淺析大數(shù)據(jù)在國(guó)內(nèi)智能交通的應(yīng)用發(fā)展

中國(guó)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)起步晚，發(fā)展速度快。物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，使數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度加快、規(guī)模加大，迫切需要運(yùn)用大數(shù)據(jù)手段進(jìn)行分析處理，提煉其中的有效信息。2014年，中國(guó)大數(shù)據(jù)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到767億元，同比增長(zhǎng)27.8%。預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到8228.81億元。2015-2017年復(fù)合增長(zhǎng)率為51.5%。2014年，中國(guó)大數(shù)據(jù)應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模為80.54億元，同比增長(zhǎng)3.2%，2015年市場(chǎng)規(guī)模約增長(zhǎng)37.3%，至110.56億元，預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)大數(shù)據(jù)應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至5019.58億元。2015-2017年復(fù)合增速為87.8%。

大數(shù)據(jù)應(yīng)用于智能交通產(chǎn)業(yè)

當(dāng)智能交通遇到大數(shù)據(jù)，如同二氧化錳在制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中作為催化劑一樣，一場(chǎng)劇烈的化學(xué)反應(yīng)加劇了兩方的共同發(fā)展。

隨著城市的迅速發(fā)展，交通擁堵、交通污染日益嚴(yán)重，交通事故頻繁發(fā)生，這些都是各大城市亟待解決的問題。智能交通成為改善城市交通的關(guān)鍵所在。為此，及時(shí)、準(zhǔn)確獲取交通數(shù)據(jù)并構(gòu)建交通數(shù)據(jù)處理模型是建設(shè)智能交通的前提，而這一難題可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)得到解決。

1智能交通需求與大數(shù)據(jù)契合

智能交通整體框架主要包括物理感知層、軟件應(yīng)用平臺(tái)及分析預(yù)測(cè)及優(yōu)化管理的應(yīng)用。其中物理感知層主要是對(duì)交通狀況和交通數(shù)據(jù)的感知采集;軟件應(yīng)用平臺(tái)是將各感知終端的信息進(jìn)行整合、轉(zhuǎn)換處理，以支撐分析預(yù)警與優(yōu)化管理的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè);分析預(yù)測(cè)及優(yōu)化管理應(yīng)用主要包括交通規(guī)劃、交通監(jiān)控、智能誘導(dǎo)、智能停車等應(yīng)用系統(tǒng)。

系統(tǒng)利用先進(jìn)的視頻監(jiān)控、智能識(shí)別和信息技術(shù)手段，增加可管理空間、時(shí)間和范圍，不斷提升管理廣度、深度和精細(xì)度。整個(gè)系統(tǒng)由信息綜合應(yīng)用平臺(tái)、信號(hào)控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能卡口系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)等組成。以達(dá)到四方面的目標(biāo)：提高通行能力、減少交通事故、打擊違章事件、出行信息服務(wù)。

整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)的核心是數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與計(jì)算，而其中最重要的核心思想就是“數(shù)據(jù)是價(jià)值”。問題就是如何把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成價(jià)值。這就成為一個(gè)技術(shù)問題。

從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度，任何領(lǐng)域任何動(dòng)態(tài)發(fā)展的事物，只要有足夠多的樣本數(shù)據(jù)，就一定能從樣本數(shù)據(jù)中找到動(dòng)態(tài)發(fā)展的規(guī)律。數(shù)據(jù)越多，準(zhǔn)確率越高。這個(gè)“規(guī)律”就是數(shù)據(jù)的價(jià)值所在。對(duì)于商業(yè)機(jī)構(gòu)，可以分析用戶行為規(guī)律從而提高銷售量;分析目標(biāo)市場(chǎng)規(guī)律，定點(diǎn)投放廣告從而降低成本等等;對(duì)于公安行業(yè)，可以分析區(qū)域性犯罪趨勢(shì)，提前預(yù)防從而降低犯罪率;還可以分析交通行為規(guī)律，提前做交通疏導(dǎo)，提高交通通暢率，這就能真正挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，提高其社會(huì)價(jià)值。

從20世紀(jì)初的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展以來，進(jìn)入一個(gè)高度聯(lián)網(wǎng)的階段。聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，數(shù)據(jù)高度集中，數(shù)據(jù)量急劇增加。據(jù)IDC報(bào)告現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，每?jī)赡昃头环?。這個(gè)增長(zhǎng)率在智能交通行業(yè)同樣有效，隨著卡口、電警、攝像機(jī)數(shù)量的增加，高清化、智能化的發(fā)展，如果再算上物聯(lián)網(wǎng)的各種傳感器，未來幾年的數(shù)據(jù)量增加可能大大高于這個(gè)增長(zhǎng)率。這就為智能交通行業(yè)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

從各種各樣類型的數(shù)據(jù)中，快速獲得有價(jià)值信息的能力，就是大數(shù)據(jù)技術(shù)。由此我們?cè)倏碔BM歸納的4個(gè)V(量Volume，多樣Variety，價(jià)值Value，速Velocity)：(1)Volume數(shù)據(jù)體量巨大。從TB級(jí)別，躍升到PB級(jí)別；(2)Variety數(shù)據(jù)類型繁多。包括視頻、圖片、地理位置信息、傳感器數(shù)據(jù)等等；(3)Value價(jià)值密度低，應(yīng)用價(jià)值高。以視頻為例，連續(xù)不間斷監(jiān)控過程中，可能有用的數(shù)據(jù)僅僅有一兩秒；(4)Velocity處理速度快，1秒定律。

