大数据时代背景下的公共交通规划研究

肖威

（创辉达设计股份有限公司，湖南 长沙 410000）

0 引言

随着经济快速发展所带来的交通堵塞，公共交通成为越来越多人的出行首选。因此，如何在大数据时代背景下对城市交通规划进行改进成为一个重要的研究问题，下文将就此作出具体的阐述。

1 大数据概述

1.1 大数据的定义

大数据主要指大规模的数据收集，但不能通过主流软件收集，因此数据的用途和价值都难以实现。通过合理化分析这些数据，可以为各机构做决策时提供适当的参考和支持，助其做出正确的决策。大数据是数据集，由于其庞大而复杂的特点，很难通过一般的数据库管理工具加以处理。

1.2 交通大数据的特点

1.2.1 长期性

目前，大数据收集过程与传统的交通数据调查有很大不同。在实际的数据收集过程中，通常是通过终端软件、互联网等平台获得的，需要进行长期的分析和客观研究。过去，大部分数据调查都是被调研人员在短时间内做出的自我反应，不能保证数据的可靠性。目前的大数据调查，有助于提高数据的客观性和可信度。

1.2.2 全局性

大数据在说明城市交通的实际情况方面发挥着重要作用。其可利用互联网的优势减少调查工作量，如调查访问和抽样内容，减少传统交通调查本身的不足之处，并有效地提高交通数据收集的规律性。

1.2.3 多维性

与交通有关的大数据可以从多个来源获得。通过新的渠道，可以在所有城市地区适当收集交通信息和数据，从而为城市交通规划的设计提供坚实的基础。从多个来源获取关于不同交通数据的信息，有效地进行回归模拟和统计分析，提供关于多层面交通特点的全貌，并利用所获得的全面信息开展良好的认证工作。

2 大数据在交通规划中的具体应用

2.1 大数据与交通规划

随着经济快速增长，城市化和工业化速度加快，人民的生活水平有了显著改善。与此同时，由于交通需求急速增加，主要的城市设施特别是城市交通设施也与城市化矛盾激化，如交通拥堵、公共交通萎缩和“停车困难”等。要解决交通问题，除了传统的规划方法外，还需要大数据技术支持[1]。

2.2 大数据和出租车规划

目前，出租车设备可记录关于车辆行驶速度、经纬度、时间、车牌等的准确信息，其中有关经纬度的数据记录乘客离开的地点，可以计算乘客乘车费用，并定期将这些数据传送给监测中心。提取出租车数据，就可以分析出租车的空间分布、通行次数、路程等。

2.3 大数据与停车规划

传统的停车数据收集主要固定在停车设施和停车位数量，而在大数据时代，可以通过便携式设备（如手机和笔记本电脑）收集关于停车位和车辆位置的视频图像信息，这些数据可以在区域内综合应用。利用城市交通数据和停车场数据可以观察附近地区的停车位和实时停车位置。

把大数据技术整合到一个复杂的停车系统中，相关的设备和软件就可以组装起来，用户可以通过移动电话的终端APP 预定停车位和提前导航，并支付收费。除了使用大数据技术外，先进的停车系统还需要经过改进的通信监测设备，以提高整个系统的运作效率。

3 大数据时代背景下的公交规划

3.1 规划目标

3.1.1 解决传统数据收集方面的困难和不足之处

人口流动数据是通过人工取样收集的，然而人工采样存在诸多的问题。如果由不同的工作人员进行采样，可能出现不同的结果，而且抽样调查很难将整体特征反映出来，数据的准确性有待商榷。但如果在公共交通规划中合理地应用大数据技术，就可以解决这些缺陷[2]。

3.1.2 解决客流预测精确性问题，实现路网柔性增长

由于数据收集、分类、分析和使用的周期过于漫长，可能导致路网的增长与实际需求之间出现巨大差距。但是将大数据应用于公共交通规划时，样本的数量应与总样本的数量相等，可以提供关于人口迁移特点的完整数据。同时，可通过动态收集实时数据、提升数据处理速度，使预期和实际需求相匹配，实现路网柔性增长，以实现系统的供求平衡。

3.1.3 公交线网、站点优化

优化公交线网是一个多目标的规划过程，需要服务于大多数乘客，减少乘客所耗费的时间，最大限度地提高使用公交线网的效率，并确保公共交通公司的经济利益。然而，这些方法大多限于理论研究，很难在实际项目中加以应用。在引入大数据后，可以从移动电话用户的全球定位系统定位信息，获得人口移动特点清晰、简单的图像，并确定最佳方位和位置。

