張 偉 魏永青 劉婷婷 關少龍

(遼寧工程技術大學土木工程學院，遼寧 阜新 123000)

智能交通系統(tǒng)應用與平臺構建將進一步提高城市規(guī)劃和管理建設現(xiàn)代化水平，為城市交通規(guī)劃做好預測，通過智能交通系統(tǒng)平臺分享當前城市交通動態(tài)，最大程度的降低城市交通擁堵狀況，減輕城市交通壓力;定期將數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進行匯總形成周報、月報、年報，從而為政府的決策提供幫助。將城市智能交通系統(tǒng)大數(shù)據(jù)和政府城市交通規(guī)劃、企業(yè)交通建設、企業(yè)交通管理、企業(yè)交通服務對接合作，最終達到數(shù)據(jù)共享、按類歸檔、按類存儲，做到互聯(lián)互通。利用智能交通系統(tǒng)應用將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫所收集的數(shù)據(jù)進行再次的篩選比對，應用VR技術進行仿真模擬，通過計算機將數(shù)字、圖像、動畫進行整合，載入到實施模擬場景，設定特定的環(huán)境信息要求，從而實現(xiàn)由交通數(shù)據(jù)再現(xiàn)城市交通現(xiàn)象的目的，進一步發(fā)掘隨著時間和空間的變化對城市交通流狀態(tài)的影響規(guī)律，模擬影響交通的控制變量之間圖像，將所得到的結果進行分析、優(yōu)化后導入系統(tǒng)當中，從而服務于城市交通規(guī)劃、城市道路改造、城市交通事故處理、城市交通管理與控制等實踐[1]。

大數(shù)據(jù)智能交通系統(tǒng)應用與平臺要以城市交通信號系統(tǒng)、交警系統(tǒng)、卡口系統(tǒng)、道路監(jiān)控系統(tǒng)、城市“天眼系統(tǒng)”以及道路固定源采集設備作為主要數(shù)據(jù)來源[2]。從所采集到的智能交通數(shù)據(jù)入手，結合大數(shù)據(jù)平臺，構建城市交通智能體[3]。

1 大數(shù)據(jù)在智能交通系統(tǒng)中的應用

1.1 交通系統(tǒng)中子系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的共享

各個子系統(tǒng)之間的支持與配合，實現(xiàn)信息的共享，是實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)中的所有項功能都能夠完全發(fā)揮作用的必要條件。因此，在構建智能交通系統(tǒng)的信息共享平臺中，實現(xiàn)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享是非常關鍵的一步。智能交通運輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享、交通信息管理控制中心的數(shù)據(jù)共享、車載智能設備以及交通基礎設施中的數(shù)據(jù)共享，是子系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的基本表現(xiàn)。實現(xiàn)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，可輔助城市實現(xiàn)交通信息的規(guī)范化處理，是信息功能和信息性質的最強保障。子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享方式可促進形成更加有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，極大的提高大數(shù)據(jù)的儲存和管理的效率[4]。

可以利用智能交通系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)共享平臺，運用數(shù)據(jù)共享的方法，發(fā)揮大數(shù)據(jù)的特性和功能，從而對智能交通系統(tǒng)中的子系統(tǒng)給予保障，將收集到的初始數(shù)據(jù)進行讀取、篩選，將不同地區(qū)、不同時間的數(shù)據(jù)庫進行整合，把達到的歷史數(shù)據(jù)庫與現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫搭建共享連接，使得數(shù)據(jù)庫具有完整性、代表性和科學性。

此外，可對信息進行分類管理，滿足不同需求的人，為將來平臺系統(tǒng)的查詢工作提供更加便利的條件。

1.2 智能交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)優(yōu)化應用設計

智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設設計從交通違法信息數(shù)據(jù)、城市交通流量數(shù)據(jù)和城市交通錄像數(shù)據(jù)等多個方面進行采集分析，對城市道路交通信號的控制，實現(xiàn)對基礎道路信號系統(tǒng)的優(yōu)化設計，做好信號控制定時配制語言。基于大數(shù)據(jù)的交通流量信息挖掘與分析，可以為信號機配時提供數(shù)據(jù)支撐。根據(jù)智能交通大數(shù)據(jù)分析可以做出最優(yōu)的路網(wǎng)優(yōu)化方案，如單行車道、潮汐車道、分時段進行路段等等的優(yōu)化設計。

