云計算及大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能交通中的應用

李麗萍 孫夢琳

摘 要：智能化、數(shù)字化等現(xiàn)代技術(shù)在人們生產(chǎn)、生活領(lǐng)域的大范圍普及，使得打造以大數(shù)據(jù)、云計算為核心的智能管理系統(tǒng)，成為城鎮(zhèn)交通體系的重要發(fā)展方向。一方面，依托于大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的智能交通系統(tǒng)，可以對城鎮(zhèn)交通布局進行合理的規(guī)劃、調(diào)整，分散交通壓力，保證區(qū)域客運、物流體系的高效運轉(zhuǎn)，為交通執(zhí)法部門提供實時、動態(tài)的監(jiān)管信息;另一方面，智能交通管理機制需要收集、計算、整合與存儲的數(shù)據(jù)規(guī)模較大、性質(zhì)多變，需要智能交通系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)對信息進行處理，對系統(tǒng)運維效率要求較高。

關(guān)鍵詞：云計算;大數(shù)據(jù);智能交通;應用

中圖分類號：F512? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2020）16-0164-02

通過統(tǒng)一的管理平臺對交通監(jiān)控、服務、應用環(huán)節(jié)的大數(shù)據(jù)進行分析與處理，同時借助云平臺實現(xiàn)對大數(shù)據(jù)的高速、準確計算，保證信息處理的時效性，打造現(xiàn)代智能交通管理系統(tǒng)。

一、大數(shù)據(jù)、云計算的技術(shù)應用特點

1.數(shù)據(jù)規(guī)模大。智能交通管理系統(tǒng)需要對目標區(qū)域的交通狀況進行統(tǒng)計、分析，然后通過數(shù)據(jù)計算后，進行管理決策，處理的數(shù)據(jù)規(guī)模較大，現(xiàn)階段，其存儲與管理體量已經(jīng)達到FB級別。這種技術(shù)的主要特點就是存儲的空間體積更加的大，大數(shù)據(jù)技術(shù)通過存儲設(shè)備級別的提升，也大大提高了其自身可存儲的數(shù)據(jù)的體量。

2.數(shù)據(jù)類別多，性質(zhì)復雜。目前，在交通系統(tǒng)中運用大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代技術(shù)進行信息處理，面向的對象包括安全管理、狀態(tài)監(jiān)管、應急處理、危險預警等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類別多，性質(zhì)復雜，對于這些數(shù)據(jù)若是通過傳統(tǒng)的方式進行整合處理，其工作量巨大，且分析的有效性有待考量。

3.數(shù)據(jù)處理實時性要求高。大數(shù)據(jù)通過采集工具收集關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)，利用云平臺進行實時處理，可以實現(xiàn)一秒處理這樣的高效率運行，極大地提高了數(shù)據(jù)的處理速度，實現(xiàn)了現(xiàn)代管理的效率化運行。

二、在智能交通管理體系中引進大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)的重要意義

1.對交通系統(tǒng)產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進行高效整合。云計算分析平臺可以對智能系統(tǒng)中的分散、異構(gòu)數(shù)據(jù)進行整合處理，加強不同管理系統(tǒng)中信息資源的交互，實現(xiàn)交通信息的共享。大數(shù)據(jù)處理技術(shù)是云計算的發(fā)展，主要可以解決整合后的海量數(shù)據(jù)的存儲時效性的問題。

2.提升交通運營資源的配置效率。以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立智能化、自動化交通管理機制，可以有效提升交通資源的分配效率，提高道路體系的網(wǎng)通功能，通過調(diào)整不同區(qū)域的交通需求，緩解交通樞紐的壓力。當前階段，物流需求、私家車數(shù)量的不斷提升，使得道路交通的壓力大幅度上漲，交通的運行效率也非常低，通過廣泛的應用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以對交通的運行情況進行實時的監(jiān)控，從而根據(jù)實際要求進行交通的調(diào)整，提升交通設(shè)施的利用效率。

3.提升交通系統(tǒng)安全防護水平。大數(shù)據(jù)及云計算平臺可以實時、高效地對監(jiān)控信息進行處理、分析與反饋，大大的縮短了預警反應的時間，通過聯(lián)合探測設(shè)備、交通傳感器、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，對車輛軌跡、歷史記錄等信息進行追蹤，在分析車輛安全行駛狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對異常車輛進行示警。同時，在執(zhí)行應急處理方案方面，大數(shù)據(jù)的高速度處理特點可以快速地對信息進行反饋，使應急人員及時地對事故進行救援，從而切實地提高應急救援的能力，控制事故影響情況，降低人身、財產(chǎn)方面的損失。

