大数据背景下智慧城市破解交通拥堵的策略研究

马景艳

摘要： 在经济日益发展的今天，城市的发展越来越快，随之而来的城市交通拥堵问题也越来越严重，交通拥堵现象对城市经济的发展构成严重威胁，有效的解决交通问题迫在眉睫。智慧城市是一种看待城市的新角度，是一种发展城市的新思维。该文以兰州市为例，分析了目前枢纽城市在交通拥堵中存在的问题，结合建设“智慧城市”的理念和技术，尤其指出大数据是智慧城市解决交通拥堵的关键，并提出了加强智慧交通标准体系总体框架、关键技术的开发和使用、破解信息壁垒等策略，对其他城市建设智慧交通有参考价值。

关键词：智慧城市；大数据；交通拥堵；枢纽城市

中图分类号：U111 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）18-4262-03

The Strategy Research of Wisdom City Cracking Traffic Congestion with Big Data

MA Jing-yan

（School of Preparatory Education of North West University for Nationalities， Lanzhou 730030， China）

Abstract： The economy is becoming more and more active， speeding up the urbanization process， at the same time， the human faces a serious problem of urban traffic congestion， if the traffic congestion problems cannot be effectively solved， it will pose a serious threat of urban economy in sustained and healthy development. Wisdom city is a new view of the city and is a kind of new thought of city development. This paper takes lanzhou city as an example and make analysis of the problems of traffic congestion in hub city. Combining with the construction of " wisdom city" concept and technology， especially it pointed out that big data is core to solve the traffic congestion， we propose three strategy for construction wisdom transportation， the first is general framework of wisdom transportation， the second is key technologys use and development of wisdom transportation， the last， information barriers is cracked. It has reference value to other citys wisdom transportation construction.

Key words： wisdom city； big data； traffic congestion； hub city

随着汽车工业的急速发展，我国城市交通面临极大挑战，大城市尤其是枢纽城市的交通拥堵问题日益突出。大城市的交通拥堵状况与城市规模和空间形态，以及城市化水平都有着密切的关系。兰州市是西北地区的交通枢纽，兰州市的交通拥堵问题具有一定的典型性，因而以兰州为例研究交通拥堵问题的破解之策，对全国其他城市来说，尤其是我国的枢纽城市而言有一定的参考价值。

1 兰州市道路和交通拥堵现状和分析

兰州市作为西北地区的交通枢纽城市，城区共有4个行政区域，城区道路情况低于《城市道路交通规划设计规范》规定的15%-20%标准[1]。其中路网密度2.77km/km2，道路面积6.23m2，道路用地率仅为7.77%，其中主要干道及支路285条，长401.06km，面积1218.08万m2。低于标准只是表面现象，其深层次的原因有：⑴兰州市中心城区的路网层次不分明，支路连通性差，结构分布不合理，干路交通压力过大，加之路况质量较差，部分路面经常有施工等因素，严重影响着各类车辆通行，加剧了市区交通拥挤现象；⑵截至2013年8月，兰州市机动车保有量达到571418辆，平均每个工作日新增260辆之多，私家车占了很大比例。另外，城区的规模也在不断扩大，出行距离也随之增加，出行对机动化的要求程度加强，与道路交通设施增长缓慢形成强烈对比，也加剧交通拥堵。同时，兰州市地处西北枢纽地段，由于没有城外环线，过境车辆又多，车流只能穿越市区，严重干扰市区内部的交通运输状况，这些因素导致了交通拥挤的现状；⑶由于兰州市的地形是东西狭长，因此主干道同时兼顾通过与通达功能，造成部分主干道出行强度较大，同时由于市区道路缺乏公交专用车道，公交线路密集不能分流，公交运行线路过于集中在市区主干道上，使得运营能力和速度大大降低，造成兰州市公交系统效率不高，道路负担过重；⑷市区交通监控系统也不完善，主要路段、路口和城市出入口部分没有安装交通流量监控设施，不能及时把握流量数据的情况，同时，缺少诱导系统，不能及时发布信息，且信息单一，利用率低，采取人海战术管理等；⑸不合理及不完善的部分政策，也在一定程度上提高了治理拥堵的难度，如兰州市自2010年9月18日起实行尾号限行政策，事实上却刺激了汽车消费，使得部分认为出行难的车主开始购买第二辆车，第三辆车，一个家庭会出现几辆车的情况，随着总车辆数的增加，停车数及停车位也在增加，加剧了交通拥堵，另外，一些车主交通法规意识薄弱，抢道占道、违规超车、违章停车，随意倒车，行人不遵守交通规则，乱穿马路、闯红灯等现象，也更容易引发交通事故，致使交通拥堵加重。endprint

在上述原因的影响下的交通拥堵给兰州市带来了一系列严重的经济、社会、环境问题，在经济飞速发展的今天，交通拥堵问题如不能得到及时有效的解决，必将对城市经济的健康，持续发展构成严重威胁。因此，如何治理交通拥堵问题，是目前发展兰州市的重中之重。

