楊東援

(同濟大學，上海200092)

通過大數(shù)據(jù)促進城市交通規(guī)劃理論的變革

楊東援

(同濟大學，上海200092)

城市交通規(guī)劃實踐需求所產(chǎn)生的拉動力，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)所產(chǎn)生的推動力，相關(guān)基礎(chǔ)學科研究成果所產(chǎn)生的促進力，將推動城市交通規(guī)劃理論發(fā)生變革。在繼承傳統(tǒng)技術(shù)方法的基礎(chǔ)上，通過建立在證據(jù)理論基礎(chǔ)上的決策判斷概念框架，將大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、模型分析技術(shù)和仿真分析技術(shù)納入一個統(tǒng)一的分析模板，通過多維觀察角度盡可能全面地表征問題，并將在“適時響應(yīng)”機制基礎(chǔ)上建立規(guī)劃過程管控模式，這一系列的探索勾畫出一個可供討論的新理論框架的雛形。

交通規(guī)劃；大數(shù)據(jù)；技術(shù)創(chuàng)新；理論變革

世界城市交通理論領(lǐng)域數(shù)十年來的進步漸進性多于突破性；而對于中國城市交通領(lǐng)域而言，近年的進步更多體現(xiàn)在技術(shù)應(yīng)用層面，而非學說變革的貢獻。在此背景下，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)所激發(fā)的研究熱情，如果與從規(guī)劃實踐中提煉的認識，以及以復雜性理論為代表的基礎(chǔ)學科研究成果相結(jié)合，完全有可能引發(fā)城市交通規(guī)劃理論的變革。同時，盡管中國在交通領(lǐng)域大數(shù)據(jù)研究方面基本與世界同步起跑，且面對著全球影響最為巨大的城鎮(zhèn)化和機動化進程，如果不能深刻認識其中孕育的學說變革萌芽，仍然會在理論創(chuàng)新過程中錯失先機。

1 變革意識：交通規(guī)劃理論的活力所在

1.1 變革背景

交通規(guī)劃理論的活力在于適應(yīng)發(fā)展的需求，交通規(guī)劃理論變革的動力也來自于世界發(fā)展潮流和中國城鎮(zhèn)化發(fā)展進入新階段的拉動。正如文獻[1]所指出的，當前城市交通問題已不再僅僅是機動化背景下的交通擁堵，而是承載了多重社會問題，涉及社會各階層出行和交通資源的利益分配。城市交通規(guī)劃應(yīng)從傳統(tǒng)注重設(shè)施的物質(zhì)性規(guī)劃向以滿足大眾的出行需求為主轉(zhuǎn)變。文獻[2]也指出城市交通的根本目標是服務(wù)人的需求。要關(guān)注出行需求多樣化、出行結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整以及互聯(lián)網(wǎng)條件下出行需求特征的變化，重視城市群交通需求的增長。新時期城市交通規(guī)劃面臨著由以往大規(guī)模的增量規(guī)劃向精細化的存量規(guī)劃轉(zhuǎn)變、由單個城市交通規(guī)劃向城市群及更大范圍交通整合規(guī)劃轉(zhuǎn)變等技術(shù)挑戰(zhàn)[3]。文獻[4]解析了城市群發(fā)展階段與交通供給及需求特征的關(guān)系，提出需要在供需分析、管理體制等方面建立一套專門適用于城市群交通的規(guī)劃方法。文獻[5]剖析了當前城市群綜合交通系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題，從規(guī)劃原則、技術(shù)路線、規(guī)劃目標與需求預(yù)測四個方面提出城市群綜合交通系統(tǒng)規(guī)劃方法。文獻[6]梳理了國際上35個大都市區(qū)最新一輪綜合交通規(guī)劃報告，指出重視交通安全、環(huán)境保護、建立完善的交通擁堵管理系統(tǒng)以改善城市機動性是當前大都市區(qū)綜合交通規(guī)劃的基本對策動向。

