杭州數(shù)知夢科技有限公司

0 引 言

當前，綠色出行已經(jīng)成為新時代主旋律，從交通運輸部等十二部門和單位聯(lián)合制定的《綠色出行行動計劃（2019—2022年）》到《城市公共交通“十三五”發(fā)展綱要》，均強調(diào)要求新一代數(shù)據(jù)技術(shù)深度融合傳統(tǒng)系統(tǒng)，通過科技手段助推公共交通優(yōu)先發(fā)展，努力建設(shè)綠色出行友好環(huán)境、增加綠色出行方式吸引力、增強公眾綠色出行意識，進一步提高城市綠色出行水平。[1]

2017年，杭州數(shù)知夢科技有限公司（簡稱“數(shù)知夢”DTWisdom）正式成立，全面融合了螞蟻金服、阿里云、高德地圖、數(shù)夢工場等互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和新一代數(shù)據(jù)技術(shù)，聯(lián)合杭州公交集團等行業(yè)資源，打造“城市公交數(shù)據(jù)大腦”，為行業(yè)業(yè)務(wù)場景變革輸出新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)能力、云計算能力、大數(shù)據(jù)能力、安全能力、移動支付能力、信用能力、定位導(dǎo)航能力，協(xié)同作業(yè)能力。著力打造“互聯(lián)網(wǎng)+公交”，方便乘客出行，提高公交服務(wù)能力和服務(wù)品質(zhì)。

1 行業(yè)痛點

當前全國公交企業(yè)4000余家，信息化發(fā)展水平參差不齊，公共交通“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱，傳統(tǒng)信息煙囪和數(shù)據(jù)孤島已經(jīng)成為牽絆行業(yè)快速發(fā)展的瓶頸，受制于數(shù)據(jù)采集和儲存技術(shù)迭代困難，傳統(tǒng)公交場景數(shù)據(jù)為非全量資源，數(shù)據(jù)價值低；傳統(tǒng)IT大數(shù)據(jù)依靠人工的清洗、挖掘，成本高、效率低，容易造成數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)安全等風(fēng)險。這導(dǎo)致海量沉淀的數(shù)據(jù)資源浪費，不能為實時業(yè)務(wù)提供有力的數(shù)據(jù)支撐。傳統(tǒng)公共交通供需信息不對稱不平衡，往往依賴人工經(jīng)驗，缺乏互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過線下收集統(tǒng)計業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，耗費大量人力物力，獲取數(shù)據(jù)量有限，容易造成運營效率低。在響應(yīng)乘客需求上，缺乏精準的路況數(shù)據(jù)，容易出現(xiàn)串車、大間隔等異常情況，公眾等車時間長，換乘次數(shù)多，一線作業(yè)人員重復(fù)勞動等問題。在線網(wǎng)規(guī)劃和調(diào)整上，缺乏互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和AI算法，往往依靠經(jīng)驗和長周期的客調(diào)作業(yè)，數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊，缺乏合理的線路評價機制，導(dǎo)致新辟線路供給不均。因此，實時洞察公共交通運能，智能調(diào)派運力，更加科學(xué)規(guī)劃線網(wǎng)，掌握客流規(guī)律，及時響應(yīng)公共出行需求，已經(jīng)成為新時代公共交通部門和監(jiān)管部門提高效率、提升質(zhì)量的核心任務(wù)。

2 公交數(shù)據(jù)大腦的系統(tǒng)架構(gòu)和創(chuàng)新點

“城市數(shù)據(jù)大腦”是一個按照城市學(xué)“城市生命體”理論和“互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代治理”思維，創(chuàng)新運用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等前沿科技構(gòu)建的平臺型人工智能中樞。公共交通作為城市發(fā)展的主動脈，聚焦公共交通數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型升級的平臺——“公交數(shù)據(jù)大腦”是“城市數(shù)據(jù)大腦” 城市數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重要組成部分，將全面整合匯集政府、企業(yè)和社會數(shù)據(jù)，在城市治理、公共交通信息化領(lǐng)域進行數(shù)據(jù)融合計算，實現(xiàn)城市公共交通運行的感知、公共交通資源配置、宏觀決策指揮、事件預(yù)測預(yù)警、“城市病”治理、公交線網(wǎng)規(guī)劃、智能調(diào)度決策、智慧出行服務(wù)等功能。