最后這一點(diǎn)也是和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有著本質(zhì)的不同。在交通領(lǐng)域，海量的數(shù)據(jù)主要包括4個(gè)類型的數(shù)據(jù)：傳感器數(shù)據(jù)(位置、溫度、壓力、圖像、速度、RFID等信息);系統(tǒng)數(shù)據(jù)(日志、設(shè)備記錄、MIBs等);服務(wù)數(shù)據(jù)(收費(fèi)信息、上網(wǎng)服務(wù)及其他信息);應(yīng)用數(shù)據(jù)(生成廠家、能源、交通、性能、兼容性等信息)。交通數(shù)據(jù)的類型繁多，而且體積巨大。量Volume和多樣Variety是因，數(shù)據(jù)類型的復(fù)雜和數(shù)據(jù)量的急劇增加，決定了原有簡(jiǎn)單因果關(guān)系的應(yīng)用模式對(duì)數(shù)據(jù)使用率極低，完全無法發(fā)揮數(shù)據(jù)的作用;速Velocity是過程，巨大的運(yùn)算量決定了速度必須快;價(jià)值Value是最終的果。

2大數(shù)據(jù)采集

在各城市建設(shè)智慧交通的過程中，將產(chǎn)生越來越多的視頻監(jiān)控、卡口電警、路況信息、管控信息、營(yíng)運(yùn)信息、GPS定位信息、RFID識(shí)別信息等數(shù)據(jù)，每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量可以達(dá)到PB級(jí)別，并且呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

3大數(shù)據(jù)增值應(yīng)用

深入挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，在智能交通、公安實(shí)戰(zhàn)等行業(yè)上推出車輛軌跡、道路流量、案件聚類等大數(shù)據(jù)模型?；诖髷?shù)據(jù)模型，推出智能套牌、智能跟車分析、軌跡碰撞、人臉比對(duì)、輿情分析等數(shù)據(jù)增值應(yīng)用，逐步解決行業(yè)的深層次問題。

4海量數(shù)據(jù)計(jì)算

通過云計(jì)算集群，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的分布式高速計(jì)算，支撐對(duì)海量數(shù)據(jù)的高效分析挖掘。云計(jì)算集群是一種M/S架構(gòu)的分布式計(jì)算系統(tǒng)，Master作為調(diào)度管理服務(wù)器，負(fù)責(zé)計(jì)算任務(wù)分解與調(diào)度、計(jì)算資源統(tǒng)一管理。Slave則由大量的計(jì)算服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)完成Master下發(fā)的計(jì)算任務(wù)。

5海量數(shù)據(jù)檢索

基于行業(yè)數(shù)據(jù)查詢特點(diǎn)，對(duì)搜索引擎進(jìn)行優(yōu)化定制，支持百億記錄的秒級(jí)高速查詢。通過集群機(jī)制，實(shí)現(xiàn)搜索服務(wù)的高可靠性、高容錯(cuò)性、高擴(kuò)展性。

6海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

對(duì)于海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，采用HBase分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，有四個(gè)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)格式靈活、高可用、橫向擴(kuò)展能力強(qiáng)和訪問高效。

同時(shí)能夠做到無縫集成，快速從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入已經(jīng)存在的歷史數(shù)據(jù)。提供高可靠性、高容錯(cuò)性、高性能的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，支持無縫容量擴(kuò)展。

7大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用

高效的云計(jì)算能力，帶來千億數(shù)據(jù)的秒級(jí)返回的檢索能力，為大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，提供了快速的保障?；谏疃葘W(xué)習(xí)的智能分析算法，為大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用提供有力的工具。交通大數(shù)據(jù)的分析，為交通管理、決策、規(guī)劃、服務(wù)以及主動(dòng)安全防范帶來更加有效的支持。

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合高清監(jiān)控視頻、卡口數(shù)據(jù)、線圈微采集波數(shù)據(jù)等，再輔以智能研判，基本可以實(shí)現(xiàn)路口的自適應(yīng)以及信號(hào)配時(shí)的優(yōu)化。通過大數(shù)據(jù)分析，得出區(qū)域內(nèi)多路口綜合通行能力，用于區(qū)域內(nèi)多路口紅綠燈配時(shí)優(yōu)化，達(dá)到提升單一路口或區(qū)域內(nèi)的通行效率。如根據(jù)平日/節(jié)假日，早、晚高峰/其他時(shí)段，主要干道關(guān)鍵路口/次關(guān)鍵路口/普通路口，白天/夜間等不同情況，人工或系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置不同的配時(shí)，達(dá)到大幅提高區(qū)域內(nèi)交通通行能力。

大數(shù)據(jù)分析研判功能，還可以支持對(duì)卡口數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行二次識(shí)別，提高車輛信息的準(zhǔn)確性，進(jìn)而利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)軌跡分析、落腳點(diǎn)分析、隱匿車輛分析等功能。對(duì)車輛大數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，實(shí)現(xiàn)事前全面監(jiān)控、事中及時(shí)追蹤、事后準(zhǔn)確回溯的不同場(chǎng)景需求。常州市建設(shè)的車輛大數(shù)據(jù)平臺(tái)，協(xié)助有關(guān)部門每天自動(dòng)發(fā)現(xiàn)套牌車輛10余起，再根據(jù)車輛的軌跡分析和落腳點(diǎn)分析，快速找到套牌車輛進(jìn)行處罰管理。

結(jié)合智能算法，二次識(shí)別等功能，可以更準(zhǔn)確的識(shí)別車牌、車身顏色、車型、車標(biāo)、年款等特征，并且對(duì)遮陽板檢測(cè)、安全帶檢測(cè)、接打電話檢測(cè)、司機(jī)人臉識(shí)別等進(jìn)行分析。