歐盟于2014年發(fā)布的可持續(xù)城市機動性規(guī)劃(Sustainable Urban Mobility Plan,SUMP)導則[7]，從規(guī)劃視角、目標導向、規(guī)劃流程與方法等方面對比了可持續(xù)城市機動性規(guī)劃與傳統(tǒng)交通規(guī)劃的差別(見表1)。美國聯(lián)邦公路局交通規(guī)劃能力建設(shè)(Transportation Planning Capacity Building)項目針對氣候變化、公眾健康、未來不確定性等傳統(tǒng)交通規(guī)劃面臨的挑戰(zhàn)，發(fā)布了包括減排規(guī)劃、情景規(guī)劃、績效導向規(guī)劃等在內(nèi)的一系列規(guī)劃編制導則，旨在更新、完善傳統(tǒng)交通規(guī)劃技術(shù)方法[8-10]。

在此背景下，建立在網(wǎng)絡(luò)交通流分析和交通行為模型基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)規(guī)劃理論，已經(jīng)顯露出難以適應(yīng)的狀態(tài)，只有變革和進取才能跟上時代的步伐。為了適應(yīng)發(fā)展，交通規(guī)劃理論需要在下述方面爭取新的突破。

1.2 拓展分析視角

城市交通規(guī)劃需要充分考慮與城市空間體系、社會空間結(jié)構(gòu)、城市網(wǎng)絡(luò)體系之間的關(guān)聯(lián)，從發(fā)展模式引導角度處理好系統(tǒng)內(nèi)部多種交通方式網(wǎng)絡(luò)布局之間的關(guān)系，從對策模式角度將政策調(diào)控軟對策與設(shè)施建設(shè)硬對策有機融合，從適應(yīng)服務(wù)需求角度研究設(shè)施與運輸組織的協(xié)同。相對于傳統(tǒng)交通規(guī)劃理論，站在全局立場全面把握問題，是下一階段規(guī)劃中有待重點突破的瓶頸。

為此，需要建立一種多維一體的分析技術(shù)體系。所謂多維，是基于不同理論范式，從城市空間體系維度、交通方式空間結(jié)構(gòu)維度、對策行動計劃維度和交通運行組織維度等，展開多視角分析；所謂一體，是指根據(jù)可持續(xù)發(fā)展導向和規(guī)劃原則框架，通過權(quán)衡和優(yōu)化實現(xiàn)多維訴求的綜合。

1.3 正確處理不確定性

在傳統(tǒng)交通規(guī)劃分析的思維方法中，分析人員和決策者都已經(jīng)習慣于尋找確定性之后再做決策(典型的表現(xiàn)是試圖準確預(yù)測未來)。不敢面對城市的復雜性和未來的不確定性，制約了城市交通規(guī)劃理論的前瞻能力。特別是社會發(fā)展的轉(zhuǎn)型階段，由于難以沿用過去的經(jīng)驗，建立在趨勢外延思維模式上的傳統(tǒng)理論更加顯得與發(fā)展需求格格不入。

在此背景下，需要將趨勢識別、態(tài)勢分析、中短期預(yù)測、對策效果評估等技術(shù)方法組合在一起，納入一個完整的適時響應(yīng)調(diào)控模式的工作框架。

適時響應(yīng)調(diào)控模式的特征為：針對明確的遠期目標，不斷對城市交通進行監(jiān)測把脈，適時通過“組合拳”進行戰(zhàn)略調(diào)控。其中的適時是根據(jù)當前狀態(tài)以及已經(jīng)具有明顯征兆的趨勢，及時啟動相關(guān)對策；而響應(yīng)則是采用組合對策，包括交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對策、對系統(tǒng)演化的調(diào)控對策、爭取行動時間的壓力緩解對策、爭取社會認同的利益補償對策等；調(diào)控則體現(xiàn)了限制、引導和(廣義)補償機制的結(jié)合原則，以爭取社會的理解和支持。

表1 歐盟可持續(xù)城市機動性規(guī)劃與傳統(tǒng)交通規(guī)劃對比Tab.1 Comparison on European Sustainable Urban Mobility Plan and traditional transportation plan

1.4 增強對促進共識的關(guān)注

圖1 上海市三個社區(qū)基于軌道交通使用情況劃分的不同人群工作日活動點與居住地距離分布Fig.1 Distance distributions between activity points and home by rail transit travel frequency of three communities in Shanghai