3.1.4 实时调度

由于交通堵塞问题时常出现，常常导致公共交通不便，使得公共交通无法保证准时到达站点。通过引入大数据，公共交通公司得以实时获取这一信息，并制定适当的动态监测策略，以满足用户的需要。

3.2 规划思路

第一，从手机数据中提取关于人流量时空信息、用户特点等信息，以便为公共交通规划提供更有针对性的信息。第二，通过数据提取、预测人流量和评估模拟来提高公共交通的可靠性，以使公共交通规划更加明智、科学。

3.3 规划内容

3.3.1 数据来源

随着智能电话的普及和智慧交通技术的发展，公共交通规划的数据来源越来越多，不仅可以通过对原始的OD 调查和当前公共交通情况进行查看，还可以通过移动电话、公共交通卡等来获取相关数据。

3.3.2 数据提取分离

由于原始的OD 调查和公共交通业务数据可以直接被用于公共交通规划，本文主要涉及如何从手机数据和IC 卡中提取所需数据。

（1）移动手机数据提取城市居民出行数据

一是人流量分析：区域的人流量数据源自手机数据，如实时人流量、新增人流量、用户来源等。二是人口出行分析：根据移动数据，可以很容易获得关于人口出行的信息，如人口出行的分布、出行规模，特别是上下班出行量等，这都是与公共交通规划有关的信息。三是用户特征提取：通过用户发布的移动信令数据和特征分析用户是居住人口、工作人口还是临时人口[3]。

（2）公交IC 卡提取公交出行OD 数据

一是日常出行关联分析：这项分析主要针对具有固定出行需求的人口，如工作人员，考虑到公共交通卡只能记录O 点，对参与人的出行数据进行分析，利用关联分析方法获取出行OD 数据。二是站点流量统计分析：根据公交IC 卡的记录以及使用公交IC 卡的人口比例，可以很容易地在不同地点分配公共汽车交通工具。

3.3.3 基于数据的公共交通规划

在公共交通线路、车站、枢纽等的规划中，可以使用移动电话和公交卡获得人口信息和人流量等相关数据。其一，公共交通线路的规划，基于提取的人流量及其OD 信息，并在特定的地点对城市规划方向进行适当调整。其二，修改“实时”公共交通线路，包括交通的新信息，根据交通流量数据特别是关于新居民的数据，增加或减少公共交通线路(将交通流量数据与人口信息结合起来)。其三，根据公交站的位置，以收集IC 卡或移动数据的地点为基础，根据人口流动和流动方向的动态变化，对公共交通首末站进行动态调整。其四，根据人流量的特点规划公共交通，使其更智能、更及时。其五，根据人群特点对车辆进行调度安排，如有大量老年乘客的线路可以多使用有低踏板和多座位的车型。其六，使公共汽车电视中的广告内容符合人群特点，并改进营销。

上述数据的应用表明，公共交通规划可以在大数据时代背景下变得更明智、更可靠。由于公共交通规划适用于未来，从手机和IC 卡中提取的数据自然可以被用于具体的规划活动，并在实际操作过程中利用仿真所取得的令人满意的结果进行规划。

3.4 规划运营

3.4.1 营运调度

营运调度主要通过指挥和管制公共交通车辆进行运营，是改善公共交通服务水平的重要手段。在公共交通部门，这是一项非常重要的工作。目前的营运调度主要根据司机、站点反馈的客流量信息以及运营信息让调度员进行调整。如果是人为地收集这些信息，就很容易造成人们在停车站等待时间过长、引发交通拥堵等问题。随着互联网和大数据技术的迅速发展，实时和准确的移动控制和管理也变得越来越重要。通过公共汽车交通系统、智能站牌信息等，可以向调度指挥中心实时反馈数据，进一步改进公共交通服务系统收集车辆和车站运行情况的信息，同时节约人员人事费用。

