中的應用綜述[J].交通運輸系統工程與信息,2015,15(05):45-52.

[7] 張紅,王曉明,過秀成,曹潔,朱昶勝,郭義戎.出租車GPS軌跡大數據在智能交通中的應用[J].蘭州理工大學學報,2016,42(01):109-114.

[8] 李建國.大數據在智能交通中的應用與發展[J].科技與企業,2015(07):73.

[9] 倪志雲.智慧交通大數據應用及相關問題研究[J].中國新通信,2019,21(19):101-102.

作

者

簡

介

湯雲賀，中國石油大學（華東）測繪科學與技術2020級碩士研究生