大數(shù)據(jù)在智慧城市交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

張 小 寒

(湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421002)

大數(shù)據(jù)技術(shù)可將云端數(shù)據(jù)庫資源進(jìn)行精準(zhǔn)分類，以使物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高效率運(yùn)行。對于城市的交通運(yùn)輸系統(tǒng)來講，每天都將產(chǎn)生大量的信息資源，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的分布式文件系統(tǒng)應(yīng)用下，可將信息資源進(jìn)行交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的精準(zhǔn)傳輸，以此來規(guī)范城市交通系統(tǒng)的運(yùn)營模式。

1 智慧城市交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們生活質(zhì)量也隨之提升，在科學(xué)技術(shù)的支持下，人們工作以及生活的發(fā)展趨勢也在向智能化、自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變。智慧城市交通系統(tǒng)則作為一種技術(shù)產(chǎn)物，其將計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、信號(hào)技術(shù)等與城市交通系統(tǒng)相結(jié)合，以建立智能化網(wǎng)絡(luò)交通體系，進(jìn)而對交通系統(tǒng)覆蓋區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全過程、實(shí)時(shí)性監(jiān)督，確保城市交通系統(tǒng)的正確運(yùn)行。與歐美國家相比，我國對智慧城市交通系統(tǒng)的研發(fā)與具體實(shí)施時(shí)間較短，在發(fā)展過程中，一般以政府政策為主導(dǎo)，結(jié)合地區(qū)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀、預(yù)期效益來進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，其產(chǎn)生不利效果如圖1所示。預(yù)計(jì)到2020年，我國對智慧城市交通系統(tǒng)方面的投資力度約為千億元，以此來建立完整的智能化城市體系，以提升人民群眾的生活質(zhì)量。現(xiàn)階段，智慧城市交通系統(tǒng)主要應(yīng)用于城市交通規(guī)劃、智能停車場、高速公路等，在技術(shù)的不斷應(yīng)用實(shí)施下，未來智能化交通系統(tǒng)也將呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢，以滿足交通行業(yè)的發(fā)展需求。

2 大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)

Hadoop作為分布式系統(tǒng)的重要組成部分，通過技術(shù)的分層原理可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分化處理，以保證數(shù)據(jù)信息的高效處理。Hadoop在實(shí)際應(yīng)用過程中，可作為分布式文件系統(tǒng)的基層，為多臺(tái)工作設(shè)備提供信息的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換平臺(tái)，此過程為隱性工作模式，在實(shí)際工作過程中只顯示一臺(tái)工作設(shè)備，為此，其也屬于云存儲(chǔ)功能的必備技術(shù)。分布式文件系統(tǒng)類似于數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)、分類、運(yùn)算功能，系統(tǒng)內(nèi)部具備一體化服務(wù)框架，可作為終端設(shè)備的執(zhí)行系統(tǒng)，例如，在同種工作強(qiáng)度下，1人需完成5 d的工作量，在此系統(tǒng)的應(yīng)用下，可實(shí)現(xiàn)5人1 d完成的工作效率，進(jìn)而提升系統(tǒng)的運(yùn)營效率。此外，系統(tǒng)內(nèi)部的獨(dú)立操控模塊，可保證單體設(shè)備在運(yùn)行過程中，不會(huì)相互干擾，以提高系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息的分析效率。

Hadoop具有穩(wěn)定性、拓展性、容錯(cuò)性、低成本性等優(yōu)勢，可對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行節(jié)點(diǎn)化存儲(chǔ)，并快速完成集簇間的規(guī)劃分類，以確保系統(tǒng)完成下一指令的流暢性。此外Hadoop可對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行空間狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)位移，令系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化存儲(chǔ)，并自動(dòng)清除分配失敗的任務(wù)，Hadoop采用的是開源型處理系統(tǒng)，與商用數(shù)據(jù)庫、Z-Suite等系統(tǒng)相比，其項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的成本較低。

3 大數(shù)據(jù)在智慧城市交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

3.1 數(shù)據(jù)采集

大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市交通系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息采集，以此來對交通工具的運(yùn)行軌跡進(jìn)行全過程監(jiān)督。大數(shù)據(jù)技術(shù)可對交通工具進(jìn)行空間定位，以此來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、在線查詢、數(shù)據(jù)分析等功能。交通系統(tǒng)運(yùn)營過程中將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，在進(jìn)行定向化信息采集時(shí)，一般對車輛進(jìn)行時(shí)間維度、空間維度的信息采集，主要包含時(shí)間節(jié)點(diǎn)、具體位置、車型外觀、車牌號(hào)、行駛軌跡、速度等。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)也可對交通系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)搜查，例如交通環(huán)境預(yù)期分析、多點(diǎn)關(guān)聯(lián)、路徑匹配、頻率變化等。

在大數(shù)據(jù)技術(shù)的信息采集功能下，可對交通內(nèi)的過往車輛進(jìn)行定位以及信息存儲(chǔ)，與此同時(shí)，可與安全網(wǎng)絡(luò)相連接，將數(shù)據(jù)信息備份到云端系統(tǒng)，進(jìn)而與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行比對，以此來對車輛的行駛記錄、運(yùn)行軌跡等進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)管。

3.2 智能服務(wù)

