大数据技术在智慧交通系统构建中的应用研究

赖武军

（江西环境工程职业学院 江西 赣州 341000）

1 引言

目前，在运输业务的所有领域和区域，信息发展仍然是不平衡、不协调、不深入和不可持续的。资源分享、连接和业务协同作用方面的困难严重限制了运输的可持续发展，导致基本信息共享能力薄弱，缺乏全面的应用程序，信息服务质量问题日益严重，大数据技术可改善上述问题。

2 智慧交通系统功能需求分析

关于公共出行旅行的需求，人们通常希望通过一个运输系统缩短旅行时间，增加旅行的便利性。当涉及复杂的换乘订单时，出行人员希望智能运输系统能够一次性完成所有订单，简化手续。例如，城市之间的旅行需要不同的交通方式，有出租车、高铁、飞机等，公众期望智能系统只生成一个订单即可。就企业或公司的需要而言，采用一种智能运输系统，将不同旅行平台上的服务连接起来，并向旅客提供全面、迅速和安全地服务，从而增加了旅客的数量[1]。政府各部门利用智能运输系统平台进入旅客运输的所有阶段，有助于对行业进行监督，为旅客提供良好的服务，同时确保旅行信息的安全性、可靠性和可追溯性。比如针对某一地区设计智慧交通系统，系统架构见图1。

图1 智慧交通系统架构图

3 大数据技术建立智慧交通系统实例

3.1 智能地图导航

我们生活在一个信息技术如此先进的时代，所有人都从因特网的巨大数据中受益，无论是有形的还是无形的。大数据技术在智能交通运输中也有许多应用的例子。在人们的日常生活中会常常用到导航，现在只需要一部手机，甚至都可以环游世界，导航系统能够规划路线，让出行的人知道如何乘坐地铁，也能将道路状况清楚地告诉我们，智能交通中应用大量的数据信息技术，使人们的出行更容易。

3.2 交通违法管制

马路上的摄像头随处可见，这是大数据技术在交通中应用的一个典型例子。道路交通当局能够实时管理在公路上行驶的车辆，这可以防止违反交通规则的行为。因为交通管理系统在实时监视着司机存在的违反交通规则的行为，无论是闯红灯或改变车道，都能精准地找到违规者，并采取相应的惩罚措施。

3.3 侦查可疑犯罪车辆

应用大数据技术可以有效地协助警察侦查可疑和犯罪车辆，大数据系统可以根据警方提供的车辆行驶情况信息，自动识别同一车辆的交通轨迹。提供关于车辆在不同路段行驶时间的准确资料，并成功地发现有异常路径的车辆。将大数据用于交通执法，大大提高了警察的执法效率。

4 利用大数据技术建立智慧交通系统

智能运输系统将满足用户的需要，利用大数据技术建立智慧交通系统，将根据系统的总体结构和数据结构的需要，整合城市运输数据，如地面公交车、铁路运输、汽车运输、自行车运输等。再加上城市间运输的数据资源，如民用航空、高铁、长途运输、饮食、住宿、购物、旅游等，利用各种先进技术，包括云计算、大数据、物联网、人工智能，这些先进技术从数据处理、认知决策和信息安全地角度描述了所使用的主要技术和部署战略，履行了诸如旅行规划、主要路线规划等职能，实现不间断的公共运输连接和成本支付，从而创造一个便于使用和可追踪的运输服务环境。该系统分为五个层次，即智能感知子系统、通信和网络子系统、环境支持子系统、数据处理子系统和认知决策子系统。

4.1 子系统具备智能感知的功能

在智能感知子系统中，终端的功能包括自主数据获取、智能处理和控制以及云层协同作用。首先，系统借助先进的终端感知设备，收集道路网络数据和各种运输服务供应商的其他相关互联网数据，为高级平台提供了基本数据支持，同时整合了计算机、通信、储存等功能模块，在设计感知终端和感知网络连接点时，可以进行边际计算。此外，智能感知子系统提高了分配认知资源的效率，同时也提高了双向信息交流能力，以响应主要数据处理中心的命令。

4.2 网络通信功能

在通信和网络子系统中，特别注意通过4G/5G、电缆/光纤、卫星通信等方式从认知子系统获得的交通异构体数据。确保向数据处理分析分系统传送信息并满足数据处理分析系统的不同用户需要。智能运输系统的综合网络管理功能可以通过联合使用4G/5G、电缆和光纤技术来实现远程通信。

4.3 系统的环境支撑层

为了创造有序的运输环境，重要的是不仅要在工作最忙期间解决过境问题，而且要简化资源分配和路线规划，并根据需要进行智能的路线规划。在特殊情况下，合理规划分配的运输路线也是一个问题。针对基本的路线分配，可使用大数据无线感应器，例如，数据可能会造成车辆线路和实际运输过程中的燃料消耗问题，因此，系统的环境支撑层要能够监测这些线路的车辆的实际流动情况，并及时调整分配路线，根据天气和路线的顺序优化车辆运输。环境支助分系统提供基础设施服务，开发环境应用程序和业务环境，并建立开放式多平台应用程序。基础设施服务水平IAA-S整合服务器，存储网络资源，为开展综合和集中的维护管理行动，利用满足用户或运输业务需要的虚拟技术，从共享资源中挑选和包装资源，并为不同模式创建智能流量数据云。

4.4 数据中心分层方案

数据中心一级包括核心数据库、数据交换平台、数字数据库、道路管理数据库、应急资源数据库、决策支助数据库等。该中心还包括一个交互交换平台，在该平台的支持下，各个数据库完成数据交换和数据处理分析[2]。数据交换平台，使数据库之间的信息相互作用，满足使用需要，在分享信息的条件下，操作系统平衡分析资料。利用数据提取、模型分析和数据预测等分析方法和工具来优化信息和决策。智能运输系统中关于海量多来源异构体的数据储存、管理、整合和综合分析是分系统的数据中心，其功能从取得原始数据到获取原始数据不等。通过各种计算手段将“数据”转换为“知识”，为其他认知决策分系统建立一个数据库，并最终合理利用交通数据。支持横向云层协同功能，建立数据和知识中心结构。在整个过程中积极获取、传输、储存、处理和应用数据，从而提高使用这些数据的效率和价值。

4.5 中央一级服务方案

智慧交通服务中心是城市运输的综合业务服务平台的基地，主要由综合交通信息中心、呼叫服务中心和紧急交通管制服务中心组成：（1）综合交通信息中心，综合关于运输服务、一般工业信息和所有媒体实时传播的信息。通过数据中心层和应用程序的数据处理，向综合调度中心传送信息。包括关于旅行规划的信息、关于公共交通的信息、关于出租车的信息、关于长途客运的信息、关于公路网的信息、关于公路管理的信息、关于司机的信息[3]。（2）呼叫服务中心，是用户与运输系统之间的一个互动平台，可以通过电话、因特网进入服务中心，提供关于停车奖励、航运、气象等方面的信息，满足预警、援助等方面的信息需要。（3）交通紧急情况管理服务中心，使用决策咨询系统，如动态模拟预测系统、动态预警系统和应急准备咨询系统，以确保在特殊情况下作出迅速反应。

5 结语

综上所述，利用大数据技术建立智慧交通系统，所建立的子系统具备智能感知的功能，能实现网络通信，并保证信息的安全。所设计的中央一级服务方案，可在特殊情况下作出迅速应急反应，数据中心分层方案可提高数据利用的效率和价值。