云計(jì)算及大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用

李麗萍 孫夢(mèng)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(jì)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(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的智能交通系統(tǒng)，可以對(duì)城鎮(zhèn)交通布局進(jìn)行合理的規(guī)劃、調(diào)整，分散交通壓力，保證區(qū)域客運(yùn)、物流體系的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，為交通執(zhí)法部門提供實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)管信息;另一方面，智能交通管理機(jī)制需要收集、計(jì)算、整合與存儲(chǔ)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(shí)間內(nèi)對(duì)信息進(jìn)行處理，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)維效率要求較高。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;大數(shù)據(jù);智能交通;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：F512? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1673-291X（2020）16-0164-02

通過統(tǒng)一的管理平臺(tái)對(duì)交通監(jiān)控、服務(wù)、應(yīng)用環(huán)節(jié)的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，同時(shí)借助云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)的高速、準(zhǔn)確計(jì)算，保證信息處理的時(shí)效性，打造現(xiàn)代智能交通管理系統(tǒng)。

一、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

1.數(shù)據(jù)規(guī)模大。智能交通管理系統(tǒng)需要對(duì)目標(biāo)區(qū)域的交通狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，然后通過數(shù)據(jù)計(jì)算后，進(jìn)行管理決策，處理的數(shù)據(jù)規(guī)模較大，現(xiàn)階段，其存儲(chǔ)與管理體量已經(jīng)達(dá)到FB級(jí)別。這種技術(shù)的主要特點(diǎn)就是存儲(chǔ)的空間體積更加的大，大數(shù)據(jù)技術(shù)通過存儲(chǔ)設(shè)備級(jí)別的提升，也大大提高了其自身可存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的體量。

2.數(shù)據(jù)類別多，性質(zhì)復(fù)雜。目前，在交通系統(tǒng)中運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行信息處理，面向的對(duì)象包括安全管理、狀態(tài)監(jiān)管、應(yīng)急處理、危險(xiǎn)預(yù)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(fù)雜，對(duì)于這些數(shù)據(jù)若是通過傳統(tǒng)的方式進(jìn)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(shí)時(shí)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(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，可以實(shí)現(xiàn)一秒處理這樣的高效率運(yùn)行，極大地提高了數(shù)據(jù)的處理速度，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代管理的效率化運(yùn)行。

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

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

2.提升交通運(yùn)營(yíng)資源的配置效率。以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立智能化、自動(dòng)化交通管理機(jī)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(dāng)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(yùn)行效率也非常低，通過廣泛的應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以對(duì)交通的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)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(hù)水平。大數(shù)據(jù)及云計(jì)算平臺(tái)可以實(shí)時(shí)、高效地對(duì)監(jiān)控信息進(jìn)行處理、分析與反饋，大大的縮短了預(yù)警反應(yīng)的時(shí)間，通過聯(lián)合探測(cè)設(shè)備、交通傳感器、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，對(duì)車輛軌跡、歷史記錄等信息進(jìn)行追蹤，在分析車輛安全行駛狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對(duì)異常車輛進(jìn)行示警。同時(shí)，在執(zhí)行應(yīng)急處理方案方面，大數(shù)據(jù)的高速度處理特點(diǎn)可以快速地對(duì)信息進(jìn)行反饋，使應(yīng)急人員及時(shí)地對(duì)事故進(jìn)行救援，從而切實(shí)地提高應(yīng)急救援的能力，控制事故影響情況，降低人身、財(cái)產(chǎn)方面的損失。

三、以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)搭建云平臺(tái)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(tái)交通管理系統(tǒng)中，對(duì)不同交通管理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)進(jìn)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(dòng)平臺(tái)及移動(dòng)通信等技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)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(jí)百兆字節(jié)以上的速率的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，滿足動(dòng)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(yīng)用于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)傳輸模塊以及Hadoop程序中。Sqoop可以將采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到關(guān)系型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序中，同時(shí)，可以將該關(guān)系庫(kù)中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到HDFS中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互。DataX主要是對(duì)以異構(gòu)數(shù)據(jù)源進(jìn)行傳輸?shù)某绦?，如?shí)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(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移。