數(shù)知夢·公交云團隊打造的“公交數(shù)據(jù)大腦”運行機制是以一體化移動支付為起點，融合螞蟻金服、高德地圖、阿里云等新型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和技術(shù)，實現(xiàn)傳統(tǒng)公交核心要素“人、車、路、站、場、區(qū)”等海量數(shù)據(jù)與智能應(yīng)用終端匯聚融合，搭建公交數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“數(shù)據(jù)基石”。

公交數(shù)據(jù)大腦構(gòu)建面向公共交通場景的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)模型和智能算法，包括路網(wǎng)模型、線網(wǎng)模型、速度模型、運力模型和出行鏈識別算法、客流OD算法，可以對海量的數(shù)據(jù)進行清洗、精準計算，實現(xiàn)傳統(tǒng)信息的“連接、在線、數(shù)據(jù)（資產(chǎn)化、價值化）、智能”，為公交可視化數(shù)據(jù)大屏，云管理、云調(diào)度、云規(guī)劃等創(chuàng)新應(yīng)用提供健全的數(shù)據(jù)支撐，不斷培育公共交通新業(yè)態(tài)新模式新動能。

在大數(shù)據(jù)維度，通過公交數(shù)據(jù)大腦的主數(shù)據(jù)平臺，將公交線網(wǎng)、公交站點、公交支付數(shù)據(jù)、車輛GPS、調(diào)度數(shù)據(jù)進行分類管理，搭建高敏捷數(shù)據(jù)資源，便于運營部門清晰洞察運營商職住數(shù)據(jù)、客流數(shù)據(jù)、人群畫像數(shù)據(jù)；便于宏觀把握城市路網(wǎng)、POI等數(shù)據(jù)，為運力調(diào)度、線網(wǎng)規(guī)劃提供健全數(shù)據(jù)支撐。

3 公交數(shù)據(jù)大腦的主要功能和核心應(yīng)用

3.1 原創(chuàng)一體化移動支付，采集公交客流數(shù)據(jù)

公交數(shù)據(jù)大腦使用了2016年杭州G20峰會時參與“城市數(shù)據(jù)大腦”建設(shè)的技術(shù)，將分散的DT數(shù)據(jù)技術(shù)整合成統(tǒng)一的、有機的新型互聯(lián)網(wǎng)公共出行平臺，輔助公共交通部門共享數(shù)字化資源配套。以公共出行領(lǐng)域的移動支付、云調(diào)度、云公交為切入點，裂變公共出行數(shù)據(jù)的新動能。[2]數(shù)知夢·公交云團隊聯(lián)合支付寶、中國銀聯(lián)與杭州公交集團，全國首創(chuàng)公交一體化移動支付[3]，通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)“二維碼雙離線”的信用支付，方便乘客刷手機乘公交；同時推進“一分錢乘公交”“免費公交線”等便民服務(wù)；基于移動支付比例的大幅提升，零鈔清點員人力成本大幅節(jié)省，有效地降低資金安全風(fēng)險和成本。數(shù)知夢·公交云為行業(yè)用戶提供一體化移動支付解決方案，通過后臺數(shù)據(jù)分析，助力用戶精準洞察客流波動情況，為進一步掌握客流規(guī)律提供數(shù)據(jù)資源。

3.2 杭州公交APP，精準的出行信息服務(wù)

目前，杭州公交App下載量超過200萬，日活量20萬，杭州通支付寶電子公交卡領(lǐng)取量超過1000萬張，是杭城最熱門的“出行神器”。廣大乘客可以掌上實時查詢近萬輛公交車、800余公交線，實現(xiàn)掐點出行，告別盲目的等待。數(shù)知夢·公交云將實時公交API開放至支付寶、高德地圖、杭州公交公眾號等移動端，不斷增加乘客用戶觸點。在公交站臺，實時公交API賦能電子站牌，實現(xiàn)同步查詢。杭州公交App同時具備公交官方信息發(fā)布功能，為廣大用戶開辟了意見反饋，信息交流通道，乘客用戶在等車-上車-坐車-下車四個環(huán)節(jié)上實現(xiàn)了智慧出行。公交數(shù)據(jù)大腦的智能運轉(zhuǎn)，驅(qū)動數(shù)據(jù)開放共享，將全面改變傳統(tǒng)公共出行數(shù)據(jù)孤島和信息壁壘，實現(xiàn)公共出行供需側(cè)運力平衡，開創(chuàng)公共出行全新增長極，為用戶開拓更多想象空間。[4]