三、以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)搭建云平臺智能交通管理系統(tǒng)的技術(shù)流程

1.數(shù)據(jù)采集。在智能云平臺交通管理系統(tǒng)中，對不同交通管理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)進行處理的前提是數(shù)據(jù)采集。以監(jiān)控系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)、移動平臺及移動通信等技術(shù)為基礎(chǔ)，對交通網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行動態(tài)、全面的采集，如Hadoop的Chukwa、Cloudera的Flume，F(xiàn)acebook的Scribe等技術(shù)工具，可以以秒級百兆字節(jié)以上的速率的數(shù)據(jù)進行采集，滿足動態(tài)監(jiān)控的需求。

2.數(shù)據(jù)傳輸。在通過工具完成數(shù)據(jù)采集后，需要將數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)娇刂浦行?，現(xiàn)階段，常見的傳輸工具分為Sqoop、DataX以及Aspera三種類型。其中，Sqoop通常被應用于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫傳輸模塊以及Hadoop程序中。Sqoop可以將采集的數(shù)據(jù)導入到關(guān)系型的數(shù)據(jù)存儲程序中，同時，可以將該關(guān)系庫中的數(shù)據(jù)導入到HDFS中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互。DataX主要是對以異構(gòu)數(shù)據(jù)源進行傳輸?shù)某绦?，如實現(xiàn)Oracle、HBase、Hive、FTP、HDFS等結(jié)構(gòu)模式不同的數(shù)據(jù)源傳輸。Aspera是基于faspTM技術(shù)的一種高速傳輸技術(shù)，打破了以往傳輸距離、文件格式、數(shù)據(jù)規(guī)模以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等條件的限制，能夠在較短的時間內(nèi)進行數(shù)據(jù)遷移。

3.數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)的采集、傳輸、沉淀等都需要相應的存儲系統(tǒng)支持，智能交通管理平臺的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)包括關(guān)系型的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫以及HDFS、HBAs、NoSQL數(shù)據(jù)庫等。HDFS適用于非結(jié)構(gòu)性的文件存儲，存儲量大;HBase屬于分布型的存儲系統(tǒng)，可以存儲開源數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);NoSQL類型的數(shù)據(jù)庫主要存儲對象是非結(jié)構(gòu)化的無模式數(shù)據(jù)，可以最大限度地支持云計算技術(shù)應用。

4.數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理模塊作為智能交通管理系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，通過大數(shù)據(jù)挖掘、移動互聯(lián)以及云計算技術(shù)，實現(xiàn)可視化監(jiān)管、實時分析以及信息交互等功能，依托于系統(tǒng)、高效的計算中心與專業(yè)的處理工具，對數(shù)據(jù)進行實時的處理，在密度較低的數(shù)據(jù)鏈中提煉出高價值的信息，為智能平臺的決策提供可靠的參考?，F(xiàn)階段，數(shù)據(jù)處理的軟件系統(tǒng)主要包括Hadoop、HPCC、Storm、ApacheDrill、RapidMiner、PentahoBI等。

四、智能交通管理系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)、云計算的主要技術(shù)應用方向

1.依托于智能管理平臺，對交通環(huán)境、駕駛行為進行動態(tài)監(jiān)測。當前階段，城市交通壓力的不斷增加，交通路況的復雜化特征，使得超速、闖紅燈、違規(guī)停車、逆行、酒駕等違法行為發(fā)生的頻次逐步增加。借助云平臺與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠?qū)@些違法行為進行全面的監(jiān)測與控制。如，利用大數(shù)據(jù)圖像分析技術(shù)可以有效識別闖紅燈、不系安全帶及違法的車輛信息等，從而使駕駛員的行為習慣得到有效規(guī)范，更好地阻止了違法與事故源頭，這些強有力的技術(shù)保障使交警能夠?qū)崿F(xiàn)非現(xiàn)場執(zhí)法。除此之外，對于交通系統(tǒng)收集的人臉圖片、車輛信息等數(shù)據(jù)，與公安系統(tǒng)中的黑名單、嫌犯等進行交叉對比，能夠有效實現(xiàn)協(xié)同管理的目標，為城市的安全、穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.利用大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)為交通決策提供真實、可靠的參考依據(jù)。智能交通管理系統(tǒng)的建設(shè)與應用，可以借助平臺大數(shù)據(jù)收集、處理、分析及存儲技術(shù)，為管理者提供科學的參考依據(jù)，提升決策的可執(zhí)行性與指導價值。傳統(tǒng)交通信息管理平臺功能偏重事后管理，缺乏全面、動態(tài)的預警機制。與此相對應，智能交通管理平臺的功能更健全，可以實現(xiàn)對大數(shù)據(jù)的深度發(fā)掘，通過人臉識別、車輛信息查詢、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，對交通事故、路況、駕駛員等特征進行多層次分析，能夠及時對異常車輛、駕駛員狀況進行預警。在事前預防、事中控制、事后管理原則的指導下，對大數(shù)據(jù)智能云平臺的功能進行細化，全面發(fā)揮預防、組織、協(xié)調(diào)、指揮、偵查等方面的功能，為交通、公安、醫(yī)療等部門的聯(lián)合工作奠定基礎(chǔ)。