城市交通規(guī)劃的本質(zhì)是公共政策安排。改革開放以來，中國原來相對穩(wěn)定、單一的社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和社會心理，經(jīng)過一系列的分化、組合和震蕩之后，呈現(xiàn)出差異性、多樣性、失衡性和復雜性特點。圍繞構(gòu)建和諧社會的目標，為避免執(zhí)政目標、公共資源分配出現(xiàn)偏差，公眾參與和促進共識不再是一個操作層面的問題，而被提升到戰(zhàn)略層面加以考慮。

面對時代發(fā)展和社會變化，僅僅由城市管理者和技術(shù)人員制定規(guī)劃的方式正在成為過去時，有必要研究公眾參與條件下制定交通規(guī)劃的方法。凝聚社會共識方面最重要的基礎(chǔ)在于溝通，表現(xiàn)為利用各種信息媒介，進行信息傳遞和反饋，以相互協(xié)調(diào)關(guān)系的過程。

傳統(tǒng)交通規(guī)劃理論主要關(guān)注的是從交通立場出發(fā)，如何制定一個好的對策方案。但是實踐卻告誡我們，如果不能達成共識，再好的方案在執(zhí)行過程中也會走形，或者被束之高閣。因此政府管理部門內(nèi)部同樣存在增強共識問題，在城市規(guī)劃與交通規(guī)劃之間、交通規(guī)劃與交通運行管理之間建立戰(zhàn)略對話平臺，同時研究各種規(guī)劃相互協(xié)同的機制與方法。

1.5 實現(xiàn)對演化過程的管控

城市交通規(guī)劃并非勾畫一張藍圖，還必須研究對規(guī)劃實施過程的管理，由此產(chǎn)生了對問題細化分解、系統(tǒng)演化過程的監(jiān)控、干預(yù)對策效果評估等方面的技術(shù)需求。

2 變革條件：將數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q策能力

盡管大數(shù)據(jù)理念已經(jīng)受到廣泛重視，并在一些重要的行業(yè)領(lǐng)域取得進展，但是如果不能在城市交通領(lǐng)域內(nèi)將數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q策能力，促進城市交通規(guī)劃理論變革將停留在理想階段。嚴格意義上，并非大數(shù)據(jù)自身成為促進進步的推手，而是將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于城市交通規(guī)劃決策分析的研究，成為理論變革的催化劑。

2.1 大數(shù)據(jù)正在建立新的觀察能力

大數(shù)據(jù)為研究者提供了針對城市交通的一種多角度、多層次、多測度的大樣本連續(xù)觀察能力。這種觀察能力對于準確把握問題、深入剖析研究對象，以及實現(xiàn)對復雜適應(yīng)系統(tǒng)的監(jiān)測、分析和調(diào)控具有重要意義。

大樣本形成了對研究對象基于行為屬性細分組群，研究其相應(yīng)的空間分布能力。圖1顯示了位于軌道交通7號線車站1 km范圍內(nèi)，但是屬于城市不同圈層的三個社區(qū)(顧村社區(qū)：外環(huán)線附近；大華社區(qū)：內(nèi)中環(huán)線之間；靜安社區(qū)內(nèi)環(huán)線以內(nèi))，利用1個月移動通信數(shù)據(jù)將居民按軌道交通使用情況劃分組群后，其活動點(停留30 min以上)到居住地的分布情況，其中包含了大量研究居民活動空間與城市建成環(huán)境之間關(guān)系的重要信息。

連續(xù)觀測一方面可以有效地研究個體的慣常行為，例如在傳統(tǒng)交通調(diào)查中難以獲得，但對研究居民活動空間與城市建成環(huán)境非常重要的個體經(jīng)?；顒訁^(qū)域；另一方面可以通過追蹤行為分析，補充數(shù)據(jù)中缺失的重要信息(例如對通勤人群的判斷等)。

而多源數(shù)據(jù)則提供了不同角度、層次的觀察手段，例如表2中顯示的可以在城市空間結(jié)構(gòu)與交通網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)中提供相關(guān)信息的數(shù)據(jù)資源。

