高速公路交通大數(shù)據(jù)分析及挖掘技術(shù)展望

摘要：隨著計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)及傳感技術(shù)快速發(fā)展，高速公路行業(yè)積累了海量數(shù)據(jù)，但針對(duì)交通大數(shù)據(jù)開(kāi)展的分析及挖掘工作卻很少，且未對(duì)海量數(shù)據(jù)中隱藏的有效信息進(jìn)行充分挖掘。鑒于此，分析了山西省交通行業(yè)數(shù)據(jù)分析及挖掘技術(shù)現(xiàn)有基礎(chǔ)，并提出了下一步研究方向及典型應(yīng)用展望。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);分析及挖掘;交通行業(yè)

1? ? 技術(shù)背景

21世紀(jì)，伴隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)式發(fā)展，人類進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。數(shù)據(jù)成為國(guó)家核心戰(zhàn)略資源和社會(huì)財(cái)富[1]，全球范圍內(nèi)研究發(fā)展大數(shù)據(jù)、運(yùn)用大數(shù)據(jù)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展成為大勢(shì)所趨。IBM公司研究報(bào)告表明，當(dāng)前各行業(yè)數(shù)據(jù)的分析利用率極低，僅為1%。交通行業(yè)數(shù)據(jù)雖然由于細(xì)粒度、連續(xù)性及信息豐富等優(yōu)勢(shì)具備大數(shù)據(jù)分析挖掘基礎(chǔ)，但也由于數(shù)據(jù)增長(zhǎng)快、覆蓋面廣、數(shù)據(jù)深度高、格式不統(tǒng)一、信息孤島等原因，致使其分析挖掘比例更低。因此，加快交通大數(shù)據(jù)的清洗、分析挖掘及應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，對(duì)積極響應(yīng)國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，促進(jìn)山西經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型意義深遠(yuǎn)。

2? ? 現(xiàn)有基礎(chǔ)

2.1? ? 政策保障

山西省通過(guò)加快組織建設(shè)與政策保障推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)推進(jìn)，給予大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)系列政策支持，發(fā)展?jié)摿χ笖?shù)位居全國(guó)前列。2016年，山西省發(fā)布《山西省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年（2016—2020年）規(guī)劃綱要》和《山西省“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確構(gòu)建現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系，推動(dòng)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)在交通運(yùn)輸、環(huán)保、國(guó)土資源等行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用;2017年，山西省發(fā)布《山西省大數(shù)據(jù)發(fā)展規(guī)劃（2017—2020年）》，力求在大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略實(shí)施上取得突破，促進(jìn)全省經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展;2019年，《山西省促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展應(yīng)用2019年行動(dòng)計(jì)劃》再次明確“推進(jìn)大數(shù)據(jù)在交通、旅游等民生領(lǐng)域應(yīng)用不斷深入”;2020年4月，山西省發(fā)布《山西省大數(shù)據(jù)發(fā)展應(yīng)用促進(jìn)條例》，要求推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。因此，山西省交通大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展符合政策導(dǎo)向。

2.2? ? 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

自大數(shù)據(jù)國(guó)家戰(zhàn)略實(shí)施以來(lái)，山西省積極推進(jìn)山西聯(lián)通、山西移動(dòng)、山西電信、百度（陽(yáng)泉）公司、呂梁軍民融合研究院、北斗山西分公司等大數(shù)據(jù)中心建設(shè)，推動(dòng)浪潮集團(tuán)、華為公司、新華三通信公司等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心和云平臺(tái)項(xiàng)目在山西省落地建設(shè)。2019年，山西交通控股集團(tuán)著力打造了自己的數(shù)據(jù)中心。

山西省交控集團(tuán)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)使山西省交通大數(shù)據(jù)分析及挖掘工作成為可能，為深化大數(shù)據(jù)在交通行業(yè)的示范應(yīng)用奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.3? ? 技術(shù)基礎(chǔ)

山西省交通科技研發(fā)有限公司致力于交通運(yùn)輸行業(yè)的科學(xué)研究與技術(shù)咨詢，近五年，交研公司智能裝備、智慧交通、交通安全及橋梁與隧道工程等研究院累計(jì)承擔(dān)國(guó)家、省部級(jí)大數(shù)據(jù)相關(guān)科研項(xiàng)目7項(xiàng)。同時(shí)，項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中形成了由3名博士牽頭、10余名碩士為技術(shù)骨干的“大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用” “數(shù)據(jù)挖掘” “數(shù)據(jù)可視化展示”等跨院技術(shù)合作團(tuán)隊(duì)。

2.4? ? 人才資源

截至2019年底，全國(guó)共477所高校本科專業(yè)獲批，山西省以14所高校的總量位居全國(guó)第五，如太原理工大學(xué)、山西大學(xué)、中北大學(xué)等。數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的設(shè)立培養(yǎng)了大批社會(huì)急需的具備大數(shù)據(jù)處理及分析能力的高級(jí)復(fù)合型人才，為交通行業(yè)數(shù)據(jù)分析及挖掘奠定了人才基礎(chǔ)。

3? ? 研究方向

3.1? ? 研究?jī)?nèi)容

基于交通行業(yè)大數(shù)據(jù)規(guī)模大、速度快、多樣、價(jià)值密度低等特點(diǎn)，建立大數(shù)據(jù)處理技術(shù)體系[2]，并開(kāi)展存儲(chǔ)及融合、分析及挖掘、可視化決策、數(shù)據(jù)應(yīng)用等研究工作。

