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    基于可持續交通發展理念的廣州市多源交通大數據平臺構建與應用研究

    來源:本站   發布時間: 2022-02-25 15:03:52

    廣州市交通規劃研究院

    一、背景

    可持續發展歷來是交通領域的重要發展理念,早在1994OECD(經濟合作與發展組織)會議中首次出現了“可持續交通”的提法以來,可持續交通的理念不斷深入發展。如今,我國已進入新時代,經濟已轉向高質量發展,新時期城市綜合交通體系發展的價值觀需要轉變,交通發展應轉向綠色發展和以人為中心。廣州作為國家中心城市和國際性綜合交通樞紐,在可持續交通發展理念上不斷探索,通過結合新技術支撐新時代交通系統建設工作,推動廣州交通發展走在全國前列。

    圍繞“安全、便捷、高效、綠色、經濟”,從“人、社會、自然” 三大維度,構建了廣州市的可持續交通評估體系,通過大數據和新技術增強傳統交通信息采集技術和建模預測技術,整合交通規劃、運營、管理全方位的數據,建設“統一、精細、高效、多維”的多源交通大數據平臺,實現內容多層次、時間多粒度、來源多維度的交通信息統計分析,輔助智慧交通規劃決策。

    二、基于可持續交通理念的評估指標體系

    新時代的交通發展目標是建成人民滿意、保障有力、世界前列的交通強國,同時也要充分注意與同期發布的區域協調發展和國土空間規劃等國家級戰略的協同共振。對標國際大都市交通發展理念,《交通強國建設綱要》中提出的“安全、便捷、高效、綠色、經濟”五個特征符合現代化城市綜合交通體系的發展要求,因此,可以圍繞五大特征篩選交通基礎設施發展建設和實施狀況的量化交通指標,形成可衡量、可監督的指標體系,推動新時代的交通目標穩步實現。結合交通需求供給側的訴求,形成以“人·自然·城市”三大需求維度,“安全、便捷、高效、綠色、經濟”作為供給側結構性改革核心特征的可持續城市交通健康發展理念。需求側供給側雙重響應的可持續交通內涵如圖1所示。

     

     

    1需求側供給側雙重響應的可持續交通內涵

    同一理念和目標下的指標種類繁多,各指標間又相互補充和制約。而在實際工作過程中,更注重對結果的管控,指標要反映主要矛盾,可監測、可落實、方便對標。這就需要對指標進一步聚焦,通過分層傳導,從各種指標體系中200余項交通指標中篩選出40余項整體指標、10余項核心指標,對各個指標所傳遞的目標理念、獲取難易程度進行了屬性化,構建“能用、管用、好用”的多層級指標體系(見圖2),以指標體系為抓手,構建多源交通大數據平臺。

     

    圖2可持續交通評估體系

     

    三、多源交通大數據平臺構建

    圍繞可持續交通評估體系,依托多源異構的交通大數據實現由宏觀至中微觀、由靜態到動態、由規劃向規建管延伸的視角,匯集融合交通規劃、管理、運作等多類GIS數據,圍繞健康交通指標的數據計算服務,構建響應式交互的應用平臺。項目整體平臺架構分為基礎設施層、數據資源層、平臺服務層、應用展示層,以及標準與規范體系。

    (一)平臺建設概況

    圍繞項目的總體目標,主要完成1+1+1+N4個方面的建設任務。

    1. “一”套標準規范:建設交通調查工作標準和數據處理規范、時空數據建庫標準、交通業務數據共享規范等5個規范性文件,發布1個數據管理辦法。

    2.“一”個交通多源時空數據庫:數據生產、匯集、融合,包括交通設施、交通樞紐、用地、人口、POI和基礎地理信息等12大類靜態空間數據,以及調查流量、道路路況、手機信令、車輛軌跡、共享單車、地鐵和公交運營等9大類動態交通運作數據,合計形成133項專題信息,建成動靜結合、歷史現狀、規劃運營管理一體化的城市交通空間數據體系。