2.2 將大數(shù)據(jù)與復雜性理論結(jié)合

從科學研究角度來看，大數(shù)據(jù)最重要的價值在于為具有復雜適應(yīng)系統(tǒng)特征的城市交通研究提供了重要支撐。

復雜適應(yīng)系統(tǒng)[11]的基本思想可以表述為：系統(tǒng)由眾多被稱為主體的個體所組成，主體是具有自身的目的性和主動性、有活力和適應(yīng)性的個體。主體能夠在持續(xù)不斷地與環(huán)境以及其他主體交互中學習和積累經(jīng)驗，并且根據(jù)學習到的經(jīng)驗改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式。主體的主動性和交互作用在不斷地改變著自身的同時，也改變著環(huán)境，是系統(tǒng)發(fā)展和進化的基本動力機制。復雜適應(yīng)系統(tǒng)的進化和演變，包含了新層次的產(chǎn)生、分化和多樣性的出現(xiàn)，以及新的聚合所形成的更大的主體等。

事實上，規(guī)劃人員并非不知道未來的理想方案，只是不知道多大程度上能夠?qū)崿F(xiàn)理想方案，以及用什么樣的方式能夠更好地逼近理想方案。而對于這個問題的答案，并不在于先知先覺的預(yù)測，而在于不斷加深認識過程中產(chǎn)生的預(yù)見、預(yù)判以及與時俱進的對策調(diào)整。

在這一認識的基礎(chǔ)上，傳統(tǒng)的定期調(diào)查需要轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)監(jiān)測，傳統(tǒng)的預(yù)測需要轉(zhuǎn)變?yōu)榧皶r感知和基于認知的預(yù)判，傳統(tǒng)上專注于交通系統(tǒng)供需關(guān)系的分析需要轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ω鞣N復雜關(guān)聯(lián)所產(chǎn)生宏觀涌現(xiàn)的研究(見圖2)。

圖2 常規(guī)監(jiān)測的頂層積木結(jié)構(gòu)Fig.2 Framework of regular transportation monitoring system

表2 可用于研究城市空間結(jié)構(gòu)與交通網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)問題的相關(guān)數(shù)據(jù)資源Tab.2 Suggested data resources for analyzing the relationship between urban spatial structure and transportation networks

城市交通中的各種參與者(用戶、服務(wù)供給者、管理者等)均屬于適應(yīng)性主體，其共同特點是具有感知和響應(yīng)的能力，自身持有目的性、主動性和積極的“活性”，能夠與環(huán)境及其他主體隨機進行交互作用，自行調(diào)整自身狀態(tài)以適應(yīng)環(huán)境，或與其他主體進行合作或競爭，爭取最大的生存空間和延續(xù)自身的利益。他們經(jīng)歷了一種共同演化過程，導致系統(tǒng)狀態(tài)從一種多樣性統(tǒng)一形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N多樣性統(tǒng)一形式。

圖3 基于問卷調(diào)查的上海市公共交通用戶行為與態(tài)度忠誠度交叉分析結(jié)果Fig.3 Cross-analysis between behavior loyalty and attitude loyalty of public transit users in Shanghai based on questionnaire survey

圖4 大數(shù)據(jù)所提供證據(jù)的蓋然性概念示意Fig.4 Illustration of the concept of probability based on the evidences from big data mining

