大數(shù)據(jù)讓城市交通變得更“聰明”

文／杜博文

交通大數(shù)據(jù)是典型的時(shí)空大數(shù)據(jù)，那什么是時(shí)空大數(shù)據(jù)呢？

我們乘坐的出租、地面公交、城市地鐵甚至航空等交通工具所提供的位置數(shù)據(jù)，都可以映射到空間維度上，而歷史狀態(tài)關(guān)聯(lián)變化，或者居民跨越多個(gè)空間位置的移動(dòng)行為，都可以映射到時(shí)間維度，我們把這些數(shù)據(jù)統(tǒng)一歸結(jié)為時(shí)空數(shù)據(jù)。

但我們所居住的城市是在不斷演化的，特別是近年來(lái)京津冀、粵港澳大灣區(qū)協(xié)同發(fā)展被列為國(guó)家重大發(fā)展戰(zhàn)略，綜合交通被設(shè)為優(yōu)先發(fā)展目標(biāo)。居民出行范圍擴(kuò)大，出行距離增長(zhǎng)；單一交通變?yōu)榫C合交通，居民出行模式增多，他們需要知道哪條道路擁堵應(yīng)該避開(kāi)，選擇哪條路線更快捷。

針對(duì)這一需求，科研人員想到將諸如出租、公交等公共車(chē)輛的位置數(shù)據(jù)視為移動(dòng)傳感器，這樣做最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了交通小樣本到交通大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變，這就是大家日常使用的導(dǎo)航軟件動(dòng)態(tài)路況信息生成。

但這件事做起來(lái)并不容易，因?yàn)楫吘钩鲎廛?chē)不像其他車(chē)輛可連續(xù)行駛，有路邊休息的、慢速行駛尋找客人的，甚至沒(méi)有出租車(chē)行駛過(guò)路段導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失的。

如何將缺失擾動(dòng)信息變成連續(xù)可信數(shù)據(jù)呢？我國(guó)科研人員提出了成套方法技術(shù)，同時(shí)建立了國(guó)際上第一個(gè)、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、可支持大規(guī)模商用的出行信息服務(wù)系統(tǒng)。

首先，從公交需求預(yù)測(cè)方面看。比如北京天通苑區(qū)域，是北京人口最集中住宅區(qū)域之一，從公交出行記錄來(lái)看，每天擁有百萬(wàn)級(jí)規(guī)模，那么該區(qū)域出行群體每天都去哪里了呢？每一時(shí)刻需要安排多少輛公交車(chē)、需要多少節(jié)地鐵車(chē)廂才能滿足需求？

對(duì)此，就要做通勤群體出行需求解析，通過(guò)對(duì)到達(dá)地點(diǎn)的時(shí)空分布分析發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很有意思的結(jié)果，天通苑所連接的百余個(gè)區(qū)域中，僅有9個(gè)區(qū)域?yàn)楣豢土鞯闹饕ㄐ袇^(qū)域，這就為城市公交線網(wǎng)優(yōu)化提供了大數(shù)據(jù)支撐。

另外，現(xiàn)在大家每天出行都不像以前一樣，只坐公交或地鐵，而是使用共享單車(chē)、出租車(chē)、地鐵等多種交通工具聯(lián)合出行，比如，先乘坐軌道交通到達(dá)目的地大致方位，再使用單車(chē)到達(dá)最后目的地。這就給城市交通管理部門(mén)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，每種交通工具需要多少才能滿足需求？

這被稱(chēng)為多模式交通需求量預(yù)測(cè)。遺憾的是，現(xiàn)有方法主要針對(duì)單一交通方式，缺乏對(duì)多模式交通需求量之間相關(guān)性的分析與挖掘。

實(shí)際上，某一地鐵站附近的共享單車(chē)需求量是受地鐵客流、公交客流、出租車(chē)客流，甚至氣象、事件等多因素影響的，也就是說(shuō)在不同方式的交通需求量之間，存在著較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。下雨天大家從地鐵站出來(lái)就會(huì)選擇坐公交、坐出租而少有選擇騎單車(chē)，而風(fēng)和日麗的傍晚，大家的選擇就正好相反。所以需求的動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生出不確定性及復(fù)雜性。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，不只是單一的交通需求量，而是多種交通需求量的綜合，我們研究的正是通過(guò)挖掘不同交通方式在時(shí)間和空間上的關(guān)聯(lián)關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)需求預(yù)測(cè)目的，甚至指導(dǎo)交通規(guī)劃。

比如，當(dāng)你去外地旅游，你會(huì)想應(yīng)該先去游覽哪些景點(diǎn)？如何規(guī)劃旅游行程效率最高？實(shí)際上已經(jīng)有很多手機(jī)APP服務(wù)能滿足這個(gè)需求，這個(gè)在學(xué)術(shù)界叫出行路徑推薦。但以前只注意景點(diǎn)推薦，這些APP軟件只會(huì)告訴你在哪個(gè)景點(diǎn)，下一個(gè)需要去哪個(gè)景點(diǎn)。但人們的需求并不是都這樣，比如，去一個(gè)景點(diǎn)旅游很有可能還去逛逛附近的紀(jì)念品商店、去喝杯咖啡、去吃個(gè)午餐等等，所以這些旅行者訪問(wèn)的實(shí)際上不簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的是一個(gè)景點(diǎn)，一個(gè)位置，而是一組位置，這個(gè)問(wèn)題通過(guò)科研人員研發(fā)的集合式交通行為建模方法，不僅讓人們可以了解一個(gè)城市更詳細(xì)的信息，同時(shí)，使未來(lái)的旅游出行變得更加智慧和便捷。