3.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，保障基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準確

過去，公交大數(shù)據(jù)發(fā)展受制于數(shù)據(jù)采集和儲存技術(shù)迭代困難，公交場景數(shù)據(jù)為非全量資源，數(shù)據(jù)價值低。傳統(tǒng)IT大數(shù)據(jù)依靠人工的清洗、挖掘，成本高、效率低，容易造成數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)安全等風(fēng)險。這導(dǎo)致海量沉淀的數(shù)據(jù)資源浪費，不能為實時業(yè)務(wù)提供有力的數(shù)據(jù)支撐。比如在公交公司內(nèi)部管理上，公交調(diào)度系統(tǒng)、維修系統(tǒng)、統(tǒng)計系統(tǒng)等各個模塊數(shù)據(jù)是多源異構(gòu)，獨立運行，未能形成聯(lián)動機制，限制了業(yè)務(wù)數(shù)字化創(chuàng)新。

通過公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的規(guī)范化、標準化、在線化，打破傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘，以數(shù)據(jù)互聯(lián)互通為主導(dǎo)，推動業(yè)務(wù)流程權(quán)限分級管控、安全管控，全面保障公交集團的數(shù)據(jù)安全，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)化、價值化。通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺可以集中化管理人、車、線（路）、站、場、區(qū)等核心業(yè)務(wù)對象數(shù)據(jù)和管理企業(yè)運營行為數(shù)據(jù)，讓業(yè)務(wù)部門充分了解客流OD等業(yè)務(wù)主數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，以便快速部署創(chuàng)新的應(yīng)用，加速推出新產(chǎn)品新服務(wù)的速度?；诨A(chǔ)數(shù)據(jù)平臺為公交客戶打造企業(yè)統(tǒng)一的、耦合的用戶中心、支付中心、調(diào)度中心、財務(wù)中心、運營中心提供基礎(chǔ)保障，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享共用，促進信息資源統(tǒng)一分析，為業(yè)務(wù)創(chuàng)新夯實基礎(chǔ)。

3.4 客流分析平臺，創(chuàng)新客流OD算法

客流分析平臺包含客流統(tǒng)計分析、公交OD統(tǒng)計、全量OD統(tǒng)計三個模塊。依托靜態(tài)公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、公交車輛運營數(shù)據(jù)、乘客交易數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)全量數(shù)據(jù)及出行鏈算法，掌握乘客OD，改變傳統(tǒng)社會客流調(diào)查方式。分析公交現(xiàn)狀、刻畫出行特征、把脈線網(wǎng)問題，為營運調(diào)度、線路優(yōu)化提供可視化的大數(shù)據(jù)支撐。

通過可視化大數(shù)據(jù)和客流OD算法，可以協(xié)助公交運營部門精準實現(xiàn)公交線路問題排查，及時發(fā)現(xiàn)運營生產(chǎn)中的薄弱點，提供運營效率低、首末班設(shè)置有效性、客流運力不同步等線路排行。

創(chuàng)新如下：

①支持多維度的各類報表實時導(dǎo)出，方便公交數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析公交運營數(shù)據(jù)，以不同時間周期、不同顆粒度、不同業(yè)務(wù)維度進行導(dǎo)出，以方便公交數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

②客流的可視化呈現(xiàn)，直觀了解客流的動態(tài)變化：通過對線路、站點的十分鐘粒度、時間段的客流，分日均、周均、日匯總等方式再結(jié)合天氣進行自定義分類統(tǒng)計，以便于公交公司更加直觀地了解客流的動態(tài)變化。

③多元數(shù)據(jù)支撐應(yīng)用，為營運生產(chǎn)提供決策依據(jù)：具備客流OD、天氣、節(jié)假日、班次等多元數(shù)據(jù)，掌控影響客流因素，保證排班調(diào)度和線網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)支撐多元性。