2 兰州市智慧交通的主要内容

智慧交通的建设应该在兰州市政府主导下、各方参与的一项系统工程，其具体内容如下：⑴兰州智慧交通服务中心，它以数字化信息系统为基础，通过可视化监控、数字化监测为主要手段，对兰州区域内交通繁忙的重要路段和站点进行全天候监控，实时数字监测道路施工、车型分类、车辆载重、通畅情况及车速、交通流量、气象信息、、桥梁安全等各种必要的交通信息，并通过各种媒体及相关平台，向正在行驶中的驾乘人员发布交通管制，施工占道、封道、、交通事故、气候变化等与公路出行相关的动态交通信息。⑵兰州智慧交通服务中心，运用各种数字及互联网等技术，对兰州客运场站主要场所进行实时监控；对各种交通设施的危险品运输及运政执法车辆进行精确定位；车辆运行的车速、方向、轨迹、驾驶员的驾车状况等都能进行实时监控；（3）兰州数字交通指挥中心通过对各种信息的收集与录入并进行整合，从而提高兰州交通管理部门更加快速有效地处置交通拥堵，及时处罚和纠正交通违法行为、道路管制、事故处理与救援等，科学地调配各道路交通信号、并及时准确地向兰州市民传递交通指引信息的能力。

3 智慧城市与数字城市的比较

1）数字城市的特点：⑴数字城市的口号是“数据为王”，也就是非常重视数据的占有，但缺乏对数据所包含信息的挖掘。⑵数字城市对信息的各种处理及使用重视不够。目前数字城市的主要功能仅仅是是交换，而不是信息的使用。信息的对接、交换、传输、储存的功能虽然存在，数字城市建设所需要的大量信息主体之间也都在进行信息交换，但更深一层的开发和利用不足。因此，数字城市仅仅表达出来的是数据的应用，由于开发使用的局限性，并没有达到数字化改变工作方式、生活方式和贸易方式的水平。

2）智慧城市的核心是“内容为王”[4]，⑴信息按照业务需求进行全面、准确、实时、分类感知和掌握。这些需求恰恰与物联网的发展相符合。以智慧交通为例，车辆运行的车速、方向、轨迹、驾驶员的驾车状况，路况等监控信息传到数据中心处理，然后把处理信息再传给终端，供出行人员参考，来决定自己的行车路线和道路规划，对人、车都进行有效的协调。所以物联网为智慧城市提供了支撑平台。智慧交通应该重视信息交互的重要性，以实现交通在现有的道路情况下的合理调度，避免交通拥堵的产生和加剧。⑵加强对信息的使用上的处理，及时有效地进行比较分析、筛选、开发、整合等工作，形成对问题和形势的精确判断。对信息的各种处理程序是长期相互依赖的过程。只有将关联性增强才能有机地发挥信息的作用，形成最终的决策支持。以智慧城市交通为例，交通拥堵的时时状况，是短暂的还是持续性的，是偶然发生的还是已经存在一段时期的。又如新住宅小区的启用，新道路的开发，会导致道路交通状况发生变化。数字城市对这些信息的深层次应用处理经常被忽略。⑶重视智慧的有效使用，通过信息数字化的使用来达到有效服务的目的。智慧城市的特点是业务性的服务，是为老百姓通畅、平安、高效、方便的出行服务。

4 大数据是智慧城市解决交通拥堵的核心

智慧城市是数字城市建设的延续及提升，是城市数字化发展到一定阶段的产物。同时，智慧城市给我们提供了一种看待城市的新视觉，是发展城市的新思维。“智慧城市”的理念提供了城市创新发展的新模式，新思路，其本质是以物联网为重要支撑，以先进信息技术、智能技术和多网融合为依托，以智慧技术、智慧产业、智慧服务、智慧管理、智慧人文、智慧生活等为重要内容的城市发展新模式和新形态。

“智慧城市”的内涵包括三大网络：一是物质网络，以物联网为代表；二是信息网络，以“云计算”为代表；三是以“智能电网”为代表的能量网。“智慧城市”的核心是对各种数据信息的高度集成，它的大范围使用将提升城市的经济发展，也有利于市民安心工作和生活。

在智慧城市的建设和应用中，将产生从 TB 到 PB 级越来越多的数据，从而进入大数据时代[8]，而作为智慧城市重要的组成部分的智慧交通是融合了先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算器技术和系统综合技术，通过将人、车、路、环境等有机地结合起来，从而使在较大区域内达到有序的高效运输，能源充分利用，环境改善和交通安全性提高的目的。在智慧交通领域，海量的数据主要包括 4 个类型的数据：传感器数据（位置、温度、压力、图像、速度、RFID 等信息）、系统数据（日志、设备记录、MIBs 等）、服务数据（收费信息、上网服务及其他信息）、应用数据（生成厂家、能源、交通、性能、兼容性等信息），交通数据的类型繁多，而且体积巨大，也是产生大数据的主要来源。

