大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下的公共交通規(guī)劃研究

肖威

（創(chuàng)輝達(dá)設(shè)計(jì)股份有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展所帶來的交通堵塞，公共交通成為越來越多人的出行首選。因此，如何在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下對城市交通規(guī)劃進(jìn)行改進(jìn)成為一個(gè)重要的研究問題，下文將就此作出具體的闡述。

1 大數(shù)據(jù)概述

1.1 大數(shù)據(jù)的定義

大數(shù)據(jù)主要指大規(guī)模的數(shù)據(jù)收集，但不能通過主流軟件收集，因此數(shù)據(jù)的用途和價(jià)值都難以實(shí)現(xiàn)。通過合理化分析這些數(shù)據(jù)，可以為各機(jī)構(gòu)做決策時(shí)提供適當(dāng)?shù)膮⒖己椭С郑渥龀稣_的決策。大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)集，由于其龐大而復(fù)雜的特點(diǎn)，很難通過一般的數(shù)據(jù)庫管理工具加以處理。

1.2 交通大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

1.2.1 長期性

目前，大數(shù)據(jù)收集過程與傳統(tǒng)的交通數(shù)據(jù)調(diào)查有很大不同。在實(shí)際的數(shù)據(jù)收集過程中，通常是通過終端軟件、互聯(lián)網(wǎng)等平臺(tái)獲得的，需要進(jìn)行長期的分析和客觀研究。過去，大部分?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)查都是被調(diào)研人員在短時(shí)間內(nèi)做出的自我反應(yīng)，不能保證數(shù)據(jù)的可靠性。目前的大數(shù)據(jù)調(diào)查，有助于提高數(shù)據(jù)的客觀性和可信度。

1.2.2 全局性

大數(shù)據(jù)在說明城市交通的實(shí)際情況方面發(fā)揮著重要作用。其可利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢減少調(diào)查工作量，如調(diào)查訪問和抽樣內(nèi)容，減少傳統(tǒng)交通調(diào)查本身的不足之處，并有效地提高交通數(shù)據(jù)收集的規(guī)律性。

1.2.3 多維性

與交通有關(guān)的大數(shù)據(jù)可以從多個(gè)來源獲得。通過新的渠道，可以在所有城市地區(qū)適當(dāng)收集交通信息和數(shù)據(jù)，從而為城市交通規(guī)劃的設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從多個(gè)來源獲取關(guān)于不同交通數(shù)據(jù)的信息，有效地進(jìn)行回歸模擬和統(tǒng)計(jì)分析，提供關(guān)于多層面交通特點(diǎn)的全貌，并利用所獲得的全面信息開展良好的認(rèn)證工作。

2 大數(shù)據(jù)在交通規(guī)劃中的具體應(yīng)用

2.1 大數(shù)據(jù)與交通規(guī)劃

隨著經(jīng)濟(jì)快速增長，城市化和工業(yè)化速度加快，人民的生活水平有了顯著改善。與此同時(shí)，由于交通需求急速增加，主要的城市設(shè)施特別是城市交通設(shè)施也與城市化矛盾激化，如交通擁堵、公共交通萎縮和“停車?yán)щy”等。要解決交通問題，除了傳統(tǒng)的規(guī)劃方法外，還需要大數(shù)據(jù)技術(shù)支持[1]。

2.2 大數(shù)據(jù)和出租車規(guī)劃

目前，出租車設(shè)備可記錄關(guān)于車輛行駛速度、經(jīng)緯度、時(shí)間、車牌等的準(zhǔn)確信息，其中有關(guān)經(jīng)緯度的數(shù)據(jù)記錄乘客離開的地點(diǎn)，可以計(jì)算乘客乘車費(fèi)用，并定期將這些數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)測中心。提取出租車數(shù)據(jù)，就可以分析出租車的空間分布、通行次數(shù)、路程等。

2.3 大數(shù)據(jù)與停車規(guī)劃

傳統(tǒng)的停車數(shù)據(jù)收集主要固定在停車設(shè)施和停車位數(shù)量，而在大數(shù)據(jù)時(shí)代，可以通過便攜式設(shè)備（如手機(jī)和筆記本電腦）收集關(guān)于停車位和車輛位置的視頻圖像信息，這些數(shù)據(jù)可以在區(qū)域內(nèi)綜合應(yīng)用。利用城市交通數(shù)據(jù)和停車場數(shù)據(jù)可以觀察附近地區(qū)的停車位和實(shí)時(shí)停車位置。

把大數(shù)據(jù)技術(shù)整合到一個(gè)復(fù)雜的停車系統(tǒng)中，相關(guān)的設(shè)備和軟件就可以組裝起來，用戶可以通過移動(dòng)電話的終端APP 預(yù)定停車位和提前導(dǎo)航，并支付收費(fèi)。除了使用大數(shù)據(jù)技術(shù)外，先進(jìn)的停車系統(tǒng)還需要經(jīng)過改進(jìn)的通信監(jiān)測設(shè)備，以提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作效率。