2 智能交通數(shù)據(jù)系統(tǒng)的類型分析

由于智能交通系統(tǒng)平臺所采集的數(shù)據(jù)信息駁雜，信息量龐大且實時信息變化波動較大，建立在傳統(tǒng)觀念上的關系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)儲存和處理能力已經(jīng)無法滿足現(xiàn)行的大數(shù)據(jù)要求。傳統(tǒng)觀念上的數(shù)據(jù)庫形式對當前智能交通信息的預報、仿真、規(guī)律分析時，不能夠與不同方向采集的數(shù)據(jù)類型建立良好的關聯(lián)性和因果規(guī)律。智能交通系統(tǒng)應用平臺是將現(xiàn)有的不統(tǒng)一的、不完整的、無明確結構的數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行整合優(yōu)化，可整合建立的數(shù)據(jù)系統(tǒng)有以下幾點[5]：

1)車輛通過數(shù)據(jù):車輛通過收費路卡口、交通監(jiān)控、公安智能檢測等智能視頻數(shù)據(jù)采集點時可將視頻采集到的車輛牌照、顏色、排量、型號、車檢等進行結構數(shù)據(jù)整合。2)違法車輛數(shù)據(jù):應用現(xiàn)有的城市交叉路口視頻監(jiān)控采集系統(tǒng)，將有闖紅燈、逆行、違章掉頭、壓線、交通事故肇事逃逸等違法信息的結構化數(shù)據(jù)整合。3)道路車流量數(shù)據(jù):通過道路固定的雷達測速等設備將采集到過往車速、行車距離以及道路車流量等。同時接入道路路網(wǎng)信息數(shù)據(jù)，整合數(shù)據(jù)結構。4)信號配置數(shù)據(jù):將智能交通數(shù)據(jù)平臺與交通信號控制平臺進行對接，從而將道路車流最大疏導，使交通信號更具科學性。信號配制數(shù)據(jù)與道路交通路網(wǎng)信息匹配，使交通管控平臺對信息的收集、檢索、服務、規(guī)劃業(yè)務更具效率。

3 大數(shù)據(jù)智能交通系統(tǒng)平臺設計

3.1 大數(shù)據(jù)智能交通系統(tǒng)整體結構設計

大數(shù)據(jù)智能交通系統(tǒng)的整體架構采用層次化結構模型，根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺的建設目的系統(tǒng)總體分為五個層面。

1)大數(shù)據(jù)采集層。主要是將歷史交通數(shù)據(jù)、城市公路數(shù)據(jù)、城市軌道數(shù)據(jù)、GIS衛(wèi)星圖數(shù)據(jù)、城市土地利用數(shù)據(jù)的采集工作。2)大數(shù)據(jù)資源層。主要是將采集到的大數(shù)據(jù)進行原始存儲、分類存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)計算、內(nèi)存計算等分配工作。3)大數(shù)據(jù)仿真平臺構建。通過數(shù)據(jù)篩選仿真對象的范圍，精確仿真數(shù)據(jù)，通過宏觀模型的參數(shù)利用OD矩陣(Origin Destination Matrix)進行仿真模擬，最終做出預選方案。4)大數(shù)據(jù)應用層。通過系統(tǒng)平臺仿真模擬后形成交通規(guī)劃云服務、交通管理云服務、交通建設云服務、交通服務業(yè)云服務的資源匹配服務工作。5)大數(shù)據(jù)用戶層。主要是通過手機APP、電臺廣播、服務電話、定位導航、網(wǎng)絡網(wǎng)站為社會群體、政府交通機構、交通建設企業(yè)、交通服務企業(yè)提供系列服務。

該系統(tǒng)將傳統(tǒng)分散的大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)存儲、大數(shù)據(jù)仿真、大數(shù)據(jù)調度、大數(shù)據(jù)處理和大數(shù)據(jù)服務等多種功能結合，極大的提高了數(shù)據(jù)的利用率，形成一套完整的服務體系。大數(shù)據(jù)智能交通系統(tǒng)整體平臺架構設計如圖1所示。