圖5 證據(jù)視圖的功能模型Fig.5 Functional model of the evidence view

為此，需要根據(jù)主體的行為屬性進行對象類別結(jié)構(gòu)分析，同時觀察其組群結(jié)構(gòu)的時空分布，研究其密度和結(jié)構(gòu)的演化。例如，引入市場營銷的理念，把公交乘客根據(jù)態(tài)度和行為劃分為忠誠與非忠誠兩個部分，將有助于了解城市交通模式可能出現(xiàn)的變化。對于公共交通這類服務(wù)，乘客消費之后會產(chǎn)生一種自身需求是否被滿足的認知，這種心理認知會積累并轉(zhuǎn)化為態(tài)度和行動上對公交服務(wù)的依賴和認可程度，并逐步影響乘客的出行方式選擇趨勢的變化，即公交忠誠度：乘客滿意度低，甚至產(chǎn)生抱怨，一旦有了足夠的經(jīng)濟能力，就很可能改變依賴性交通方式；乘客忠誠度高，使用公共交通出行的習慣就能得到鼓勵和保持。圖3顯示了基于問卷調(diào)查對上海市公共交通用戶忠誠度的分析結(jié)果，其中反映出真正對公共交通認同度高的用戶僅為30%左右(這還是包含軌道交通的數(shù)據(jù)，見圖3)，顯示出非常值得警覺的態(tài)勢。這種受到能力限制規(guī)模有限的調(diào)查結(jié)果，雖然能夠反映出值得關(guān)注的問題，但是對問題程度的結(jié)論仍然存有疑慮。通過數(shù)據(jù)間影射鏈接技術(shù)將這種問卷調(diào)查與IC卡數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，則可以更加有效地將IC卡用戶的行為忠誠度量拓展到態(tài)度忠誠度，從而實現(xiàn)對整體問題程度的可靠把握。

將大數(shù)據(jù)與復雜性理論結(jié)合，將促使交通行為分析理論、網(wǎng)絡(luò)流分析與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的融合，從而將城市交通規(guī)劃理論推向新高度。

2.3 將大數(shù)據(jù)分析融入決策過程

由于大數(shù)據(jù)本身并非完美數(shù)據(jù)，也非如同交通調(diào)查那樣的定制數(shù)據(jù)，因此很難直接借助傳統(tǒng)模型實現(xiàn)決策支持，而是通過為專家組提供判斷證據(jù)的方式實現(xiàn)支持功能。

值得注意的是，大數(shù)據(jù)所提供的分析證據(jù)具有蓋然性特征，即有可能但不是必然(見圖4)。為此，如同間接證據(jù)理論中所強調(diào)的證據(jù)鏈一樣，大數(shù)據(jù)環(huán)境下基于證據(jù)的決策分析必須提供一個盡可能完整的證據(jù)視圖，針對多個數(shù)據(jù)源所提供的多角度觀察，在恰當度量基礎(chǔ)上選擇合理方式形成便于決策者理解的證據(jù)表征，并在對系統(tǒng)整體理解的基礎(chǔ)上形成完整證據(jù)集合的決策視圖。這種證據(jù)視圖存在一個進化過程，伴隨經(jīng)驗積累逐步完善(見圖5)。

構(gòu)建證據(jù)視圖不意味著完成了將數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q策能力的過程，還必須解決基于證據(jù)的判斷問題。由于城市交通問題的復雜性，加之計算機并不具備針對間接證據(jù)所形成證據(jù)鏈的處理能力，所以需要通過一個合理構(gòu)成的專家組完成最后的決策判斷。對此主要采用D-S證據(jù)理論的方法，即針對需要驗證的假設(shè)，由專家個體分別進行各項證據(jù)對于結(jié)論支持程度的評判，而后采用某種技術(shù)方法加以綜合。

以此為基礎(chǔ)，大數(shù)據(jù)分析將通過三種形式參與到?jīng)Q策流程中(見圖6)：環(huán)節(jié)①，大數(shù)據(jù)分析主要發(fā)揮系統(tǒng)日常運行監(jiān)測作用，以識別演化進程是否偏離預(yù)期軌跡，是否達到需要啟動某種調(diào)控措施的程度，以及是否需要對某種征兆進行深入分析；環(huán)節(jié)②，針對某個具體分析任務(wù)在特定假設(shè)基礎(chǔ)上進行深入研究，大數(shù)據(jù)主要發(fā)揮對傳統(tǒng)調(diào)查數(shù)據(jù)的時間序列進行修正、對小樣本分析結(jié)論進行擴樣等作用；環(huán)節(jié)③，模型分析、仿真分析和大數(shù)據(jù)分析的成果均納入基于證據(jù)的群決策判斷框架之內(nèi)，以求更加全面、正確地形成決策意見。

3 變革推進：多方參與的協(xié)同作戰(zhàn)