3.5 云調(diào)度，輔助運營決策

傳統(tǒng)的公交線路調(diào)度，往往缺乏數(shù)據(jù)支撐，異常事件處置難，導(dǎo)致車輛周轉(zhuǎn)率低；公交運營質(zhì)量的監(jiān)測只能通過人工現(xiàn)場采集，統(tǒng)計耗時耗力，不確定因素多，運營質(zhì)量監(jiān)測分析不全面、不及時。數(shù)知夢·公交云依托客流模型、運力模型、路況模型，及計劃自動編排算法、異常事件自動處置算法打造“云調(diào)度”產(chǎn)品，改變傳統(tǒng)公交以經(jīng)驗為主的調(diào)度模式，提供更加科學(xué)、合理的車輛、司機資源調(diào)度方案，提升乘客滿意度和公交運營效率。

云調(diào)度在杭州試運行成果顯示，傳統(tǒng)計劃排班24小時壓縮至10分鐘；調(diào)度員工作效率從人均調(diào)度量100輛增至250輛。通過云調(diào)度服務(wù)，杭州30路通過路況的精確匹配和啟發(fā)式算法最小資源掛班算法，在班次數(shù)不變的情況下，將配車數(shù)由23輛減少到20輛，有效推進公交運營調(diào)度優(yōu)化，提高車輛利用率10%。

3.6 云規(guī)劃，數(shù)據(jù)規(guī)劃公交線路

云規(guī)劃產(chǎn)品融合多源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析區(qū)域內(nèi)、間線路結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀與問題，分析區(qū)域市民出行方向與公交線網(wǎng)是否匹配，線路客流與運力是否匹配、運力是否過剩與不足，聚焦為公交線路優(yōu)化、資源優(yōu)化、服務(wù)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。

數(shù)知夢·公交云團隊深入公共出行運營服務(wù)場景，對公交運力、運營速度、乘客等候時間進行關(guān)聯(lián)分析，服務(wù)公交部門精準掌握出行時空分布、客流運力匹配度、客流負載預(yù)測，從而推進業(yè)務(wù)優(yōu)化，對線網(wǎng)、運力、服務(wù)質(zhì)量進行更加科學(xué)的規(guī)劃調(diào)整。

杭州公交打通了公交車行駛數(shù)據(jù)、支付寶掃碼數(shù)據(jù)、高德導(dǎo)航數(shù)據(jù)，通過公交數(shù)據(jù)大腦的云規(guī)劃產(chǎn)品已經(jīng)開始為杭州設(shè)計公交線路，首批只是試水了幾條線路，效果超出預(yù)期。用戶實測發(fā)現(xiàn)，從杭州市中心的孩兒巷到濱江彩虹城，乘坐公交大腦設(shè)計的113路公交車，比乘坐1號線換乘4號線快了近10分鐘[5]，公交數(shù)據(jù)大腦 讓113路公交跑贏了地鐵。

云規(guī)劃產(chǎn)品持續(xù)為公交+地鐵一體化接駁線開辟提供技術(shù)支持，通過大數(shù)據(jù)定義特色公交服務(wù)方案：3月底，杭州公交集團在藍孔雀板新開通的1215（M）路，設(shè)置了早晚高峰班次，線路設(shè)置、站點分布均參考大數(shù)據(jù)的計算分析，重點滿足密集居住區(qū)人群往返地鐵站、商業(yè)綜合體、學(xué)校等接駁需求，從最初每天100多人次，在短短3個月時間，截止6月底，每天客流達到600余人次，上漲了4倍多。

在杭州地鐵5號線開展之際，基于云規(guī)劃產(chǎn)品的核心組件——公交數(shù)據(jù)大腦中的客流分析平臺，杭州公交集團測算了5號線周邊B2C、286、311、353、420路5條線路的運行時間、發(fā)車間隔，打造“守時大數(shù)據(jù)公交快線”，承諾發(fā)車間隔、公布發(fā)車時刻、保證運行時間。如對286路分析，客流量較大的站點并非在地鐵5號線站點覆蓋范圍內(nèi)，地鐵5號線的開通對286路現(xiàn)有乘客的出行影響有限。通過全量客流OD分析，夢想小鎮(zhèn)、杭師大、文一路荊長路口和橫家橋區(qū)域的居民量較大，數(shù)知夢·公交云團隊助力杭州公交集團進行大數(shù)據(jù)配置行車計劃，將發(fā)車間隔縮短2分鐘，較之前增加了8個班次，基本可以滿足客流需求。