3.4.2 多样化服务

近年来，随着大数据技术的发展，特别是“互联网+”概念的应用，为城市地区公共交通服务的多样化提供了基础。例如，公共交通工具的分配、手机APP 公交查询、智能报站系统等。定制公共交通是一种新型的“互联网公共交通服务”，乘客只需要在互联网上预先划出线路，由公共交通公司应所有乘客的要求发送汽车，安排专线，并提供点到点之间的直接服务。此外，在定制公共交通的同时，还可以使用快速而及时的公交专用道。例如，天津公共交通集团于2016 年6 月采用了“互联网+通勤快车”模式，该模式在线收集关于乘客需求的信息，将网络数据和专用公共交通线路合并起来，从而实现乘客与公共交通线路之间的高度兼容性。此外，许多移动电话应用程序也在迅速传播。这些应用程序使乘客能够通过连接公共交通数据平台、GPS 等网络数据，获取有关公共交通的信息，如车辆和交通状况，以简化出行时间和路线。与此同时，互联网技术也可以为前往车站的乘客提供到站提醒服务，提高公共交通服务的总体水平。

4 大数据时代背景下公共交通规划策略

4.1 基础设施建设保障

第一，建造公交场站。公交场站是城市地区公共交通的基本设施，根据“统一规划、统一管理、政府主导、市场宣传”的方针，增加政府对建设公交场站的投资。城市公交场站的规划主要包括公共汽车站、车辆保养场、中途站点、换乘枢纽站、中心停车场等：需要对车站建设使用的土地进行严格监测；使体制合理化，并加强站运分隔；增加扶持力度和金融投资；重点放在改善城市公共汽车站和停靠站的规划和建设。第二，规划城市公路。城市公路网应在各等级公路得到合理、有效和有序的规划。应充分考虑和调整城市公共交通系统规划和滚动实施计划，以确保城市公共交通系统满足公共交通的需要：适当规划城市公共交通系统的结构；在制定城市公路基础设施发展计划时，应优先考虑基础设施发展项目，以满足公共交通系统和公共交通车辆运行方面的需要；应加速实施优先公共交通的措施，以提高公共交通车辆的速度和及时性。第三，建造电子站台。GPS 全球定位系统技术可以首当其选，使乘客能够通过LED 显示器实时获取公共交通车辆到达时间、车站之间的距离、公共交通换乘信息、公路信息、天气信息等。此外，公共交通管制中心可以通过车站控制系统，实时监测车站的环境、居民和车辆的运作情况，并通过实时信息进行实时流动，从而提高公共交通的效率。

4.2 加强公共交通规划的信息化与智能化

通过信息技术改造传统公共交通，改进公司管理，提高服务能力，提高公司形象，以实现智能公共交通目标。第一，将中央城市地区智能公共汽车交通系统和紧急驾驶系统标准化；在城市所有公共汽车上安装全球定位系统，建立智能公共汽车驾驶中心，管理紧急情况，实现自动化操作目标，同时还能改进公共交通服务。第二，升级并完善城市的一卡通收费系统，逐渐与全国各地的其他城市连接起来。在政府的支持下，公交公司在建立城市一卡通收费系统方面应发挥主导作用，并在政府的支持下向“住房和城乡建设部IC 卡应用服务中心”对“全国城市一卡通互联互通应用程序”进行申报开通。第三，在企业内建立ERP 系统；逐步在城市公共交通企业内建立企业资源规划系统，包括生产物资、办公及人力资源、财政资源和信息资源模块等，并随时进行更新和完善。第四，与移动支付功能结合起来，使人们能够靠微信、支付宝、NFC 和二维码等新技术完成支付；将大数据、互联网和人工智能等新技术引入公共交通系统中来，方便和快速地提供车票服务，建设更有效率的公共汽车交通系统。第五，建立掌上公交APP，提供多种功能，如二维码支付、实时查询和定制公共交通等，并逐步建立公交电子站牌，使用GPS 车辆定位系统向乘客提供关于公共交通的信息。

5 结语

在现今的大数据时代，数据所带来的影响远远超出了企业范畴，不但带来了商业价值，也带来了社会价值。随着信息通信技术的发展，交通从缺乏数据转变为数据丰富的环境，从用户的需求中提取有效数据对于处理大量交通数据至关重要。因此，大数据的管理是一项重大挑战，既要及时检索交通数据以满足用户的需要，又要平衡数据的潜在价值和个人特点。本文提出了大数据时代背景下的公共交通规划，这一规划可以将复杂的OD 调查省略，通过手机或IC 卡获得需要的信息，使其比原来的公共交通规划更为准确。除此之外，还可以从大数据中获得更多其他有用的资料用于公共交通的规划，使公共交通的规划更加科学、方便、实时和可靠。