3.對路況進行全面分析，緩解交通網(wǎng)絡(luò)的壓力。不同街道、規(guī)劃區(qū)域及城鎮(zhèn)間的路況存在較大的差異，部分交通網(wǎng)絡(luò)由于早晚高峰、節(jié)假日等原因，承擔較大的交通壓力，同時，一些交通設(shè)施的利用效率卻相對較低。通過智能平臺的大體積數(shù)據(jù)特征分析技術(shù)，可以有效地緩解交通樞紐的運輸壓力。利用物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及實時通訊與傳感等技術(shù)，可以在全面收集路況信息的技術(shù)上，通過大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，準確地捕獲公路路況的實時交通運行信息，為交通管理等各種信息服務提供數(shù)據(jù)支持與分析保障。如，交通部門可以利用傳感設(shè)備、探測設(shè)施等數(shù)據(jù)采集工具獲取具體的道路運行狀態(tài)信息，對處于施工、事故、結(jié)冰狀態(tài)的道路段進行預警，通過交通路況信息發(fā)布平臺，向出行者提供信息服務，以便出行者確定最佳的交通方式、交通路徑及出行時間，并可把服務信息發(fā)布到出行者移動終端上，為司機推薦行駛路線等，從而提高交通運行效率。

4.發(fā)揮智能系統(tǒng)的信息分析、整合能力，優(yōu)化交通規(guī)劃布局。當前階段，人們出行方式與生活習慣的變化，使得原有的城市交通規(guī)劃布局無法滿足人們?nèi)找嬖黾拥奈锪?、客運需求，交通管理模式改革勢在必行。通過智能交通管理系統(tǒng)的建設(shè)與完善，可以為城市規(guī)劃部門、交通部門、公安部門、環(huán)境部門與其他單位的共同合作提供支持，實現(xiàn)多部門信息共享，全面了解道路建設(shè)交通需求指數(shù)，獲知擁堵時間、空間和路段，通過大數(shù)據(jù)分析掌握了現(xiàn)狀，也找到了規(guī)律，并進行預測，為城市道路、軌道交通、公交系統(tǒng)的建設(shè)提供依據(jù)，為合理規(guī)劃城鎮(zhèn)交通布局提供科學的依據(jù)，提升城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的利用率。

在智能交通管理體系中，合理利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對路況、環(huán)境、交通壓力等數(shù)據(jù)進行深度挖掘，通過云計算平臺對數(shù)據(jù)信息進行深度整合，可以有效為交通管理決策、城市規(guī)劃及城鎮(zhèn)治安管理等工作提供技術(shù)支持。優(yōu)化交通資源的整體配置效率，是當前階段交通管理部門提升管理、執(zhí)法效率的重要方向，也是推動現(xiàn)代交通管理體系建設(shè)與完善的關(guān)鍵所在。

參考文獻：

[1]? 謝斌，宋曉波.基于云計算的電力大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與應用[J].數(shù)字通信世界，2018，（9）.

[2]? 周遠新.大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)在智慧城市中的應用分析[J].數(shù)碼世界，2019，（4）.

[3]? 劉瀅.基于大數(shù)據(jù)平臺的智能交通系統(tǒng)架構(gòu)及功能設(shè)計[J].綜合運輸，2018，（9）.

[4]? 于志青，李俊莉.基于大數(shù)據(jù)的智能交通綜合信息應用平臺設(shè)計[J].河南師范大學學報：自然科學版，2019，（4）.

[5]? 高子初，張寧.用大數(shù)據(jù)智能交通技術(shù)管理復雜多車道道路的新策略[J].科技與創(chuàng)新，2018，（1）.

[責任編輯 鄧 兵]