從以上的討論中不難看出，為順應(yīng)需求借助大數(shù)據(jù)推動城市交通規(guī)劃理論的變革，我們需要一種問題導向的理論與技術(shù)雙螺旋協(xié)同的推進方式。

3.1 問題導向強化拉動力

問題導向至少涉及以下六方面的決策支持問題：

1）交通規(guī)劃與城市規(guī)劃之間的戰(zhàn)略性對話。

城市交通的希望取決于兩個重要的支柱：可持續(xù)發(fā)展的交通模式以及健康的城市空間結(jié)構(gòu)。為達到這一目標，必須在城市規(guī)劃的早期建立交通規(guī)劃與城市規(guī)劃之間的戰(zhàn)略性對話。對話成果將在城市交通白皮書以及城市總體規(guī)劃綱要中得到體現(xiàn)。

兩者間戰(zhàn)略性對話所采用的話語體系，定義為居民活動空間與城市建成環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)分析。源于行為地理學的居民活動空間概念，反映出行為主體適應(yīng)客觀環(huán)境形成的累積結(jié)果；城市建成環(huán)境則是由各種社會主體的主觀意志行為，長期累積作用下所形成的城市客觀環(huán)境。兩者互動關(guān)系反映出居民空間活動與交通模式及城市空間結(jié)構(gòu)之間復雜的關(guān)聯(lián)，是研究戰(zhàn)略性空間政策和交通模式引導政策的理論基礎(chǔ)。

2）交通需求管理的精準化調(diào)控。

由于交通需求的雙刃劍特點，為盡可能減少負面效應(yīng)，爭取最大的正面效果，交通需求管理的精準化調(diào)控強調(diào)在合適的時間和地點，針對恰當?shù)膶ο?，采用恰如其分的對策。而能否實現(xiàn)精準化調(diào)控取決于對交通系統(tǒng)的持續(xù)細致把脈，其關(guān)注點不僅限于量的分布，而且重視內(nèi)在構(gòu)成。

3）公共交通的精細化服務(wù)。

伴隨社會發(fā)展，公共交通服務(wù)對象的需求日益多樣化。公共交通服務(wù)體系建設(shè)是否也需要效仿航空運輸業(yè)建立有效的客戶管理值得思考。服務(wù)導向的公共交通體系不僅需要從運輸能力上滿足需求，而且要從滿足客戶的需要出發(fā)，以提供滿足客戶需要的產(chǎn)品或服務(wù)為義務(wù)，以客戶滿意作為經(jīng)營的目的。公共交通的精細化服務(wù)就是這種理念指導下的具體行動。

作為具體技術(shù)支持手段，有效利用公交IC卡數(shù)據(jù)和問卷調(diào)查數(shù)據(jù)，對乘客進行類別劃分以及相應(yīng)的活動空間分析，為細化服務(wù)需求提供支持。而詳細分析公共交通服務(wù)水平和使用環(huán)境，將有助于了解影響乘客使用的各種因素。

4）道路交通的精明化管控。

基于路網(wǎng)交通狀態(tài)演變的精明化管控，是在對路網(wǎng)狀態(tài)演變分析基礎(chǔ)上，為路網(wǎng)交通狀態(tài)控制系統(tǒng)提供的控制策略。

與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交通流分析不同，路網(wǎng)狀態(tài)演化分析更加注重于路網(wǎng)耦合結(jié)構(gòu)的識別、子系統(tǒng)間狀態(tài)關(guān)聯(lián)分析，采用的基本模型是將局部網(wǎng)絡(luò)抽象為節(jié)點的超網(wǎng)絡(luò)。近年來，交通領(lǐng)域中宏觀基本圖研究成果以及現(xiàn)實中道路網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)，為基于超網(wǎng)絡(luò)研究路網(wǎng)狀態(tài)演化、制定宏觀控制策略提供依據(jù)。大數(shù)據(jù)環(huán)境中的浮動車數(shù)據(jù)、牌照識別數(shù)據(jù)、定點檢測數(shù)據(jù)等，為構(gòu)建路網(wǎng)交通狀態(tài)變化描述模型創(chuàng)造條件，為空間統(tǒng)計分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘等提供必要的技術(shù)手段。

