關(guān)于大數(shù)據(jù)挖掘分析的智慧交通服務(wù)系統(tǒng)探究

曲程

摘 要：在大數(shù)據(jù)時(shí)代，依托現(xiàn)代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，建立起智慧交通服務(wù)系統(tǒng)對(duì)海量的現(xiàn)代交通數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，從中提取有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息為人民的出行提供便捷，這是智慧交通服務(wù)系統(tǒng)建立和應(yīng)用的主要目的，也是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)改善交通擁堵狀況、緩解交通壓力的新思路。該文在對(duì)智慧交通和數(shù)據(jù)挖掘基本內(nèi)涵研究和分析的基礎(chǔ)上，探討大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的組織架構(gòu)和典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù) 智慧交通 數(shù)據(jù)挖掘

中圖分類號(hào)：T311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（a）-0158-02

人類活動(dòng)日益頻繁，汽車保有量迅猛增長(zhǎng)，交通壓力與日俱增，特別是在城市中，早晚交通高峰帶來的交通擁堵每日可見。面對(duì)當(dāng)前錯(cuò)綜復(fù)雜的交通狀況，為了有效地改善交通擁堵的狀況，滿足人們工作生活中的交通需求，依托現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等多方面先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，智慧交通系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。自智慧交通這一概念提出以來，受到交通領(lǐng)域乃至全社會(huì)的廣泛關(guān)注，交通部門開始致力于城市智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的研究和建立，在實(shí)踐中不斷探討、不斷完善，以期能夠跟隨現(xiàn)代城市發(fā)展的腳步，有效改善交通擁堵的現(xiàn)狀。

1 智慧交通與數(shù)據(jù)挖掘

智慧交通是城市化進(jìn)程不斷向前推進(jìn)的產(chǎn)物，是城市交通問題日益嚴(yán)峻和土地資源短缺狀況共同作用下的必然結(jié)果。隨著城市規(guī)模的不斷發(fā)展壯大，城市人口數(shù)量猛增，汽車保有量大幅增加，不斷增長(zhǎng)的交通流與有限的交通用地之間的矛盾突顯出來。受多方面因素的影響，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上交通流增長(zhǎng)的步伐，更無法滿足人們順暢出行的需要，交通擁堵的情況在城市中普遍存在。智能交通服務(wù)系統(tǒng)建立的主要目的在于提高城市交通管理水平，緩解城市交通壓力，充分利用已有的交通資源，滿足人們便捷順暢出的需要。從實(shí)際應(yīng)用效果來看，智能交通服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用使城市的交通狀況在一定程度上得到了緩解，但是海量的交通數(shù)據(jù)為系統(tǒng)的信息處理帶來了巨大的壓力。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，使其更好地為智慧交通系統(tǒng)服務(wù)，促進(jìn)智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，是現(xiàn)代智慧交通服務(wù)系統(tǒng)需要改進(jìn)和完善的重點(diǎn)問題。

數(shù)據(jù)挖掘是利用科學(xué)的技術(shù)和方法，對(duì)信息進(jìn)行收集和處理，從海量的模糊的數(shù)據(jù)信息中挖掘出有價(jià)值的信息。信息化時(shí)代為社會(huì)的發(fā)展和人們的生活帶來了極大的便利，而海量的數(shù)據(jù)帶來的是數(shù)據(jù)處理的巨大壓力，數(shù)據(jù)挖掘是大數(shù)據(jù)時(shí)代的必然要求。數(shù)據(jù)挖掘主要包括4個(gè)方面的內(nèi)容，即分類分析、關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、時(shí)間序列分析。通過4種分析方法的應(yīng)用，從海量的數(shù)據(jù)信息中提取出有效的信息為智慧交通服務(wù)系統(tǒng)所利用，系統(tǒng)根據(jù)信息分析的結(jié)果得出交通建議，為交通調(diào)流和人們出行提供建議和指導(dǎo)。

2 智慧交通的體系架構(gòu)

智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的建立是為了更好地對(duì)城市道路路況信息和車輛情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，滿足人民便捷順暢出行的需要。智慧交通的體系架構(gòu)如圖1所示，主要分為三層。

第一層為信息層。信息層的主要功能在于信息采集，通過衛(wèi)星定位終端對(duì)車輛的位置信息和路況信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，通過2G網(wǎng)絡(luò)傳送到智慧交通云服務(wù)器。移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)將居民的個(gè)人移動(dòng)終端相關(guān)信息傳送到智慧交通云服務(wù)器。云平臺(tái)運(yùn)行通過多基站定位算法對(duì)車輛或者個(gè)人當(dāng)前所處的具體位置、出現(xiàn)的路線等數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和計(jì)算。城市交通干線上設(shè)置的攝像頭可以對(duì)區(qū)域內(nèi)的路況信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集，拍下的視頻流經(jīng)過編碼處理后利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)向云服務(wù)平臺(tái)傳輸，由云服務(wù)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分發(fā)和管理。居民可通過手機(jī)等個(gè)人移動(dòng)終端安全智慧交通客戶端產(chǎn)品，通過GPS信息的上傳交互，實(shí)時(shí)享用智慧交通服務(wù)系帶來的便利。

