劉中飛，張 軍，邱荷婷

（首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)管理工程學(xué)院，北京100070）

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展以及國家政策的傾斜，人口的急速增長，越來越多的人都聚集在城市中，導(dǎo)致了城市交通的擁堵，特別是在大規(guī)模人群的城鄉(xiāng)結(jié)合部的區(qū)域。為了更好地控制城鄉(xiāng)結(jié)合部的交通，減少不必要的擁堵，用傳統(tǒng)的交通控制與疏散的方式在一定程度上是行不通的。所以，智慧交通應(yīng)用而生。智慧交通的出現(xiàn)，帶來了許多現(xiàn)代化的管理方式，并減少了大量人力物力的浪費(fèi)，使得城市的交通變得更加的流暢，減少了城鄉(xiāng)結(jié)合部區(qū)域大量的擁堵問題。在智能交通中，數(shù)據(jù)挖掘有著無比關(guān)鍵的地位，是智能交通中最重要的一面?？梢哉f，沒有數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用，就沒有智慧交通光明的未來。如果要想在城鄉(xiāng)結(jié)合部大幅度減少交通擁堵問題，就必須更加深入地理解數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。

2 數(shù)據(jù)挖掘概念

數(shù)據(jù)挖掘是一個(gè)過程，主要是對(duì)大量的有噪聲的信息進(jìn)行有效的提取，從中可以得到一個(gè)自己想要的數(shù)據(jù)[2]。在社會(huì)快速發(fā)展的今天，大量的數(shù)據(jù)在各行各業(yè)都急速的增長，廣泛可用的數(shù)據(jù)使得當(dāng)今社會(huì)進(jìn)入了數(shù)據(jù)時(shí)代，但是有許多的數(shù)據(jù)是無效的，要想從“數(shù)據(jù)海洋“中得到想要的數(shù)據(jù)是極其困難的一件事情，數(shù)據(jù)挖掘的重要性就凸顯出來了，數(shù)據(jù)挖掘的實(shí)際應(yīng)用解決了這個(gè)問題，數(shù)據(jù)庫技術(shù)用于存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，機(jī)器學(xué)習(xí)方法用于分析存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，從而揭示了隱藏在海量數(shù)據(jù)中的大量“知識(shí)”。數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)可以挖掘以下幾種類型的模式：相關(guān)分析、聚類分析、離散點(diǎn)分析、關(guān)聯(lián)分析等。

相關(guān)分析：需要在分類和回歸之前繼續(xù)進(jìn)行，可以分析、識(shí)別、分類、回歸相關(guān)的屬性，并忽略其他無關(guān)的屬性。

聚類分析：相似度很高的對(duì)象可以聚集在一起。這些對(duì)象中可以根據(jù)類內(nèi)相似度最大化和類內(nèi)相似度最小化的原理進(jìn)行聚類或者進(jìn)行分組。

離散點(diǎn)分析：在數(shù)據(jù)集中包含了許多對(duì)象，這些對(duì)象與數(shù)據(jù)集中其他對(duì)象的一般行為有不一致的地方，這些點(diǎn)就是離散點(diǎn)。因?yàn)橐话愕臄?shù)據(jù)挖掘技術(shù)把離散點(diǎn)給剔除了，但是有些稀有事物比正常事物更有趣，更能吸引人們的注意力。因此，離散點(diǎn)數(shù)據(jù)分析被稱為離散點(diǎn)分析。

關(guān)聯(lián)分析：又稱為關(guān)聯(lián)規(guī)則。如果兩個(gè)或者多個(gè)事物之間存在某種關(guān)系，可以通過一個(gè)事物聯(lián)系到其他的事物，并可以對(duì)其他的事物進(jìn)行預(yù)測。主要是挖掘兩者之間存在的隱藏的關(guān)系。其中，關(guān)聯(lián)分析又可以被進(jìn)一步分為單維關(guān)聯(lián)規(guī)則和多維關(guān)聯(lián)規(guī)則這兩種類型。

這就是為什么數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在城鄉(xiāng)結(jié)合部區(qū)域的發(fā)展中起著關(guān)鍵性作用的原因，接下來需要對(duì)數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)進(jìn)行深一步的分析，并將其應(yīng)用于城鄉(xiāng)結(jié)合部的交通問題中。

3 城鄉(xiāng)結(jié)合部的現(xiàn)狀

近幾年以來，中國交通發(fā)展越來越好，交通環(huán)境得到了很好的改善，但是，交通安全方面的措施卻沒有得到很大的改變，中國道路環(huán)境沒有得到改變的根本原因是道路設(shè)計(jì)不規(guī)范、混合交通環(huán)境比較差以及一些安全措施不足等，這些問題在城鄉(xiāng)結(jié)合部尤為明顯。

隨著國家政策的傾斜，政府對(duì)城鄉(xiāng)結(jié)合部的關(guān)注越來越多。城鄉(xiāng)結(jié)合部是中國快速發(fā)展過程中的一個(gè)特色區(qū)域，是最活躍的區(qū)域。城鄉(xiāng)結(jié)合部具有距離市區(qū)較近、生活方便、信息流動(dòng)速度快等多種優(yōu)勢，同時(shí)具有城市和農(nóng)村的優(yōu)勢，成為城市向外延展的重要窗口。但是，由于城鄉(xiāng)結(jié)合部人口眾多，人們的交通意識(shí)比較淡薄，人流量巨大，導(dǎo)致了大量交通事故的發(fā)生。