3 大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下的公交規(guī)劃

3.1 規(guī)劃目標(biāo)

3.1.1 解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方面的困難和不足之處

人口流動(dòng)數(shù)據(jù)是通過人工取樣收集的，然而人工采樣存在諸多的問題。如果由不同的工作人員進(jìn)行采樣，可能出現(xiàn)不同的結(jié)果，而且抽樣調(diào)查很難將整體特征反映出來，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有待商榷。但如果在公共交通規(guī)劃中合理地應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，就可以解決這些缺陷[2]。

3.1.2 解決客流預(yù)測精確性問題，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)柔性增長

由于數(shù)據(jù)收集、分類、分析和使用的周期過于漫長，可能導(dǎo)致路網(wǎng)的增長與實(shí)際需求之間出現(xiàn)巨大差距。但是將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于公共交通規(guī)劃時(shí)，樣本的數(shù)量應(yīng)與總樣本的數(shù)量相等，可以提供關(guān)于人口遷移特點(diǎn)的完整數(shù)據(jù)。同時(shí)，可通過動(dòng)態(tài)收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、提升數(shù)據(jù)處理速度，使預(yù)期和實(shí)際需求相匹配，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)柔性增長，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的供求平衡。

3.1.3 公交線網(wǎng)、站點(diǎn)優(yōu)化

優(yōu)化公交線網(wǎng)是一個(gè)多目標(biāo)的規(guī)劃過程，需要服務(wù)于大多數(shù)乘客，減少乘客所耗費(fèi)的時(shí)間，最大限度地提高使用公交線網(wǎng)的效率，并確保公共交通公司的經(jīng)濟(jì)利益。然而，這些方法大多限于理論研究，很難在實(shí)際項(xiàng)目中加以應(yīng)用。在引入大數(shù)據(jù)后，可以從移動(dòng)電話用戶的全球定位系統(tǒng)定位信息，獲得人口移動(dòng)特點(diǎn)清晰、簡單的圖像，并確定最佳方位和位置。

3.1.4 實(shí)時(shí)調(diào)度

由于交通堵塞問題時(shí)常出現(xiàn)，常常導(dǎo)致公共交通不便，使得公共交通無法保證準(zhǔn)時(shí)到達(dá)站點(diǎn)。通過引入大數(shù)據(jù)，公共交通公司得以實(shí)時(shí)獲取這一信息，并制定適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)監(jiān)測策略，以滿足用戶的需要。

3.2 規(guī)劃思路

第一，從手機(jī)數(shù)據(jù)中提取關(guān)于人流量時(shí)空信息、用戶特點(diǎn)等信息，以便為公共交通規(guī)劃提供更有針對性的信息。第二，通過數(shù)據(jù)提取、預(yù)測人流量和評估模擬來提高公共交通的可靠性，以使公共交通規(guī)劃更加明智、科學(xué)。

3.3 規(guī)劃內(nèi)容

3.3.1 數(shù)據(jù)來源

隨著智能電話的普及和智慧交通技術(shù)的發(fā)展，公共交通規(guī)劃的數(shù)據(jù)來源越來越多，不僅可以通過對原始的OD 調(diào)查和當(dāng)前公共交通情況進(jìn)行查看，還可以通過移動(dòng)電話、公共交通卡等來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.3.2 數(shù)據(jù)提取分離

由于原始的OD 調(diào)查和公共交通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可以直接被用于公共交通規(guī)劃，本文主要涉及如何從手機(jī)數(shù)據(jù)和IC 卡中提取所需數(shù)據(jù)。

（1）移動(dòng)手機(jī)數(shù)據(jù)提取城市居民出行數(shù)據(jù)

一是人流量分析：區(qū)域的人流量數(shù)據(jù)源自手機(jī)數(shù)據(jù)，如實(shí)時(shí)人流量、新增人流量、用戶來源等。二是人口出行分析：根據(jù)移動(dòng)數(shù)據(jù)，可以很容易獲得關(guān)于人口出行的信息，如人口出行的分布、出行規(guī)模，特別是上下班出行量等，這都是與公共交通規(guī)劃有關(guān)的信息。三是用戶特征提?。和ㄟ^用戶發(fā)布的移動(dòng)信令數(shù)據(jù)和特征分析用戶是居住人口、工作人口還是臨時(shí)人口[3]。

（2）公交IC 卡提取公交出行OD 數(shù)據(jù)