3.2 高精度智能交通系統(tǒng)仿真搭建設計

在擁有大數(shù)據(jù)庫的前提下，仿真技術的精確度仍然是一大難題，在傳統(tǒng)交通仿真技術當中，由于數(shù)據(jù)資料不夠多，數(shù)據(jù)分析方式單一，設定條件參數(shù)不準確，從而導致仿真模型代表性不強，不能夠更加真切的反映實際情況。在現(xiàn)有的智能交通系統(tǒng)當中，從數(shù)據(jù)的采集、分析、計算、處理都更具有科學性，利用這些數(shù)據(jù)所設定的仿真參數(shù)，可使得仿真模型誤差在可接受的范圍[6]。

利用城市規(guī)劃建設資料、GIS、高德地圖街景、衛(wèi)星航拍地圖綜合數(shù)據(jù)搭建交通仿真網(wǎng)絡系統(tǒng)。根據(jù)采集到的市人口、住房、道路信息創(chuàng)立交通仿真城市，導入城市的初始OD數(shù)據(jù)矩陣和其他采集到的數(shù)據(jù)流量，設定精確的大數(shù)據(jù)宏觀模型參數(shù)，反復進行OD矩陣產(chǎn)生迭代反饋效果。最大限度的優(yōu)化OD矩陣的數(shù)據(jù)路徑，在最短的距離產(chǎn)生最大的效益，調整仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)高精度智能交通系統(tǒng)仿真搭建，推進城市交通智能一體化[7](見圖2)。

3.3 智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)應用層設計

智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)應用層的設計當中主要是通過面向服務的架構(SOA)服務實現(xiàn)其功能(如圖3所示)，智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)應用層按照不同的標準分為四個層面：

1)大數(shù)據(jù)應用實現(xiàn)模塊功能。在該模塊當中主要是實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)程序的調度設計、程序調度過程、程序調度服務，通過邏輯編程技術完成其具體的功能。2)大數(shù)據(jù)應用流程模塊功能。智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)應用層的大數(shù)據(jù)流程主要是通過專業(yè)的工具BPEL來實現(xiàn)資源的整合調度再利用，且在該層面繼續(xù)保留著仿真數(shù)據(jù)的迭代反饋。3)大數(shù)據(jù)應用調度流程模塊功能。在遇到特殊情況下板塊將負責自定義調度流程轉換為標準BPEL流程。4)大數(shù)據(jù)應用存儲板塊功能。將應用處理后的數(shù)據(jù)進行篩選分析，然后按照交通建設、交通服務、交通規(guī)劃、交通管理建設云服務器。

用戶可直接進入界面，這點主要是由智能交通系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)平臺表現(xiàn)層來實現(xiàn)，用戶在瀏覽各類智能交通信息數(shù)據(jù)時，可通過日常使用的互聯(lián)網(wǎng)設備即可，例：普通瀏覽器、客戶端應用程序、平板電腦、手機等終端等[8]。使用者的視覺直觀體驗和整個系統(tǒng)的交互是由該層負責，通常來說，外觀界面、表單控件、界面框架等是其主要構成部分[9]。

4 結語

智能交通大數(shù)據(jù)將城市交通當中較為駁雜的數(shù)據(jù)進行再次優(yōu)化篩選處理，提高了大數(shù)據(jù)采集后的存儲和業(yè)務性能力。本文對大數(shù)據(jù)背景下的智能交通系統(tǒng)應用與平臺構建設計方案和大數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)仿真模擬做了分析，設計了智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的架構，進行了大數(shù)據(jù)背景下的智能交通系統(tǒng)平臺應用功能分析。在大數(shù)據(jù)技術上進行的數(shù)據(jù)分析和信息篩選收集，智能交通系統(tǒng)應用層對交通數(shù)據(jù)的分析實現(xiàn)了交通信息的合理化利用的目的，實現(xiàn)了決策的科學化和出行的智能化。