大数据时代的交通工程

大数据时代的交通工程

李强

山东益源环保科技有限公司 277800

摘要：随着大数据时代的到来，大数据对于现代城市交通产生了深远的影响。随着城市化进程不断深入以及人们生活水平不断提高，城市车辆大量增加，随着而来的城市交通拥堵问题层出不穷，如何利用大数据进行现代交通规划已经成为现代交通工程关注的要点。本文通过利用大数据针对人类出行特性进行建模分析研究成果的总结，并提出了对交通网络优化方法，实现了大数据与交通工程的融合，为缓解当今交通拥堵问题提供参考。

关键词：大数据时代；交通工程

引言

随着现代网络技术不断成熟，信息的传递已经十分迅速，海量多样的数据使得人类社会逐渐进入了“大数据”时代。尤其是伴随着云计算技术出现，大数据的应用得到了很大的技术支撑。我国于2012年就已经针对大数据的发展趋势进行了相关讨论，在北京大学举办了针对大数据发展趋势以及开展应用情况的专门论坛，通过世界范围内科学家的共同探讨，研究大数据的实际价值^[1]。大数据的发展是时代的必然，是符合现代发展需求的重要应用技术，通过各国的共同努力不断探索其潜在价值。

目前大数据的应用领域已经十分广泛，其中以交通运输行业、现代农业、现代电子商务领域的应用最为突出。在交通运输业，世界范围内都在开展利用大数据进行的相关研究，通过对交通数据的收集、分析、应用，为城市交通的经验积累以及城市交通改善提供了大量的数据支撑。以大数据技术为主要依据的城市交通拥堵情况分析，对于改善城市交通现状提供了重要的参考。大数据所包含的数据信息十分庞杂，在众多的数据信息中，如何及时有效的搜寻到有价值的信息是现代大数据应用的重要研究内容。对于大数据的合理有效应用，对于改善当今城市的交通状况、提升人们出行质量具有十分重要的现实意义。

1. 人类出行特性分析与建模

随着人类社会进入大数据时代，关乎人类生产生活的众多领域产生了巨大改变。对于城市交通领域如何使用大数据开展研究，是目前国内外学者正在关注的任店问题，同时取得了很多的研究成果。本文针对近些年国内外在交通工程方面利用大数据技术开展的研究情况进行分析，其中主要以人类的出行状况利用大数据手段进行建模分析为重点研究对象。

在智能交通方面，国内外众多学者取得了大量的研究成果。其中国内学者辛柯俊利用居民手机数据，开展了特定人群的日常出行情况研究，并将该数据与城市交通状况进行了建模分析，得出了人类出行与城市交通状况之间的关系；李哲在对大数据为技术手段开展的智能交通研究中提出：在进行智能交通规划过程，需要利用开放的大数据支撑，并需要在数据的应用过程注重对隐私数据的保护，同时通过对智能交通理念描述，对未来技术的发展趋势做了预测性分析。在以城市交通为研究对象的成果中，国内学者罗西军通过对兰州市交通状况的研究，提出需要利用大数据进行城市交通现状的改善是目前急需采用的手段，并对未来的智能交通的智能化提供了建设模板。另外学者罗西军通过对大数据在智能交通中的现实应用展开研究，并提出了具体的研究方法。针对深圳市智能交通的开展现状，学者关志超通过一系列研究提出：不能高效合理的应用大数据服务现代交通是制约深圳交通智能化发展的重要原因。

城市交通信息服务方面，国内外同样取得了大量的研究成果。其中GPS数据为研究方面，学者GIANNOTTI F对车辆进行了轨迹跟踪，通过此种方式对居民日常出行情况进行模型建立及分析，并以此为基础对城市交通拥堵区域进行了状况预测；而国内学者程豪则以Hadoop为数据来源，通过对人们实际的日常出行情况分析，得出了一种用于交通疏导的分布式交通方式；针对车辆网数据为基础，段宗涛等人开展了针对现代交通信息网络协同框架的模拟仿真；另外在大数据技术支持下的交通安全同样有学者开展相关研究，孙轶轩通过对交通事故数据的深入分析，得出交通安全事故发生的原因；而学者张权伟通过对城市交通广播数据为依据，对大数据技术背景下的交通工程建设进行了路径规划^[2]。