5）綜合交通的一體化整合。

圖6 大數(shù)據(jù)分析融入管理決策流程環(huán)節(jié)Fig.6 Big data analysis in management decision process

從可持續(xù)發(fā)展的角度，規(guī)劃人員更加關(guān)注如何構(gòu)建減少對自然界索取、降低對生態(tài)系統(tǒng)排放，能夠滿足經(jīng)濟與社會發(fā)展需求的綜合交通服務(wù)體系，而非簡單地堆積基礎(chǔ)設(shè)施。因此，綜合交通的一體化整合，首先在于把握多樣化需求，構(gòu)建一體化的綜合交通服務(wù)體系，而后在服務(wù)目標的指導下，建設(shè)相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，實施相應(yīng)的運輸組織體系。

6）面向公眾的針對性溝通。

在城市交通對策設(shè)計的過程中，公眾應(yīng)該從被動的管理對象轉(zhuǎn)變成為參與主體。城市交通深層次矛盾并非表面的車路矛盾，而是人居環(huán)境訴求與機動化訴求之間的矛盾。近年來，公眾對于霧霾的反應(yīng)、環(huán)保意識的提升等，均體現(xiàn)了公眾參與所產(chǎn)生的效應(yīng)。促使城市交通管理者與研究人員探討引導公眾通過一定程序和途徑，參與到與自身利益緊密相關(guān)的決策活動之中。從技術(shù)角度來看，①需要針對城市交通對策建立相應(yīng)的社會評價方法，系統(tǒng)調(diào)查與預(yù)測擬實施對策產(chǎn)生的社會影響和社會效益，分析社會環(huán)境的適應(yīng)性和可接受程度；②建立相應(yīng)的輿情分析系統(tǒng)，及時掌握社情、民情，實現(xiàn)適時溝通和正確引導；③研究主動需求管理、機動化管理等新型對策手段和方法。

3.2 構(gòu)建成長型技術(shù)環(huán)境，加大推動力

城市交通大數(shù)據(jù)分析技術(shù)環(huán)境的搭建是交通工程師和信息工程師共同參與的成長過程，且進一步分化為多種角色。

1）城市交通戰(zhàn)略實驗室的分析人員。戰(zhàn)略實驗室并不承擔具體大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)，而是根據(jù)對總體態(tài)勢和趨勢的研判，提出新的戰(zhàn)略性交通對策理念，研究大數(shù)據(jù)環(huán)境下城市交通規(guī)劃和管理的新模式、新方法，提出大數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求框架。

2）數(shù)據(jù)資源開發(fā)技術(shù)人員。深入剖析數(shù)據(jù)資源的應(yīng)用價值，制定信息資源應(yīng)用方案，解決相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘和信息融合問題。開發(fā)人員與第一類人員不同，相對聚焦于一個較窄的領(lǐng)域精耕細作，一般不會跨界工作。

3）大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)研發(fā)人員。根據(jù)第二類人員所提出的設(shè)計方案來具體實現(xiàn)。

4）數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策分析人員。是與實際應(yīng)用最貼近的技術(shù)人員，運用上述大數(shù)據(jù)分析技術(shù)方法改善實際交通問題。

技術(shù)環(huán)境建設(shè)過程也是各類人員相互交流、溝通和融合的過程，因此交通大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)需要搭建與這些人員有效參與相適應(yīng)的合理構(gòu)成方式。在圖7所示的系統(tǒng)架構(gòu)中，底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)倉庫具有較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，一方面為上層系統(tǒng)的搭建提供基礎(chǔ)性支持，另一方面也為交通工程師有效使用數(shù)據(jù)并摸索、積累分析經(jīng)驗提供有效幫助。上層的應(yīng)用系統(tǒng)則呈現(xiàn)逐步穩(wěn)定下來的結(jié)構(gòu)特征，即伴隨對問題理解的深化，逐步完善和成熟。中層是中間件工具，在底層數(shù)據(jù)模型上定義的相應(yīng)算法以及上層應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中提煉的重要算法，將逐步豐富中間層包含的各種分析工具。

