第十章交通大数据技术分析与应用创新
第十章 交通大数据技术分析与应用创新
本章目录 10.1交通大数据科技创新发展概况 10.2交通大数据科技创新发展概况 10.3交通大数据应用创新核心技术分析 10.4一个基于群智协同与多要素融合的智能交通 指挥系统设计方案 10.5交通大数据智能研判应用创新：案例分析 10.6本章小结
本 章 目 录 10.1 交通大数据科技创新发展概况 10.2 交通大数据科技创新发展概况 10.3 交通大数据应用创新核心技术分析 10.4 一个基于群智协同与多要素融合的智能交通 指挥系统设计方案 10.5 交通大数据智能研判应用创新：案例分析 10.6 本章小结
10.1交通大数据科技创新发展概况 自从20世纪80年代美国智能交通学会提出“智能交通”的概念以来，世 界各国都在进行大力推广这一概念并付诸应用实施。21世纪以来，随着物 联网、云计算、移动互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的快速 发展及其在交通领域的应用普及，智能交通系统获得了长足的发展，大幅 提高了城市交通运输系统的管理水平和运行效率，全面感知、深度融合、 主动服务、科学决策已经成为智能交通系统发展的核心理念。 我国人口众多，城镇化建设快速发展，如何通过交通大数据的深度解析 与规律挖掘，提高城市交通状况和交通态势的智能预测能力以及城市交通 的预警与疏导能力，是目前智能交通指挥系统面临的应用挑战。此外，多 源交通数据的全面融合、分布式交通监控的平台聚合、面向态势研判的交 通行为整合以及交通系统中分布式群智要素的在线参与，也是智能交通系 统在实践中亟需突破的应用环节。 过去二十年，我国交通行业，尤其是高速公路网和高铁网络的建设，实 现了跨越式的快速发展，成为世界范围内交通建设的行业典范。随着交通 行业的长足发展，与之配套的智能交通信息化技术，成为国家战略层面上 的重大应用需求。在宏观政策上，围绕智能交通建设，国家发布了一系列 文件与政策，表明了国家层面上对智能交通领域的高度重视
10.1 交通大数据科技创新发展概况 自从20世纪80年代美国智能交通学会提出“智能交通”的概念以来，世 界各国都在进行大力推广这一概念并付诸应用实施。21世纪以来，随着物 联网、云计算、移动互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的快速 发展及其在交通领域的应用普及，智能交通系统获得了长足的发展，大幅 提高了城市交通运输系统的管理水平和运行效率，全面感知、深度融合、 主动服务、科学决策已经成为智能交通系统发展的核心理念。 我国人口众多，城镇化建设快速发展，如何通过交通大数据的深度解析 与规律挖掘，提高城市交通状况和交通态势的智能预测能力以及城市交通 的预警与疏导能力，是目前智能交通指挥系统面临的应用挑战。此外，多 源交通数据的全面融合、分布式交通监控的平台聚合、面向态势研判的交 通行为整合以及交通系统中分布式群智要素的在线参与，也是智能交通系 统在实践中亟需突破的应用环节。 过去二十年，我国交通行业，尤其是高速公路网和高铁网络的建设，实 现了跨越式的快速发展，成为世界范围内交通建设的行业典范。随着交通 行业的长足发展，与之配套的智能交通信息化技术，成为国家战略层面上 的重大应用需求。在宏观政策上，围绕智能交通建设，国家发布了一系列 文件与政策，表明了国家层面上对智能交通领域的高度重视
10.1交通大数据科技创新发展概况 2000年，科技部会同国家计委、经贸委、公安部、交通部、铁道 部、建设部、信息产业部等部委，专门成立了全国智能交通系统 协调指导小组，全面组织并研究中国智能运输系统的发展。 2006年5月，信息产业部正式发布《信息产业科技发展“十一五 ”规划和2020年中长期规划（纲要）》，明确将“智能交通系统 ” 列为国家重点发展领域。 2011年4月，交通运输部发布《交通运输“十二五”发展规划》 ,明确提出推进交通信息化建设，大力发展智能交通。 2014年8月，国家发改委牵头，组织工业与信息化部、科技部等 八部委，发布《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》，强调 智能交通对智慧城市建设的重要性。 2016年7月，国家发改委和交通部联合发布《推进“互联网+”便 捷交通促进智能交通发展的实施方案》，强调利用互联网技术， 实现智能交通的感知监测，建立交通大数据应用平台
