摘要：城市交通大數(shù)據(jù)具有種類繁多、異質(zhì)性、時(shí)空尺度跨越大、動(dòng)態(tài)多變、高度隨機(jī)性、局部性和生命周期較短等特征，如何有效地采集和利用交通大數(shù)據(jù)，滿足高時(shí)效性的交通行政監(jiān)管、交通企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理、交通市民服務(wù)等應(yīng)用需求，是城市交通和智慧城市面臨的前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。重點(diǎn)分析總結(jié)了城市交通大數(shù)據(jù)的若干研究?jī)?nèi)容及核心技術(shù)，提出了城市交通大數(shù)據(jù)智能應(yīng)用系統(tǒng)解決方案，列舉了幾種典型應(yīng)用，在城市交通和智慧城市領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了初步探討。
1 引言
2015年兩會(huì)上，“大數(shù)據(jù)（big data）”一詞首次寫(xiě)入政府工作報(bào)告。在交通領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)一直被視作緩解交通壓力的技術(shù)利器。應(yīng)用大數(shù)據(jù)有助于了解城市交通擁堵問(wèn)題中人的出行規(guī)律和原因，實(shí)現(xiàn)交通和生活的和諧，提高城市的宜居性，為政府精準(zhǔn)管理提供基于數(shù)據(jù)證據(jù)的綜合決策[1]。同時(shí)，大數(shù)據(jù)的挖掘和使用還有利于催生信息消費(fèi)新模式，促進(jìn)信息消費(fèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
隨著手機(jī)網(wǎng)絡(luò)、全球定位系統(tǒng)（global positioning system，GPS）/北斗車載導(dǎo)航、車聯(lián)網(wǎng)、交通物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，交通要素的人、車、路等的信息都能夠?qū)崟r(shí)采集，城市交通大數(shù)據(jù)來(lái)源日益豐富[2]。在日益成熟的物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)支持下，通過(guò)城市交通大數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、挖掘和分析等，有望實(shí)現(xiàn)城市交通一體化，即在一個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)交通行政監(jiān)管、交通企業(yè)運(yùn)營(yíng)、交通市民服務(wù)的集成和優(yōu)化[3]。
城市交通大數(shù)據(jù)的集成與分析技術(shù)研究，對(duì)我國(guó)智慧城市的發(fā)展具有戰(zhàn)略性意義。交通大數(shù)據(jù)具有種類繁多、異質(zhì)性、時(shí)空尺度跨越大、動(dòng)態(tài)多變、高度隨機(jī)性、局部性和有限生命周期等特征，如何有效地集成交通大數(shù)據(jù)，滿足高時(shí)效性和知識(shí)牽引等城市交通智慧化需求，是各個(gè)大中城市所面臨的前所未有的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)[4~8]。
本文首先簡(jiǎn)單介紹了大數(shù)據(jù)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)，然后重點(diǎn)分析總結(jié)了城市交通大數(shù)據(jù)的若干核心技術(shù)，并提出城市交通大數(shù)據(jù)的智能應(yīng)用系統(tǒng)解決方案，最后重點(diǎn)列舉了幾種典型應(yīng)用。
2 大數(shù)據(jù)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)
近年來(lái)，數(shù)據(jù)的快速增長(zhǎng)成了許多行業(yè)共同面對(duì)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和寶貴機(jī)遇，信息社會(huì)正在進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。大數(shù)據(jù)指的是涉及的資料量規(guī)模巨大到無(wú)法透過(guò)目前主流軟件工具在合理時(shí)間內(nèi)達(dá)到感知、擷取、管理、處理和服務(wù)的數(shù)據(jù)集合。從2009年左右開(kāi)始，“大數(shù)據(jù)”開(kāi)始成為互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)行業(yè)的流行詞匯。
根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）估測(cè)，數(shù)據(jù)一直以每年50%的速度增長(zhǎng)（大數(shù)據(jù)摩爾定律），這意味著人類在最近兩年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量相當(dāng)于之前產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)量，預(yù)計(jì)到2020年，全球?qū)⒖偣矒碛?5億GB（35 ZB）的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)規(guī)模從TB級(jí)上升到PB、EB甚至ZB級(jí)，人們面臨著如何降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本、充分利用計(jì)算資源、提高系統(tǒng)并發(fā)吞吐率、支持分布式非線性迭代算法優(yōu)化等眾多難題。
為了應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)，更好地為行業(yè)用戶和個(gè)人提供數(shù)據(jù)分析的服務(wù)，亟需構(gòu)建各類不同的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，支持用戶對(duì)數(shù)據(jù)的多種需求。構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺(tái)就是要將不同渠道、不同來(lái)源、不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)的整合。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)不同的是，大數(shù)據(jù)海量的規(guī)模、多樣的類型、快速的流動(dòng)和動(dòng)態(tài)的體系以及巨大的價(jià)值是大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建需要重點(diǎn)考慮的幾個(gè)因素。除此之外，數(shù)據(jù)的分類存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)平臺(tái)的開(kāi)放性、數(shù)據(jù)的智能處理以及數(shù)據(jù)平臺(tái)與用戶的交互都為大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)帶來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)。
大數(shù)據(jù)平臺(tái)處理的數(shù)據(jù)類型是多種多樣的。目前這些平臺(tái)的搭建已經(jīng)有了一些有代表性的成果，如Google公司的Freebase、微軟公司的Probase、國(guó)內(nèi)著名的中文信息結(jié)構(gòu)庫(kù)——中國(guó)知網(wǎng)。在商用數(shù)據(jù)平臺(tái)方面，IBM公司的Infosphere大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、天睿公司的Teradata統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境以及由國(guó)內(nèi)天貓、阿里云、萬(wàn)網(wǎng)聯(lián)合推出的國(guó)內(nèi)首個(gè)電商云工作平臺(tái)聚石塔是3個(gè)典型的數(shù)據(jù)平臺(tái)。
“大數(shù)據(jù)”本身是一個(gè)現(xiàn)象而不僅僅是一種技術(shù)，這是信息科技?xì)v史發(fā)展的必然結(jié)果。大數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和應(yīng)用所需的相關(guān)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，是通過(guò)系列地使用非傳統(tǒng)工具來(lái)對(duì)大量的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而獲得分析和預(yù)測(cè)結(jié)果的一系列大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義也不僅在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而更在于對(duì)這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。換言之，如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵在于提高對(duì)數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過(guò)“加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。大數(shù)據(jù)領(lǐng)域已經(jīng)涌現(xiàn)出了大量新的技術(shù)，它們成為大數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理和呈現(xiàn)等功能的有力武器。大數(shù)據(jù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)。
（1）基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)
云計(jì)算為大數(shù)據(jù)提供了可以彈性擴(kuò)展、相對(duì)便宜的存儲(chǔ)空間和計(jì)算資源，使得中小企業(yè)也可以像亞馬遜公司一樣通過(guò)云計(jì)算來(lái)完成大數(shù)據(jù)分析。云計(jì)算IT資源龐大、分布較為廣泛，是異構(gòu)系統(tǒng)較多的企業(yè)及時(shí)準(zhǔn)確處理數(shù)據(jù)的有力方式，甚至是唯一的方式。
大數(shù)據(jù)要走向云計(jì)算，還有賴于數(shù)據(jù)通信帶寬的提高和云資源池的建設(shè)，需要確保原始數(shù)據(jù)能遷移到云計(jì)算環(huán)境以及資源池可以隨需彈性擴(kuò)展。