車輛在行駛過程中，一般都具有定性化的駕駛路線，在交通高峰期時(shí)，還按照固定的路線行駛，易造成交通阻塞。城市公交車作為定點(diǎn)、定向路線的代表性交通工具之一，如交通資源配置不合理，人們無法依據(jù)交通環(huán)境來判定自身的出行時(shí)間，將會(huì)造成坐車擁擠、等待時(shí)間較長的現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重影響人們的出行問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，可對車輛行駛信息進(jìn)行記錄與實(shí)施更新，例如，智慧城市交通系統(tǒng)中智能化站牌的應(yīng)用，通過GPRS定位技術(shù)、信號(hào)模擬技術(shù)等，可將公交車的行駛信息在站牌上進(jìn)行顯示，為出行者提供服務(wù)信息，以使人們對自身的出行時(shí)間進(jìn)行正確規(guī)劃，以此來緩解交通壓力。此外，在城市交通系統(tǒng)內(nèi)，大數(shù)據(jù)技術(shù)可對車輛信息以及車輛行駛路徑進(jìn)行范圍式監(jiān)控，對系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的交通信息進(jìn)行分析與預(yù)判，以此來對未來一段時(shí)間內(nèi)的交通情況進(jìn)行分析，進(jìn)而為出行者提供交通信息。

3.3 安全指示

近年來，我國交通事故的發(fā)生率逐步上升，主要原因是由于車輛增加、駕駛技術(shù)較低、道路質(zhì)量差等。大數(shù)據(jù)技術(shù)則可對城市交通系統(tǒng)的信息進(jìn)行集成化處理，并依據(jù)交通系統(tǒng)內(nèi)車輛行駛記錄進(jìn)行預(yù)期行駛軌跡分析，其實(shí)時(shí)性功能、預(yù)測性功能、精密計(jì)算功能等都可為交通系統(tǒng)提供基礎(chǔ)保障，進(jìn)而降低交通事故的發(fā)生。例如，交通系統(tǒng)將在各個(gè)交叉路口安裝監(jiān)控設(shè)施，通過層級(jí)分布系統(tǒng)，可將各監(jiān)控設(shè)備內(nèi)的信息資源實(shí)時(shí)上傳到數(shù)據(jù)庫中，以此來對路況、交通環(huán)境等進(jìn)行采集與分析。工作人員將信息通過廣播、APP的形式進(jìn)行傳達(dá)，可令駕駛?cè)藛T及時(shí)了解當(dāng)前路況信息，并及時(shí)對規(guī)定路線進(jìn)行更改，可為駕駛?cè)藛T的出行提供安全保障。

4 智慧城市交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)建立

大數(shù)據(jù)技術(shù)是以終端系統(tǒng)為平臺(tái)，依托于云存儲(chǔ)技術(shù)、信息技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)信息資源的存儲(chǔ)與分配，通過各個(gè)路口安裝的監(jiān)控設(shè)備，可對交通資源進(jìn)行整合，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的分化處理工作模式下，可對交通環(huán)境進(jìn)行立體化分析，以此來為人們提供更加全面的信息服務(wù)，交通體系網(wǎng)絡(luò)見圖2。

在建構(gòu)大數(shù)據(jù)平臺(tái)時(shí)，主要是以人機(jī)交互系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)、警報(bào)系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等為主。人機(jī)交互系統(tǒng)主要是建立駕駛者與系統(tǒng)的溝通平臺(tái)，為駕駛者提供多款智能化應(yīng)用，以方便駕駛者及時(shí)了解當(dāng)前交通環(huán)境；監(jiān)控系統(tǒng)則是對視頻信息、音頻信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)，并可將其同步上傳到網(wǎng)絡(luò)終端，以方便用戶及時(shí)對信息進(jìn)行查詢；信號(hào)傳輸系統(tǒng)是交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的傳輸載體，其可實(shí)現(xiàn)單體信號(hào)機(jī)覆蓋范圍內(nèi)的定向傳輸；警報(bào)系統(tǒng)多以前端設(shè)備為主，是對車輛的違章行為、駕駛行為等進(jìn)行抓拍，為實(shí)際處罰提供證據(jù)；信息傳輸系統(tǒng)的主要功能是對路況信息通過多媒體設(shè)備、廣播設(shè)備等進(jìn)行傳輸，令用戶及時(shí)對交通環(huán)境進(jìn)行了解；導(dǎo)航系統(tǒng)則是對交通系統(tǒng)內(nèi)的車流量情況、汽車運(yùn)行軌跡進(jìn)行分析，以得出未來一段時(shí)間內(nèi)的交通狀況，進(jìn)而為崗位工作人員的現(xiàn)場指揮提供基礎(chǔ)保障。

5 結(jié)語

通過上述研究我們深切的感受到了當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代下智慧城市交通系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展的無限可能性，這不僅是城市建設(shè)發(fā)展的需要，更是科技時(shí)代創(chuàng)新發(fā)展的必然結(jié)果。在未來的工作中，我們要繼往開來，在原有智慧城市交通系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，不斷探究大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合智慧城市發(fā)展需要，將大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集、智能服務(wù)、安全指示等陸續(xù)運(yùn)用于智慧城市建設(shè)中來，并配以完善的數(shù)據(jù)平臺(tái)，以此來充分實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代下智慧城市交通系統(tǒng)的完善建設(shè)。為我國智慧城市的建設(shè)與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。