10.1 交通大数据科技创新发展概况 • 2000年，科技部会同国家计委、经贸委、公安部、交通部、铁道 部、建设部、信息产业部等部委，专门成立了全国智能交通系统 协调指导小组，全面组织并研究中国智能运输系统的发展。 • 2006年5月，信息产业部正式发布《信息产业科技发展“十一五 ”规划和2020年中长期规划（纲要）》，明确将“智能交通系统 ”列为国家重点发展领域。 • 2011年4月，交通运输部发布《交通运输“十二五”发展规划》 ，明确提出推进交通信息化建设，大力发展智能交通。 • 2014年8月，国家发改委牵头，组织工业与信息化部、科技部等 八部委，发布《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》，强调 智能交通对智慧城市建设的重要性。 • 2016年7月，国家发改委和交通部联合发布《推进“互联网+”便 捷交通促进智能交通发展的实施方案》，强调利用互联网技术， 实现智能交通的感知监测，建立交通大数据应用平台
10.1交通大数据科技创新发展概况 2017年1月，交通运输部印发《推进智慧交通发展行动计划( 2017-2020年)》，明确提出提高交通运输数字化、网络化和智能 化应用水平。 ·2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》的通知。 通知中明确提出，推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能 化加速跃升，其中智能交通是通知中重点强调的应用领域。此外 ,通知明确指出，围绕智能交通建设，应“研发复杂场景下的多 维交通信息综合大数据应用平台，实现智能化交通疏导和综合运 行协调指挥”。 2017年9月，交通部印发《智慧交通让出行更便捷行动方案( 2017—2020年)》，明确提出加快城市交通出行的智能化发展， 建设完善城市公交智能化应用系统。 2018年4月，工信部、公安部、交通部三部委联合印发《智能网 联汽车道路测试管理规范（试行）》，协调组织开展智能网联汽 车道路的测试工作
10.1 交通大数据科技创新发展概况 • 2017年1月，交通运输部印发《推进智慧交通发展行动计划（ 2017-2020年）》，明确提出提高交通运输数字化、网络化和智能 化应用水平。 • 2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》的通知。 通知中明确提出，推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能 化加速跃升，其中智能交通是通知中重点强调的应用领域。此外 ，通知明确指出，围绕智能交通建设，应“研发复杂场景下的多 维交通信息综合大数据应用平台，实现智能化交通疏导和综合运 行协调指挥”。 • 2017年9月，交通部印发《智慧交通让出行更便捷行动方案（ 2017—2020年）》，明确提出加快城市交通出行的智能化发展， 建设完善城市公交智能化应用系统。 • 2018年4月，工信部、公安部、交通部三部委联合印发《智能网 联汽车道路测试管理规范（试行）》，协调组织开展智能网联汽 车道路的测试工作
10.1交通大数据科技创新发展概况 上述国家层面的政策文件表明，智能交通已经成为我国重点发展的应 用领域，具有着眼未来、长远布局的战略地位。在技术层面上，交通数据 普遍具有时空移动性（时空变化并蕴含规律）、社会关联性（三元空间分 布但彼此关联)、多要素参与性（人、车、路、环境互动)等系统集成特 点。物联网、云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术，则为智能 交通应用平台的系统研发提供了强有力的技术支撑，极大地促进了智能交 通建设的应用发展
10.1 交通大数据科技创新发展概况 上述国家层面的政策文件表明，智能交通已经成为我国重点发展的应 用领域，具有着眼未来、长远布局的战略地位。在技术层面上，交通数据 普遍具有时空移动性（时空变化并蕴含规律）、社会关联性（三元空间分 布但彼此关联）、多要素参与性（人、车、路、环境互动）等系统集成特 点。物联网、云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术，则为智能 交通应用平台的系统研发提供了强有力的技术支撑，极大地促进了智能交 通建设的应用发展
10.2交通大数据科技创新发展概况 1.支持公共交通路径优化和出行时间的智能交通技术 公共交通的智能路径优化和出行时间优化，可以大大提高现代社会的 运行效率。如在现实生活中，基于实际公交系统运行的大数据分析，为站 点设置、公交车辆密度设计提供科学的决策依据。再如针对同城快递的应 用需求，基于地铁乘客的出行历史记录，设计提供分时段的快递差异化优 质服务，实现地铁众包快递系统的设计与研发。结合特定的数学模型，对 交通大数据进行城市热点区域之间出行规律的深度挖掘，实现智能交通路 线的合理规划。例如，有学者通过对大数据环境下移动对象的运行轨迹进 行规律挖掘，还能对现代城市的交通出行态势进行模拟监控