在公共交通方面，学者刘明君通过对比我国主要城市依据美国主要城市的公共汽车拥有量以及汽车出行规律、出行人数以及出行目的地之间的差异，得出了两个国家之间存在的差异性；而学者Tao S等人利用城市公交系统数据，通过对城市快速交通与普通交通之间的动力学对比分析，得出了人们不同人群出行方式的影响因素，通过分析提出大数据对于城市公共交通规划的重要意义；另外学者赵鹏军等人针对公共交通网络平衡理论开展了相关研究，分析结果表明大数据分析对于提升公共交通运行状况以及服务水平具有很大的意义，可以为交通堵塞的缓解提供理论依据。

2、交通网络分析与优化

大数据技术为现代科学发展提供了大量的技术支撑，对现代信息技术、交通科学以及现代农业等众多领域的发展提供了保障。以大数据为依据开展现代交通网络优化是现代众多研究中的一项。

近年来，针对交通网络进行的优化研究取得了很多成果。其中国外学者SONG C通过对波士顿、伦敦、纽约三座城市路网系统的构建，研究得出了不同城市之间单独交通道路的最优与整座城市交通状态最优化之间与交通状况之间的关联，在研究过程中，作者提出了用户平衡、系统最优以及混乱代价的概念。其中用户平衡是根据不同个体需要实现的系统最佳状态；而混乱代价是指个体为追求用户平衡而造成的整个系统形成混乱状况造成的效率损失。作者通过分析发现在混乱代价会根据出行的状况而发生变化，当出行量达到一定值之后混乱代价会达到最大值，并且随着出行量的增加有所减小，通过分析结论可以看出当出向行量较小或者较大时，混乱代价值不大，只有出行量达到中间某一数值下才会出现极值。另外，通过作者的分析，在交通系统中对其中某条线路进行删除会造成混乱代价增大，而对某些路段进行删除可能造成混乱代价减小，通过该作者的优化研究可以为交通网络提供最佳方案以提高交通出行效率

^[3]。

3、大数据与交通

随着人类文明的不断进步，基于大数据技术开展的人类动力学研究正在快速发展，利用复杂的网络科学开展的交通工程研究为人类出行提供了优化可能。如今随着大数据在交通工程研究中的大量应用，人们对于交通需求方面开展预测已经成为可能，而传统的方法往往需要工作量巨大，现在以大数据为基础开展的交通OD矩阵流研究已经成为了交通预测的重要方法。另外以车载GPS数据开展的高速公路车流量分析，对于人们交通出行规划路线、避免拥堵提供了数据来源；同时，利用机动车利用率数据、道路车辆数据以及特定时间出行数据等等各种大数据分析对于人们出行规划都具有极大的参考价值。

目前大数据技术已经得到了众多交通领域的应用，多种数据共同配合来分析交通状况已经成为交通工程的重要方法。来自不同领域的大数据对于分析不同的特定问题具有针对性，比如对汽车使用率的数据研究主要应用于路段的汽车拥堵时间；而利用手机数据主要是为估算车辆速度提供依据；而针对浮动车数据的研究主要是为估算高速公路车流量状况提供依据。大数据来源不同其所使用的数据挖掘手段也不同。如何合理有效的提供大数据支撑将是未来交通工程主要研究的内容。

结论

本文通过对大数据基本含义的阐述，对目前国内外利用大数据分析交通工程建模分析研究成果进行了总结，并对目前使用的交通网络优化分析方法进行了分析，为我国实现智能交通实现理想交通状态提供了技术依据，对城市发展具有现实意义。

参考文献

1. 郭涛.大数据一体机让城市交通变智能［N］.中国计算机报，2012-12-31（16）.

2. 陈美.大数据在公共交通中的应用［J］.图书与情报，2012（6）：22-28.

3. 岳建明，袁伦渠.智能交通发展中的大数据分析［J］.生产力研究，2013（6）：137-138.