第二層為網(wǎng)絡(luò)通信層。其主要功能在于數(shù)據(jù)傳統(tǒng)送通過有線、WLAN、2G/4G網(wǎng)絡(luò)將前端采集的數(shù)據(jù)信息高速、可靠地向云服務(wù)平臺(tái)傳送。

第三層為云服務(wù)層。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)編碼的轉(zhuǎn)換、挖掘分析和存儲(chǔ)，對(duì)交通擁堵的時(shí)間、擁堵程度進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。特別是對(duì)市中心、商業(yè)區(qū)等人流密集的路段，為用戶提供路況預(yù)測(cè)、路徑優(yōu)化、公交信息實(shí)時(shí)查詢等交通服務(wù)。

3 大數(shù)據(jù)挖掘分析方案

智慧交通服務(wù)系統(tǒng)是建立在城市交通道路大數(shù)據(jù)分析模型的基礎(chǔ)之上的，在城市的每一天交通路段每個(gè)一定的距離分配一個(gè)ID標(biāo)簽作為分段自由的標(biāo)識(shí)，以此累計(jì)建立起關(guān)于整個(gè)城市道路的標(biāo)簽庫(kù)。在路上行駛的機(jī)動(dòng)車位置及其運(yùn)行路徑都會(huì)被實(shí)時(shí)采集，同時(shí)會(huì)在其所對(duì)應(yīng)的路段上映射出該機(jī)動(dòng)車的地理坐標(biāo)位置。通過MapReduce框架對(duì)每一個(gè)路段上的車流量進(jìn)行快速計(jì)算，以此為依據(jù)來對(duì)該路段的是否暢通、是否存在交通擁堵情況進(jìn)行判斷和記錄，為交通調(diào)流和用戶推薦最優(yōu)路徑提供有力的參考。智慧交通平臺(tái)可以對(duì)每一輛車在任意一個(gè)時(shí)間段的行駛路線進(jìn)行記錄，將總路線分多個(gè)路段，從起點(diǎn)到終點(diǎn)會(huì)有多條通達(dá)的路線可選，利用大數(shù)據(jù)的FP-Growth關(guān)聯(lián)算法，通過FP樹的建立，對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，再根據(jù)系統(tǒng)記錄的每個(gè)路段的擁堵系數(shù)，為用戶推薦最順暢、最優(yōu)化的路線，最大程度地節(jié)省用戶的出行時(shí)間。

4 智慧交通的典型應(yīng)用

4.1 公交信息實(shí)時(shí)查詢

通過智慧交通的手機(jī)客戶端對(duì)公交線路及公交運(yùn)行情況進(jìn)行獲取，個(gè)人可通過手機(jī)APP對(duì)公交線路和經(jīng)停站點(diǎn)進(jìn)行查詢，手機(jī)終端從智慧交通的云服務(wù)器來獲取公交信息數(shù)據(jù)，云端服務(wù)器對(duì)客戶輸入的公交查詢請(qǐng)求進(jìn)行一系列相關(guān)的運(yùn)算，并將查詢結(jié)果反饋給手機(jī)用戶。公交信息包括的范圍很廣，如公交路線、公交車實(shí)時(shí)所處的位置、到站時(shí)長(zhǎng)等等，為用戶乘坐城市公交出行提供服務(wù)。

4.2 交通狀況實(shí)時(shí)瀏覽

城市道路上分段設(shè)置有監(jiān)控?cái)z像機(jī)，對(duì)路況現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，并將拍攝的視頻向智慧交通平臺(tái)傳送。云端服務(wù)器對(duì)視頻進(jìn)行接收、編碼轉(zhuǎn)換、管理用戶端等處理，個(gè)人用戶通過手機(jī)安裝的APP基于網(wǎng)絡(luò)登錄上智慧交通的云端服務(wù)器，根據(jù)出行需要選擇道路交通的實(shí)時(shí)道路視頻，讓用戶更直觀地了解路段現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇更加適宜的出行路線。

4.3 人流密集情況分析

智慧交通服務(wù)系統(tǒng)的云服務(wù)器通過基站定位技術(shù)，加上移動(dòng)基站數(shù)據(jù)庫(kù)的支撐，可以對(duì)某個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)的人流情況及變化趨勢(shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和預(yù)測(cè)，從而對(duì)人流發(fā)展情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和判斷，以便于及時(shí)有效地做出管理措施。這可在多種場(chǎng)景中應(yīng)用，如旅游景區(qū)、公共安全監(jiān)控區(qū)，便于提前做出人流量預(yù)警，防止安全事故發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

通過智慧交通服務(wù)系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)，可以對(duì)城市交通產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、有效的提取、分析和處理。這不僅為城市居民的出行提供便利，更對(duì)城市交通管理決策的制定和城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提供有力的參考依據(jù)，對(duì)于推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加快城市信息化系統(tǒng)的升級(jí)和完善都十分有利。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊燕，朱焱，戴齊，等.智慧軌道交通——實(shí)現(xiàn)更深入的智能化[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012，32（5）：1205-1207.

[2] 曹衛(wèi)東，房薌濃.數(shù)據(jù)挖掘在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].計(jì)算機(jī)工程，2015（31）：91-92.