3.1.1? ? 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的混合存儲(chǔ)及融合技術(shù)

交通行業(yè)在生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工、經(jīng)營(yíng)及管理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量異構(gòu)數(shù)據(jù)，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)及融合技術(shù)是首先要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，也是對(duì)交通大數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘和應(yīng)用的前提。開(kāi)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)及融合算法研究，并建立適用于交通行業(yè)的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)及查詢、錄入數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，是當(dāng)前交通行業(yè)大數(shù)據(jù)分析工作的重點(diǎn)之一[3]。

3.1.2? ? 基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)分析挖掘體系

建立基于云平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析挖掘體系，提高非向量數(shù)據(jù)的挖掘能力，開(kāi)展基于分類、回歸分析、Web數(shù)據(jù)挖掘等方法的數(shù)據(jù)分析研究[3]，并建立各類型數(shù)據(jù)挖掘模型，實(shí)現(xiàn)各結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)的分析與深入挖掘，進(jìn)一步提高交通行業(yè)大數(shù)據(jù)的服務(wù)價(jià)值。

3.1.3? ? 數(shù)據(jù)的可視化決策

基于新型數(shù)據(jù)可視化決策技術(shù)，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息以圖、表形式直觀顯示，并動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，提高管理人員依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理決策的科學(xué)性[4]。

3.1.4? ? 提升數(shù)據(jù)應(yīng)用水平

積極響應(yīng)國(guó)家大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略，借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)[5]，切實(shí)推進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)在交通產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，打造深度融合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、挖掘、加工處理和應(yīng)用展示的高度集成平臺(tái)，從而促使交通行業(yè)的信息化管理水平取得全面提升。

3.2? ? 典型應(yīng)用

基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)開(kāi)展面向交通運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)研究工作，列舉幾個(gè)典型應(yīng)用：

（1）基于集團(tuán)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及戰(zhàn)略布局，建立集團(tuán)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)數(shù)據(jù)清洗實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)互聯(lián)互通?；诖髷?shù)據(jù)挖掘技術(shù)，建立業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型，充分繪制潛在客戶畫像，為集團(tuán)提供針對(duì)需求的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。

（2）基于視頻監(jiān)控系統(tǒng)積累的海量數(shù)據(jù)，開(kāi)展高速公路視頻大數(shù)據(jù)挖掘分析與應(yīng)用，構(gòu)建以交通流大數(shù)據(jù)為特征的數(shù)據(jù)處理模型，解決道路擁擠、車輛稽查、交通安全等問(wèn)題，提升高速公路整體營(yíng)運(yùn)管理和服務(wù)水平。

（3）交控集團(tuán)管理運(yùn)營(yíng)高速公路超5 000 km，占全省高速公路總里程95%以上，基于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)積累的海量數(shù)據(jù)，開(kāi)展高速公路貨運(yùn)/客運(yùn)情況的大數(shù)據(jù)分析，預(yù)測(cè)山西省經(jīng)濟(jì)景氣情況，助力山西經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

（4）基于交控集團(tuán)在高速公路等重大交通基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)展的全過(guò)程業(yè)務(wù)，創(chuàng)新型引入大數(shù)據(jù)能源管理，在設(shè)計(jì)規(guī)劃、施工段、運(yùn)營(yíng)等多個(gè)階段通過(guò)數(shù)據(jù)化的能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的安全、綠色、智慧，積極響應(yīng)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。

（5）基于集團(tuán)在高速公路路面、隧道、橋梁等開(kāi)展的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)，開(kāi)展病害數(shù)據(jù)、養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)的分析與挖掘，為交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和養(yǎng)護(hù)提供全方面的決策信息支持，提高服務(wù)水平。

（6）緊跟技術(shù)前沿，開(kāi)展面向交通安全等相關(guān)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)研究。

4? ? 發(fā)展前景

交通大數(shù)據(jù)分析及挖掘技術(shù)研究立足交控集團(tuán)發(fā)展需求，緊抓大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展契機(jī)，圍繞研發(fā)設(shè)計(jì)、終端制造、平臺(tái)構(gòu)建、應(yīng)用服務(wù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，改造提升集團(tuán)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，全面推進(jìn)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品、市場(chǎng)和管理等創(chuàng)新，優(yōu)化資源配置，降本增效，提高集團(tuán)服務(wù)質(zhì)量。

通過(guò)交通大數(shù)據(jù)深度挖掘和廣泛應(yīng)用，提供行業(yè)大數(shù)據(jù)解決方案，形成面向行業(yè)應(yīng)用的自主大數(shù)據(jù)產(chǎn)品和服務(wù)體系，致力于成為山西省大數(shù)據(jù)龍頭企業(yè)，帶動(dòng)大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、資金、人才等在我省高度集聚，構(gòu)建形成完整的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)集群，促進(jìn)山西信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

未來(lái)依托企業(yè)在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的知名度，舉辦大數(shù)據(jù)國(guó)際年會(huì)、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)峰會(huì)以及國(guó)際山西大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)等重大活動(dòng)，吸引華為、高通、中國(guó)普天等通信技術(shù)企業(yè)入駐，以及阿里巴巴和京東等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建立山西電子商務(wù)集群，不斷推出大數(shù)據(jù)應(yīng)用項(xiàng)目，做強(qiáng)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，共享市場(chǎng)收益。

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收稿日期：2020-06-02

作者簡(jiǎn)介：孫貝（1988—），女，河南洛陽(yáng)人，工學(xué)碩士，工程師，研究方向：大數(shù)據(jù)分析、智能裝備成套技術(shù)。