圖1 公交數(shù)據(jù)大腦

4 城市公交數(shù)據(jù)大腦的優(yōu)勢

4.1 利用現(xiàn)有公交信息資源，充分發(fā)揮公交數(shù)據(jù)大腦的大數(shù)據(jù)價值

從根本上解決公交集團傳統(tǒng)業(yè)務(wù)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)分散、信息孤島的問題，整合了公交集團數(shù)據(jù)資源所形成的大數(shù)據(jù)庫和分析系統(tǒng)，將已經(jīng)投資建成的信息資源進一步挖掘利用。

4.2 對公共交通數(shù)據(jù)進行量化分析，提高政策制定的精準度

通過公交數(shù)據(jù)大腦升級迭代，推進信息資源的整合匯聚，利用大數(shù)據(jù)多元及互相作用的特點，協(xié)助決策者進行精準決策。

4.3 集中規(guī)劃建設(shè)，有利于節(jié)省投資

基于公交數(shù)據(jù)大腦大數(shù)據(jù)平臺能力，從未來發(fā)展的角度看，當前建立本平臺可以為以后新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)提供標準，從而減少了數(shù)據(jù)采集的資本投入，也提高了監(jiān)管工作效率和公共服務(wù)水平，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

4.4 推進公共交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的融合發(fā)展

響應(yīng)全國公交都市建設(shè)，落實公共交通支付一卡通，創(chuàng)新推進云調(diào)度、云規(guī)劃、特色公交、公交數(shù)據(jù)云圖等大數(shù)據(jù)應(yīng)用建設(shè)，打造城市公交都市數(shù)字化建設(shè)樣板工程，實現(xiàn)公交都市建設(shè)規(guī)劃“一張圖”，發(fā)展“一盤棋”，提升“互聯(lián)網(wǎng)+公共交通”的復(fù)制推廣價值。

4.5 推進各地公交集團公共交通數(shù)據(jù)資源的開放共享，實現(xiàn)便民利企優(yōu)政

海量的公共交通數(shù)據(jù)，通過杭州公交數(shù)據(jù)大腦大數(shù)據(jù)平臺的智能化處理后，能為公眾提供準確的公交站點信息、線路信息、來車信息、出行換乘信息和公交服務(wù)舉措等，實現(xiàn)面向乘客的公共交通數(shù)據(jù)開放共享，讓百姓出行更有獲得感；根據(jù)城市公共交通和交通運輸行業(yè)管理要求和數(shù)據(jù)標準化要求，為行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、決策和監(jiān)管提供SAAS化服務(wù)，實現(xiàn)面向行業(yè)的公共交通數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，發(fā)揮公共交通城市先行官的職責(zé)。

5 結(jié)束語

數(shù)知夢·公交云是公共交通一體化移動支付全球首創(chuàng)者、公交數(shù)據(jù)大腦OS系統(tǒng)開放平臺應(yīng)用創(chuàng)新實踐者，目前服務(wù)于杭州、南京、上海、重慶、濟南、昆明等100余座公交地鐵城市項目，公交數(shù)據(jù)大腦的建設(shè)成效目標：服務(wù)公交項目一年內(nèi)，公交客戶的公共交通乘客出行在途時間減少10%，公共交通運營效率提高10%。

事實已經(jīng)證明，“公交數(shù)據(jù)大腦”是“城市大腦”重要組成部分，2018年底杭州榮獲“國家公交都市建設(shè)示范城市”稱號，大數(shù)據(jù)服務(wù)扮演重要推動作用。目前，城市大腦作為中樞系統(tǒng)，聯(lián)合公交數(shù)據(jù)大腦，加速在公共交通領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)，提升城市公共交通行業(yè)管理、輔助決策、應(yīng)急指揮、公共服務(wù)等智能化水平[6]。數(shù)知夢團隊將繼續(xù)通過公交數(shù)據(jù)大腦“互聯(lián)網(wǎng)+公共交通”創(chuàng)新服務(wù)，實現(xiàn)新一代數(shù)據(jù)技術(shù)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的深度融合，為公交運營、為城市建設(shè)管理、為廣大乘客智慧出行提供了重要的技術(shù)支撐。