城市交通大數(shù)據(jù)分析技術(shù)環(huán)境并非一個單純的決策支持系統(tǒng)，也是交通工程師逐步取得經(jīng)驗的實驗室。交通工程師不僅以用戶身份，而且盡早以摸索經(jīng)驗的設(shè)計者身份參與到系統(tǒng)成長過程，將極大地影響系統(tǒng)成熟速度。

3.3 重視互動，提升促進力

通過大數(shù)據(jù)推動城市交通規(guī)劃理論變革的過程，是一個實踐、技術(shù)和理論相互促進的過程。中國的快速城鎮(zhèn)化和機動化過程，既產(chǎn)生了巨大的挑戰(zhàn)，也為觀察實際問題提供了很好的樣本；對于移動通信、公交IC卡、車輛牌照和定點檢測器等數(shù)據(jù)的挖掘分析，加深了對技術(shù)應(yīng)用的認識，也揭示出隱藏在數(shù)據(jù)背后的啟示與規(guī)律；行動者網(wǎng)絡(luò)、社會網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)學科理論的引入，以及交通工程本身的理論發(fā)展，將為技術(shù)應(yīng)用和社會實踐提供方向性支撐。

提煉實踐經(jīng)驗、改進技術(shù)方法和提升形成理論，對研究者提出了不同的知識結(jié)構(gòu)和思維模式的要求，但又需要相互促進和融合。為此，提出一個多維一體的城市交通規(guī)劃理論研究框架(見圖8)，形成研究工作內(nèi)容的組織模板。

4 結(jié)語

城市交通規(guī)劃實踐需求所產(chǎn)生的拉動力，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)所產(chǎn)生的推動力，相關(guān)基礎(chǔ)學科研究進展所產(chǎn)生的促進力，加上交通規(guī)劃研究者對未來發(fā)展的洞察力，促使城市交通規(guī)劃理論正在發(fā)生一場變革。新理論并不排斥傳統(tǒng)技術(shù)與方法，而是順應(yīng)發(fā)展要求將大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、模型分析技術(shù)和仿真分析技術(shù)納入一個建立在證據(jù)理論基礎(chǔ)上的新決策分析概念框架，并力圖從多個分析維度觀察研究對象，將城市交通規(guī)劃推向一個建立在適時響應(yīng)機制基礎(chǔ)上的過程管控模式。

這種變革趨勢無論從實踐需求、技術(shù)能力和概念探討等方面來看，都已初露端倪，加之引入相關(guān)學科的研究成果，完全有可能很快形成較大的突破。現(xiàn)階段，新理論發(fā)展最重要的是變革意識的催化劑以及管理者、工程技術(shù)人員和研究者形成合力。由于需求和規(guī)律的客觀性，不論我們用何種方式表述未來的城市交通規(guī)劃理論，其變革的趨勢和方向?qū)⑹且环N必然。

圖7 交通大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)架構(gòu)示意Fig.7 Illustration of system architecture of transportation big data analysis

圖8 多維一體的城市交通規(guī)劃理論研究框架Fig.8 Framework of multi-dimensional urban transportation planning theory

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Promoting Urban Transportation Planning Theory Innovation Using Big Data

Yang Dongyuan
(Tongji University,Shanghai 200092,China)

The revolution of urban transportation planning theory has been driven by three forces,including the pulling force from the practices,the driving force from the big data technologies,and the promoting force from the contributions of interdisciplinary subjects.Based on the traditional methodologies and technologies,this paper tries to integrate big data technology,demand models,and simulation by introducing an evidence theory-based decision-making framework.The paper further contributes to develop a new theoretical framework which aims to set up an adaptive-response-based process management module for urban transportation planning through a multi-dimensional problem diagnose.

transportation planning;big data;technology innovation;theoretical innovation

2016-05-05

楊東援(1953—)，男，浙江平陽人，博士，原副校長，教授，博士生導師，主要研究方向：交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃、交通信息工程、社會物流系統(tǒng)規(guī)劃。E-mail:yangdyk@#edu.cn