3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)的采集、傳輸、沉淀等都需要相應(yīng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)支持，智能交通管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)包括關(guān)系型的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)以及HDFS、HBAs、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)等。HDFS適用于非結(jié)構(gòu)性的文件存儲(chǔ)，存儲(chǔ)量大;HBase屬于分布型的存儲(chǔ)系統(tǒng)，可以存儲(chǔ)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(kù)主要存儲(chǔ)對(duì)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(jì)算技術(shù)應(yīng)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(dòng)互聯(lián)以及云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)管、實(shí)時(shí)分析以及信息交互等功能，依托于系統(tǒng)、高效的計(jì)算中心與專業(yè)的處理工具，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理，在密度較低的數(shù)據(jù)鏈中提煉出高價(jià)值的信息，為智能平臺(tái)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(jì)算的主要技術(shù)應(yīng)用方向

1.依托于智能管理平臺(tái)，對(duì)交通環(huán)境、駕駛行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。當(dāng)前階段，城市交通壓力的不斷增加，交通路況的復(fù)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(tái)與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠?qū)@些違法行為進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)與控制。如，利用大數(shù)據(jù)圖像分析技術(shù)可以有效識(shí)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(xí)慣得到有效規(guī)范，更好地阻止了違法與事故源頭，這些強(qiáng)有力的技術(shù)保障使交警能夠?qū)崿F(xiàn)非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法。除此之外，對(duì)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(jìn)行交叉對(duì)比，能夠有效實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理的目標(biāo)，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(jì)算技術(shù)為交通決策提供真實(shí)、可靠的參考依據(jù)。智能交通管理系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，可以借助平臺(tái)大數(shù)據(jù)收集、處理、分析及存儲(chǔ)技術(shù)，為管理者提供科學(xué)的參考依據(jù)，提升決策的可執(zhí)行性與指導(dǎo)價(jià)值。傳統(tǒng)交通信息管理平臺(tái)功能偏重事后管理，缺乏全面、動(dòng)態(tài)的預(yù)警機(jī)制。與此相對(duì)應(yīng)，智能交通管理平臺(tái)的功能更健全，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)的深度發(fā)掘，通過人臉識(shí)別、車輛信息查詢、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，對(duì)交通事故、路況、駕駛員等特征進(jìn)行多層次分析，能夠及時(shí)對(duì)異常車輛、駕駛員狀況進(jìn)行預(yù)警。在事前預(yù)防、事中控制、事后管理原則的指導(dǎo)下，對(duì)大數(shù)據(jù)智能云平臺(tái)的功能進(jìn)行細(xì)化，全面發(fā)揮預(yù)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(duì)路況進(jìn)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(dān)較大的交通壓力，同時(shí)，一些交通設(shè)施的利用效率卻相對(duì)較低。通過智能平臺(tái)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(yùn)輸壓力。利用物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及實(shí)時(shí)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(zhǔn)確地捕獲公路路況的實(shí)時(shí)交通運(yùn)行信息，為交通管理等各種信息服務(wù)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(cè)設(shè)施等數(shù)據(jù)采集工具獲取具體的道路運(yùn)行狀態(tài)信息，對(duì)處于施工、事故、結(jié)冰狀態(tài)的道路段進(jìn)行預(yù)警，通過交通路況信息發(fā)布平臺(tái)，向出行者提供信息服務(wù)，以便出行者確定最佳的交通方式、交通路徑及出行時(shí)間，并可把服務(wù)信息發(fā)布到出行者移動(dòng)終端上，為司機(jī)推薦行駛路線等，從而提高交通運(yùn)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(dāng)前階段，人們出行方式與生活習(xí)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(yùn)需求，交通管理模式改革勢(shì)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(shí)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(shí)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(jìn)行預(yù)測(cè)，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(xué)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(duì)路況、環(huán)境、交通壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，通過云計(jì)算平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)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(dāng)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(dòng)現(xiàn)代交通管理體系建設(shè)與完善的關(guān)鍵所在。

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[責(zé)任編輯 鄧 兵]