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大数据在交通拥堵分析和治理方面的应用

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张勇余金林杨凌云龚全洲

摘要：随着智能交通的快速发展，高德等较为权威的交通大数据平台应运而生，同时交管部门视频、卡口、流量检测、车辆数据的多样化和齐全化，在一定程度上可以较为准确的反映出交通运行状态。大数据的整合和应用越来越受到交通管理部门的重视和重用。以武汉为例，通过大数据分析研判，对城市交通拥堵进行分析和治理，如交通运行特征规律总结、交通组织优化、交通影响评估等。为精细化交通管理提供技术支撑，为领导决策提供依据，为市民出行提供指南参考。

关键词：大数据;交通管理;拥堵分析;拥堵治理

1引言

道路交通管理涉及到人、车、路、环境和法规五个方面，总体目标是交通运行安全、畅通和有序。传统的交通管理手段主要依靠交警、辅警在路面的现场管理，主要方法是依靠个人的经验进行交通信号优化、现场执法等，此外，经济发展带来的交通出行需求加大及交通出行多样化和复杂化，传统的管理手段难以为交通管理提供更加精准和精细的技术支撑，特别是在拥堵治理方面，给交管部门带来了巨大的挑战。

随着交通信息化和智能化的发展，大数据时代的到来可以使人们以史无前例的低成本去获取和利用数据，更为城市交通管理工作带来了新的机遇[1]。2015年，Barb[2]探讨了波士顿市利用大数据技术来解决城市交通拥堵问题。王福磊[3]积极推动大数据在道路交通事故预防中的应用。罗西军[4]分析了大数据在智能交通中的几种应用。徐炜[5]结合大数据技术在深圳的应用实践，提出了大数据在城市交通管理方面的应用思路。总结而言，国内外大数据在交通管理方面的研究主要在拥堵治理、事故预防、智能交通等领域。

目前，高德等公司已经建立起了交通大数据平台，并在许多城市中得到了应用。大数据信息量巨大，种类繁多，面对众多的数据，如何及时、高效、准确地获取有价值的信息并对其进行有效的分析处理，成为大数据应用的关键所在[6]。

因此，结合武汉交通特色以及交通管理部门获取到的大数据信息库，探讨大数据在交通管理中拥堵分析与治理方面的深度应用。

2武汉交通概况

武汉是湖北的省会城市，总体城市格局为两江三镇（两江分别为长江和汉江，三镇分别为武昌、汉口和汉阳）。截止2017年底，常住人口1100万人左右，全市面积8570平方公里，建成区面積576平方公里，道路共4882条道路，总长5704公里，已形成三环十三射的路网格局。过江通道已通车18条，正在建设的5条。机动车保有量达到280万辆，电动自行车110万辆，共享单车接近100万辆。已通车的轨道交通共5条，运营里程达到181.6公里，现在同时在建的轨道交通线路达到14条。根据高德大数据分析报告，2015年、2016年、2017年武汉拥堵全国排名分别为第13名、第17名和第47名，全市全天平均车速分别为29.11km/h、30.06km/h和32.67km/h。

总体而言，武汉道路交通特征是过江交通、环线交通明显。受湖泊、大型院校、单位、小区影响，路网结构较差、道路密度偏低;同时，武汉处于大建设时期，全市多处占道施工，给武汉交通出行带来了较大挑战。

3武汉的大数据来源

为了提高智慧交通管理水平，武汉市交管局积极探索智慧交通建设和应用，建成了“智慧政务、智慧出行、智慧应急、智慧监管、智慧警营”系统，搜集了大量的交通基础数据，主要来源[7]如下：

（1）交通设施数据。1628个信号灯路口（其中980个联网），6454处视频监控，5453个方向电子警察，2189个卡口。包括交通事件，道路流量，交通管制，道路交通的视频图像以及交通违法点等6类信息数据。

（2）交通平台数据。高德等交通信息平台提供的浮动车数据，公众访问数据等提供的出行时间、车速等数据。

（3）车辆数据。1.8万辆出租车和7000多辆公交车的实时GPS数据，2000多个停车场的数据（停车场内实时的车辆数），重型货车有49190辆、4000多辆渣土车、混凝土车实时GPS数据，共享汽车GOFUN在武汉4000多辆实时数据。

（4）交管内部数据。包含舆情民意平台数据、122情报中心数据、事故数据、施工数据、违法数据、广播数据、领导信箱数据等。

武汉市现有的交通大数据量大，种类多，但是不同数据之间的融合还有进一步挖掘的空间，数据的深度应用以及精准应用也有进一步探索的空间。

4大数据在拥堵分析中的应用

4.1拥堵特征分析

根据高德提供的交通运行数据，可以对全市、主城区、各行政区、环线、主干道、次干道、支路等不同范围、不同道路的拥堵时间、空间分布特征进行量化分析。具体如下：

4.1.1拥堵时间分布

根据时间段划分，可以分析24小时、一周各天、各月份交通运行情况，具体如下：

4.1.2拥堵空间分布

根据空间划分，可以分析全市、各行政区、环线、过江通道等交通运行情况，以全市过