其中，在城鄉(xiāng)結(jié)合部地區(qū)道路設(shè)計(jì)不規(guī)范，人員眾多，且社會(huì)關(guān)系構(gòu)成較為復(fù)雜。在城鄉(xiāng)結(jié)合部，主要的交通工具有電動(dòng)車、摩托車，不良習(xí)慣有無證駕駛、超速行駛、違章停車以及不系安全帶等具有安全隱患的問題[3]，并且在城鄉(xiāng)結(jié)合部，社會(huì)管理較為滯后，經(jīng)濟(jì)管理混亂以及規(guī)劃管理無序。

4 大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下城鄉(xiāng)結(jié)合部交通運(yùn)行仿真

4.1 交通仿真研究

針對(duì)城鄉(xiāng)結(jié)合部的種種難題，基于目前智能交通的大背景，將以大數(shù)據(jù)Hadoop技術(shù)的MapReduce計(jì)算中心和分布式數(shù)據(jù)庫HBase存儲(chǔ)融入到交通數(shù)據(jù)處理仿真平臺(tái)。

4.1.1 區(qū)域交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘

將選取具有強(qiáng)大并行能力的Hadoop平臺(tái)，通過進(jìn)行海量交通數(shù)據(jù)的分析，部署Hadoop集群，可以基于道路導(dǎo)航，使資源進(jìn)行合理的分配，以此來改善有關(guān)道路的平衡問題。傳統(tǒng)的單機(jī)方法無法解決這樣的問題，未來解決這一類問題，可以借助Hadoop平臺(tái)，因?yàn)檫@個(gè)平臺(tái)具有強(qiáng)大的并行計(jì)算的能力，用此平臺(tái)可以對(duì)道路的情況進(jìn)行各種判斷，此平臺(tái)也可以提供高效的存儲(chǔ)能力。

4.1.2 區(qū)域交通管理仿真平臺(tái)

將通過虛擬化技術(shù)構(gòu)建的服務(wù)器集群，為平臺(tái)的搭建提供基本的硬件資源。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建以Cloud Foundry為基礎(chǔ)的PaaS平臺(tái)，可以通過使用Cloud Foundry的框架和通信機(jī)制來完成集成的任務(wù)，這其中包括了有關(guān)交通的海量數(shù)據(jù)，可以將Hadoop的功能通過與Cloud Foundry平臺(tái)相結(jié)合，建立一個(gè)集中大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的一個(gè)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)可以滿足當(dāng)前的數(shù)據(jù)訪問量以及業(yè)務(wù)計(jì)算的需求，這樣就為大數(shù)據(jù)構(gòu)建一個(gè)全新的交通仿真的平臺(tái)。

4.2 存在的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題

區(qū)域交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和區(qū)域交通管理仿真平臺(tái)擬解決城鄉(xiāng)結(jié)合部交通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性的問題、制約因素的輸入輸出機(jī)制問題以及數(shù)據(jù)計(jì)算瓶頸問題。

4.2.1 城鄉(xiāng)結(jié)合部交通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性問題

城鄉(xiāng)結(jié)合部的外部像“城”，內(nèi)部像“村”的復(fù)合型決定了區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，通過探索城鄉(xiāng)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中各種瓶頸的產(chǎn)生及其傳播過程，并且找到交通擁堵的根本原因就是一個(gè)中心問題。

4.2.2 制約因素的輸入輸出機(jī)制問題

交通承載力包括了多種的力量：交通環(huán)境污染承載力、交通自然資源承載力以及交通心理承載力等，如何確定模型輸入輸出的變量是一個(gè)關(guān)鍵性問題，其中，合理的資源分配是重中之重，必須在交通擁堵和資源閑置之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。

4.2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算瓶頸問題

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展以及在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用，日常需要處理的交通數(shù)據(jù)已經(jīng)呈現(xiàn)出大數(shù)據(jù)的許多特征。采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息處理方式已經(jīng)遇到了計(jì)算分析的性能瓶頸。一方面，集中化的數(shù)據(jù)庫成為整個(gè)系統(tǒng)的突破口，數(shù)據(jù)的遞增，無疑給數(shù)據(jù)庫帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)；另一方面，隨著數(shù)據(jù)的遞增，數(shù)據(jù)計(jì)算的時(shí)長在急速地增加，越來越不適應(yīng)海量數(shù)據(jù)對(duì)時(shí)間的要求。

5 結(jié)論

隨著社會(huì)的發(fā)展，城鄉(xiāng)結(jié)合部是國家關(guān)注的重點(diǎn)，城鄉(xiāng)道路交通是城市管理最重要方面之一。加強(qiáng)城鄉(xiāng)交通狀況管理，維護(hù)城鄉(xiāng)交通秩序，是極其重要的一個(gè)點(diǎn)[4]，且有利于推動(dòng)城鄉(xiāng)結(jié)合部的發(fā)展，而城鄉(xiāng)結(jié)合部的發(fā)展符合國家政策的制定。但是發(fā)展不能急于求成，應(yīng)結(jié)合中國的實(shí)際情況，并借鑒國外結(jié)合部發(fā)展的模式，以此來構(gòu)建中國城鄉(xiāng)結(jié)合部交通的發(fā)展[5]。