一是日常出行關(guān)聯(lián)分析：這項(xiàng)分析主要針對具有固定出行需求的人口，如工作人員，考慮到公共交通卡只能記錄O 點(diǎn)，對參與人的出行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用關(guān)聯(lián)分析方法獲取出行OD 數(shù)據(jù)。二是站點(diǎn)流量統(tǒng)計(jì)分析：根據(jù)公交IC 卡的記錄以及使用公交IC 卡的人口比例，可以很容易地在不同地點(diǎn)分配公共汽車交通工具。

3.3.3 基于數(shù)據(jù)的公共交通規(guī)劃

在公共交通線路、車站、樞紐等的規(guī)劃中，可以使用移動(dòng)電話和公交卡獲得人口信息和人流量等相關(guān)數(shù)據(jù)。其一，公共交通線路的規(guī)劃，基于提取的人流量及其OD 信息，并在特定的地點(diǎn)對城市規(guī)劃方向進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。其二，修改“實(shí)時(shí)”公共交通線路，包括交通的新信息，根據(jù)交通流量數(shù)據(jù)特別是關(guān)于新居民的數(shù)據(jù)，增加或減少公共交通線路(將交通流量數(shù)據(jù)與人口信息結(jié)合起來)。其三，根據(jù)公交站的位置，以收集IC 卡或移動(dòng)數(shù)據(jù)的地點(diǎn)為基礎(chǔ)，根據(jù)人口流動(dòng)和流動(dòng)方向的動(dòng)態(tài)變化，對公共交通首末站進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。其四，根據(jù)人流量的特點(diǎn)規(guī)劃公共交通，使其更智能、更及時(shí)。其五，根據(jù)人群特點(diǎn)對車輛進(jìn)行調(diào)度安排，如有大量老年乘客的線路可以多使用有低踏板和多座位的車型。其六，使公共汽車電視中的廣告內(nèi)容符合人群特點(diǎn)，并改進(jìn)營銷。

上述數(shù)據(jù)的應(yīng)用表明，公共交通規(guī)劃可以在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下變得更明智、更可靠。由于公共交通規(guī)劃適用于未來，從手機(jī)和IC 卡中提取的數(shù)據(jù)自然可以被用于具體的規(guī)劃活動(dòng)，并在實(shí)際操作過程中利用仿真所取得的令人滿意的結(jié)果進(jìn)行規(guī)劃。

3.4 規(guī)劃運(yùn)營

3.4.1 營運(yùn)調(diào)度

營運(yùn)調(diào)度主要通過指揮和管制公共交通車輛進(jìn)行運(yùn)營，是改善公共交通服務(wù)水平的重要手段。在公共交通部門，這是一項(xiàng)非常重要的工作。目前的營運(yùn)調(diào)度主要根據(jù)司機(jī)、站點(diǎn)反饋的客流量信息以及運(yùn)營信息讓調(diào)度員進(jìn)行調(diào)整。如果是人為地收集這些信息，就很容易造成人們在停車站等待時(shí)間過長、引發(fā)交通擁堵等問題。隨著互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展，實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的移動(dòng)控制和管理也變得越來越重要。通過公共汽車交通系統(tǒng)、智能站牌信息等，可以向調(diào)度指揮中心實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，進(jìn)一步改進(jìn)公共交通服務(wù)系統(tǒng)收集車輛和車站運(yùn)行情況的信息，同時(shí)節(jié)約人員人事費(fèi)用。

3.4.2 多樣化服務(wù)

近年來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，特別是“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的應(yīng)用，為城市地區(qū)公共交通服務(wù)的多樣化提供了基礎(chǔ)。例如，公共交通工具的分配、手機(jī)APP 公交查詢、智能報(bào)站系統(tǒng)等。定制公共交通是一種新型的“互聯(lián)網(wǎng)公共交通服務(wù)”，乘客只需要在互聯(lián)網(wǎng)上預(yù)先劃出線路，由公共交通公司應(yīng)所有乘客的要求發(fā)送汽車，安排專線，并提供點(diǎn)到點(diǎn)之間的直接服務(wù)。此外，在定制公共交通的同時(shí)，還可以使用快速而及時(shí)的公交專用道。例如，天津公共交通集團(tuán)于2016 年6 月采用了“互聯(lián)網(wǎng)+通勤快車”模式，該模式在線收集關(guān)于乘客需求的信息，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和專用公共交通線路合并起來，從而實(shí)現(xiàn)乘客與公共交通線路之間的高度兼容性。此外，許多移動(dòng)電話應(yīng)用程序也在迅速傳播。這些應(yīng)用程序使乘客能夠通過連接公共交通數(shù)據(jù)平臺(tái)、GPS 等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，獲取有關(guān)公共交通的信息，如車輛和交通狀況，以簡化出行時(shí)間和路線。與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以為前往車站的乘客提供到站提醒服務(wù)，提高公共交通服務(wù)的總體水平。