10.2 交通大数据科技创新发展概况 1.支持公共交通路径优化和出行时间的智能交通技术 公共交通的智能路径优化和出行时间优化，可以大大提高现代社会的 运行效率。如在现实生活中，基于实际公交系统运行的大数据分析，为站 点设置、公交车辆密度设计提供科学的决策依据。再如针对同城快递的应 用需求，基于地铁乘客的出行历史记录，设计提供分时段的快递差异化优 质服务，实现地铁众包快递系统的设计与研发。结合特定的数学模型，对 交通大数据进行城市热点区域之间出行规律的深度挖掘，实现智能交通路 线的合理规划。例如，有学者通过对大数据环境下移动对象的运行轨迹进 行规律挖掘，还能对现代城市的交通出行态势进行模拟监控
10.2交通大数据科技创新发展概况 2.城市交通的智能监控和交通高峰期车辆的有序分流技术 城市的智能监控和车辆有序分流，是智能交通系统的重要组成部分。 譬如，根据基于时间要素的交通大数据轨迹分析方法，可以有效地考察城 市交通的发展态势，为交通高峰时期车辆的有序分流提供决策依据，这为 支持交通管理部门动态按需调配运营车辆提供了科学决策。城市的道路 交叉路口是城市交通路网的重要组成节点，是交通分流的关键环节。为此 ,有学者针对车辆的时空轨迹大数据，提出了一种城市交叉口自动识别技 术，用于交通监控的时空定位
10.2 交通大数据科技创新发展概况 2. 城市交通的智能监控和交通高峰期车辆的有序分流技术 城市的智能监控和车辆有序分流，是智能交通系统的重要组成部分。 譬如，根据基于时间要素的交通大数据轨迹分析方法，可以有效地考察城 市交通的发展态势，为交通高峰时期车辆的有序分流提供决策依据，这为 支持交通管理部门动态按需调配运营车辆提供了科学决策。城市的道路 交叉路口是城市交通路网的重要组成节点，是交通分流的关键环节。为此 ，有学者针对车辆的时空轨迹大数据,提出了一种城市交叉口自动识别技 术，用于交通监控的时空定位
10.2交通大数据科技创新发展概况 3.以出租车为载体的各种智能交通技术的应用部署 出租车是现代化城市高效运转的重要交通设施之一，其普及和发达程 度从一个侧面反映了一个城市的经济发展水平和市民生活质量。地理信息 系统(GS)、城市交通数据、社交网络数据等大数据资源，为出租车智能 出行创造了很大的发展机遇。因此，如何在出租车和出行人员之间建立动 态的需求关系，快速高效地满足人们的出行需求，就催生了一系列的应用 技术。例如，有学者从乘客需求和出租车供应之间的平衡出发，结合出租 车出行的历史大数据分析，提出相应的优化算法，为城市出租车规模控制 和智慧出行提供决策依据
10.2 交通大数据科技创新发展概况 3. 以出租车为载体的各种智能交通技术的应用部署 出租车是现代化城市高效运转的重要交通设施之一，其普及和发达程 度从一个侧面反映了一个城市的经济发展水平和市民生活质量。地理信息 系统（GIS）、城市交通数据、社交网络数据等大数据资源,为出租车智能 出行创造了很大的发展机遇。因此，如何在出租车和出行人员之间建立动 态的需求关系，快速高效地满足人们的出行需求，就催生了一系列的应用 技术。例如，有学者从乘客需求和出租车供应之间的平衡出发，结合出租 车出行的历史大数据分析，提出相应的优化算法，为城市出租车规模控制 和智慧出行提供决策依据
10.2交通大数据科技创新发展概况 4.车载网系统以及智能驾驶技术 作为智能交通发展的高级阶段，车载网系统以及智能驾驶技术也越来 越成为智能交通的前沿技术。围绕智能驾驶和车载网应用，为了保障智能 车辆的安全性和稳定性，支持动态避障的智能汽车滚动时域路径规划方法 ,能够很好地解决躲避静态障碍的问题。譬如，针对车载网复杂的交通 环境，有学者通过虚拟现实建模，提出了一种复杂路网环境下车辆运行仿 真分析技术，有效提高了车辆运行的安全性。这为适应现代化城市建设 尤其是路网建设的快速发展，提供了有效的决策依据
10.2 交通大数据科技创新发展概况 4. 车载网系统以及智能驾驶技术 作为智能交通发展的高级阶段，车载网系统以及智能驾驶技术也越来 越成为智能交通的前沿技术。围绕智能驾驶和车载网应用，为了保障智能 车辆的安全性和稳定性，支持动态避障的智能汽车滚动时域路径规划方法 ，能够很好地解决躲避静态障碍的问题。譬如，针对车载网复杂的交通 环境，有学者通过虚拟现实建模，提出了一种复杂路网环境下车辆运行仿 真分析技术，有效提高了车辆运行的安全性。这为适应现代化城市建设 尤其是路网建设的快速发展，提供了有效的决策依据