对于智慧交通系统产生的大数据，需要对相关技术指标进行深入研究。智慧交通系统的大数据分析技术将分析多源的数据，包括拥堵数据、天气数据、 GPS 数据、道路的传感器数据等，从而有利于交通部门制定疏散和管制预案，提前预警和疏导交通，这些将极大减少拥堵时间和交通流状况，有效地提高了道路的安全性、减少事故的发生。

5 智慧交通系统关键技术研究

随着智慧城市建设的推进，新信息技术计算时代的到来，交通管理部门在道路上预埋或预设物联网传感器，实时收集车流量，客流量的信息，结合道路监控设施和交警指挥系统数据，由此形成智慧交通的众多大数据[3]，所以需要在大数据背景下研究和解决有关兰州智慧交通的技术问题：

1）兰州智慧交通系统的大数据分析技术，将长期积累下来的各种技术指标数据形成“大热力图”，以此来识别兰州实时的交通条件、评估点到点的耗费时间、提供方便快捷路径的建议等，这些将极大的改善交通拥堵状况，提高道路的畅通性、安全性，减少事故的发生，提供便捷出行。endprint

2）最短路径算法效率提升分析效率提升的关键，是兰州智慧交通系统规划和网络分析的基础。

3）把兰州建设为智慧城市必将面对动辄上亿的轨迹数据，传统的数据管理技术对此类大数据的查询及存储等方面解决效率不高，所以一些智能化的交通系统应用技术应用而生。

4）有关智能交通的信息系统正向更加立体实效的阶段过渡，如何处理好多位数据的兼容是兰州智慧交通系统的技术要求之一。

5）交通网络演化分析系统是从宏观、中观、微观尺度对兰州交通网络进行演化和特征分析。

6）在兰州智慧交通系统中，通过有效的实际推荐计算技术，反馈和分析兰州交通的实际情况，为兰州市民提供服务。

6 兰州市发展智慧交通的策略

1）加强兰州智慧交通技术的顶层设计问题：从目前兰州的发展来看，智慧交通技术的发展在稳步提高，但有关本技术行业的标准的发展较为缓慢，各种建设重复的现象普遍存在，获取的实时交通数据难以有效的共享和集成，不能很好的发挥信息融合等综合效应[11]。另外，各个职能部门之间的横向协同难，很多智能交通的信息化工作的困难主要体现在机制体制的难以协调。因此，需要强化技术标准的顶层设计与规范，制定统一的各种智慧交通技术的标准，建立适合各部门的标准体系框架[11]，以促进交通资源有效合理使用。

2）协调各行业部门，打通相互之间的信息壁垒，智慧交通领域涉及许多行业领域，同时需要各业务部门协调和配合建设的同时加入数据视角，充分考虑不同系统之间的信息采集、交换、共享、融合要求，从根本上消除信息障碍，实现系统间的有效联动， 这也是保障智慧城市建设尤其是智慧交通解决拥堵的前提。这就要求在构建兰州智慧交通系统的过程中，有效协调好各行业部门，破除信息的障碍和壁垒。

7 结论

在当前大数据时代， 数据充斥所带来的影响远远超出单个领域，该文针对兰州建设智慧城市的实际情况充分调研，首先分析了枢纽性智慧城市系统在处理数据方面和数字城市的差异，其次有效地分析了兰州建设智慧型城市所需的技术特点，最后针对建设智慧交通的不足，提出了建设智慧交通的三个策略。目的是通过这方面的研究，对像兰州这样的枢纽城市建设智慧城市提供指导和参考。

参考文献：

[1] 芦有鹏.兰州市交通拥堵问题及对策分析[J].交通科技与经济，2013（7）.

[2] 郭艳华，佟宇竞.我国大城市交通拥堵难题破解之策-以北京市为例[J].管理学刊，2012（8）.

[3] 王少华，卢浩，黄骞，曹嘉.智慧交通系统关键技术研究[J].测绘与空间地理信息，2013（8）.

[4] 毛光烈.中国智慧城市建设路径与方式[J].经济导刊，2012（9）.

[5] 蔡翠.我国智慧交通发展的现状分析与建议[J].交通工程，2013（6）.

[6] 朱虹.我国智慧城市发展现状及标准化建设思考[J].标准科学，2013（11）.

[7] 陶雪娇，胡晓峰，刘洋.大数据研究综述[J].系统仿真学报，2013（8）

[8] 张祖群.从城市交通地理向城市智慧交通转向：理论进展与实践[J].石家庄经济学院学报，2013（12）.

[9] 娄岩，赵章翔，石海.国内城市交通现状及解决措施[J].湖南交通科技，2013（12）.

[10] 王晗.国内外智慧城市建设关键要素及其耦合研究[J].河南科学，2013（10）.endprint