4 大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下公共交通規(guī)劃策略

4.1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)保障

第一，建造公交場站。公交場站是城市地區(qū)公共交通的基本設(shè)施，根據(jù)“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、政府主導(dǎo)、市場宣傳”的方針，增加政府對建設(shè)公交場站的投資。城市公交場站的規(guī)劃主要包括公共汽車站、車輛保養(yǎng)場、中途站點(diǎn)、換乘樞紐站、中心停車場等：需要對車站建設(shè)使用的土地進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測；使體制合理化，并加強(qiáng)站運(yùn)分隔；增加扶持力度和金融投資；重點(diǎn)放在改善城市公共汽車站和?？空镜囊?guī)劃和建設(shè)。第二，規(guī)劃城市公路。城市公路網(wǎng)應(yīng)在各等級公路得到合理、有效和有序的規(guī)劃。應(yīng)充分考慮和調(diào)整城市公共交通系統(tǒng)規(guī)劃和滾動(dòng)實(shí)施計(jì)劃，以確保城市公共交通系統(tǒng)滿足公共交通的需要：適當(dāng)規(guī)劃城市公共交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；在制定城市公路基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展計(jì)劃時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展項(xiàng)目，以滿足公共交通系統(tǒng)和公共交通車輛運(yùn)行方面的需要；應(yīng)加速實(shí)施優(yōu)先公共交通的措施，以提高公共交通車輛的速度和及時(shí)性。第三，建造電子站臺(tái)。GPS 全球定位系統(tǒng)技術(shù)可以首當(dāng)其選，使乘客能夠通過LED 顯示器實(shí)時(shí)獲取公共交通車輛到達(dá)時(shí)間、車站之間的距離、公共交通換乘信息、公路信息、天氣信息等。此外，公共交通管制中心可以通過車站控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測車站的環(huán)境、居民和車輛的運(yùn)作情況，并通過實(shí)時(shí)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)流動(dòng)，從而提高公共交通的效率。

4.2 加強(qiáng)公共交通規(guī)劃的信息化與智能化

通過信息技術(shù)改造傳統(tǒng)公共交通，改進(jìn)公司管理，提高服務(wù)能力，提高公司形象，以實(shí)現(xiàn)智能公共交通目標(biāo)。第一，將中央城市地區(qū)智能公共汽車交通系統(tǒng)和緊急駕駛系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化；在城市所有公共汽車上安裝全球定位系統(tǒng)，建立智能公共汽車駕駛中心，管理緊急情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作目標(biāo)，同時(shí)還能改進(jìn)公共交通服務(wù)。第二，升級并完善城市的一卡通收費(fèi)系統(tǒng)，逐漸與全國各地的其他城市連接起來。在政府的支持下，公交公司在建立城市一卡通收費(fèi)系統(tǒng)方面應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用，并在政府的支持下向“住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部IC 卡應(yīng)用服務(wù)中心”對“全國城市一卡通互聯(lián)互通應(yīng)用程序”進(jìn)行申報(bào)開通。第三，在企業(yè)內(nèi)建立ERP 系統(tǒng)；逐步在城市公共交通企業(yè)內(nèi)建立企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)，包括生產(chǎn)物資、辦公及人力資源、財(cái)政資源和信息資源模塊等，并隨時(shí)進(jìn)行更新和完善。第四，與移動(dòng)支付功能結(jié)合起來，使人們能夠靠微信、支付寶、NFC 和二維碼等新技術(shù)完成支付；將大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新技術(shù)引入公共交通系統(tǒng)中來，方便和快速地提供車票服務(wù)，建設(shè)更有效率的公共汽車交通系統(tǒng)。第五，建立掌上公交APP，提供多種功能，如二維碼支付、實(shí)時(shí)查詢和定制公共交通等，并逐步建立公交電子站牌，使用GPS 車輛定位系統(tǒng)向乘客提供關(guān)于公共交通的信息。

5 結(jié)語

在現(xiàn)今的大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)所帶來的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了企業(yè)范疇，不但帶來了商業(yè)價(jià)值，也帶來了社會(huì)價(jià)值。隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展，交通從缺乏數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)豐富的環(huán)境，從用戶的需求中提取有效數(shù)據(jù)對于處理大量交通數(shù)據(jù)至關(guān)重要。因此，大數(shù)據(jù)的管理是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，既要及時(shí)檢索交通數(shù)據(jù)以滿足用戶的需要，又要平衡數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值和個(gè)人特點(diǎn)。本文提出了大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下的公共交通規(guī)劃，這一規(guī)劃可以將復(fù)雜的OD 調(diào)查省略，通過手機(jī)或IC 卡獲得需要的信息，使其比原來的公共交通規(guī)劃更為準(zhǔn)確。除此之外，還可以從大數(shù)據(jù)中獲得更多其他有用的資料用于公共交通的規(guī)劃，使公共交通的規(guī)劃更加科學(xué)、方便、實(shí)時(shí)和可靠。