摘要：城市交通大數(shù)據(jù)具有種類繁多、異質(zhì)性、時空尺度跨越大、動態(tài)多變、高度隨機性、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)，滿足高時效性的交通行政監(jiān)管、交通企業(yè)經(jīng)營管理、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遇和挑戰(zhàn)。重點分析總結(jié)了城市交通大數(shù)據(jù)的若干研究內(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)域進行了初步探討。
1 引言
2015年兩會上，“大數(shù)據(jù)（big data）”一詞首次寫入政府工作報告。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題中人的出行規(guī)律和原因，實現(xiàn)交通和生活的和諧，提高城市的宜居性，為政府精準管理提供基于數(shù)據(jù)證據(jù)的綜合決策[1]。同時，大數(shù)據(jù)的挖掘和使用還有利于催生信息消費新模式，促進信息消費產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
隨著手機網(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采集，城市交通大數(shù)據(jù)來源日益豐富[2]。在日益成熟的物聯(lián)網(wǎng)和云計算平臺技術(shù)支持下，通過城市交通大數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、挖掘和分析等，有望實現(xiàn)城市交通一體化，即在一個平臺上實現(xiàn)交通行政監(jiān)管、交通企業(yè)運營、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，對我國智慧城市的發(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、時空尺度跨越大、動態(tài)多變、高度隨機性、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)，滿足高時效性和知識牽引等城市交通智慧化需求，是各個大中城市所面臨的前所未有的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)[4~8]。
本文首先簡單介紹了大數(shù)據(jù)的發(fā)展狀況及趨勢，然后重點分析總結(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，最后重點列舉了幾種典型應(yīng)用。
2 大數(shù)據(jù)的發(fā)展狀況及趨勢
近年來，數(shù)據(jù)的快速增長成了許多行業(yè)共同面對的嚴峻挑戰(zhàn)和寶貴機遇，信息社會正在進入大數(shù)據(jù)時代。大數(shù)據(jù)指的是涉及的資料量規(guī)模巨大到無法透過目前主流軟件工具在合理時間內(nèi)達到感知、擷取、管理、處理和服務(wù)的數(shù)據(jù)集合。從2009年左右開始，“大數(shù)據(jù)”開始成為互聯(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，數(shù)據(jù)一直以每年50%的速度增長（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)量相當于之前產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)量，預(yù)計到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級上升到PB、EB甚至ZB級，人們面臨著如何降低數(shù)據(jù)存儲成本、充分利用計算資源、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)對大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢，更好地為行業(yè)用戶和個人提供數(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，支持用戶對數(shù)據(jù)的多種需求。構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺就是要將不同渠道、不同來源、不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進行有機的整合。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺不同的是，大數(shù)據(jù)海量的規(guī)模、多樣的類型、快速的流動和動態(tài)的體系以及巨大的價值是大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建需要重點考慮的幾個因素。除此之外，數(shù)據(jù)的分類存儲、數(shù)據(jù)平臺的開放性、數(shù)據(jù)的智能處理以及數(shù)據(jù)平臺與用戶的交互都為大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)帶來前所未有的挑戰(zhàn)。
大數(shù)據(jù)平臺處理的數(shù)據(jù)類型是多種多樣的。目前這些平臺的搭建已經(jīng)有了一些有代表性的成果，如Google公司的Freebase、微軟公司的Probase、國內(nèi)著名的中文信息結(jié)構(gòu)庫——中國知網(wǎng)。在商用數(shù)據(jù)平臺方面，IBM公司的Infosphere大數(shù)據(jù)分析平臺、天睿公司的Teradata統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境以及由國內(nèi)天貓、阿里云、萬網(wǎng)聯(lián)合推出的國內(nèi)首個電商云工作平臺聚石塔是3個典型的數(shù)據(jù)平臺。
“大數(shù)據(jù)”本身是一個現(xiàn)象而不僅僅是一種技術(shù)，這是信息科技歷史發(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)，是通過系列地使用非傳統(tǒng)工具來對大量的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行處理，從而獲得分析和預(yù)測結(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，而更在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進行專業(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)實現(xiàn)盈利的關(guān)鍵在于提高對數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實現(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、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。
（1）基于云計算的數(shù)據(jù)分析平臺
云計算為大數(shù)據(jù)提供了可以彈性擴展、相對便宜的存儲空間和計算資源，使得中小企業(yè)也可以像亞馬遜公司一樣通過云計算來完成大數(shù)據(jù)分析。云計算IT資源龐大、分布較為廣泛，是異構(gòu)系統(tǒng)較多的企業(yè)及時準確處理數(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)能遷移到云計算環(huán)境以及資源池可以隨需彈性擴展。