    3. “一”個廣州市多源交通大數據平臺:基于GIS技術,結合我院大數據支撐的交通模型關鍵技術,圍繞中臺打造用地與設施、人口職住、道路交通、公共交通、出行分布和交通可持續指標等6大功能模塊,提供靈活可定制的時空信息服務和數據挖掘分析能力,將數據服務化、方法模型化、結果圖表化。在數據服務接口和分布式架構下,實現各項交通數據的快速瀏覽和統計查詢,推動交通信息資源匯集、管理、共享與深入應用,為廣州交通規劃提供便捷高效的數據分析和決策支持平臺。

    (二)系統構架

    圍繞“一張圖、一個平臺,六大模塊”的平臺框架,構建數據中臺和業務中臺全方位支撐基于靜態的用地、人口、道路、設施、公共交通線網等數據開展基礎性指標統計,也提供基于動態的道路流量、車速、信令、公共交通運作等數據開展流動性指標統計。廣州市交通規劃決策支持平臺系統架構圖如圖3所示。

     

    圖3 廣州市交通規劃決策支持平臺系統架構圖

    (三)關鍵技術

    1.基于城市交通可持續發展評估指標和大數據的區域綜合運輸模型,充分運用交通調查數據、手機信令數據、車輛位置數據和公共交通運營數據等多源異構數據,對城市交通信息開展校核、分析、挖掘和統計應用,實現數據-業務-應用一體化結合,促進交通分析精準度的整體升級。

    2.基于分布式技術對海量空間數據從數據存儲、分析處理、輸出表達全流程高效處理,通過sparkhadoop等分布式工具,開展多維度、全時段、多來源的空間數據快速匯集與融合處理,實現百萬級空間數據分析和應用達到秒級響應效能。

    3.基于中臺的交通大數據服務技術,以業務為驅動,將數據集封裝為Data API,實現數據即服務,支撐數據共享和管理。通過微服務架構,將功能組件化、指標定量化、模塊結構化,實現交通規劃、管理、運營多方位的時空大數據進行統一管理、高效運算、安全共享,提升指標技術速度和模塊響應效率。

    4.基于可交互的可視化web技術,通過兼容Echart、WebGL、mapbox等多種類型的Web端開發類庫,借助于圖形化手段,將高維數據、層次數據、網絡數據、時態數據等數據清晰有效地表達呈現,方便用戶以更加直觀的方式觀察數據,進而發現數據中隱藏的信息,提升用戶的決策效率。

    四、平臺應用場景

    (一)分析人口職住空間關系,為交通資源分配、設施規劃建設提供參考

    基于移動信令人口數據識別分析人口空間布局、年齡結構和性別結構、通勤和職住平衡等情況,研究人口的集聚、聯系與通勤變化情況。從不同區域更全面、細致地了解人口流動、通勤聯系,為公共交通資源空間分配、設施規劃建設提供決策參考。人口聯系強度分析圖如圖4所示。

     

    圖4 人口聯系強度分析圖

    (二)識別城市交通出行需求,輔助各類交通設施建設實現精細化管理

    通過交通調查數據、路段監測數據和運營車輛數據等對外交通和內部交通進行診斷,從空間維度溯源路段車流的來源與去向,分析城市道路交通量的趨勢變化和研究道路擁堵的來龍去脈,尋求城市內部擁堵黑點,為交通擁堵治理提供支撐。

    (三)監測城市道路運作變化,輔助交通擁堵精準識別與緩堵疏導部署

    基于不同時段的車速查詢全網道路的路況和車速情況,實現多時態、分類型(不同道路等級)統計車速運作情況,有助于實時監控路況車速與擁堵情況,輔助交通應急管理與決策制定。道路路況運作分析圖如圖5所示。

     

    圖5 道路路況運作分析圖

    (四)分析路段地鐵和公交覆蓋能力與服務水平,輔助線網與運營優化

    基于實時地鐵和公交運作數據,分析城市軌道和常規公交的客流量、客運強度、髙峰斷面、站點客流、換乘客流等運營情況,研究公共交通的客流走廊、服務水平與居民公共交通出行的需求。公共交通運行示意圖如圖6所示。

     

    圖6 公共交通運行示意圖

    五、結語

    廣州市交通規劃研究院始終堅持“立足城市規劃、當好政府參謀、為社會提供優質服務”“服務是目標,創新是生命,生產是支撐”的宗旨和理念,把提高自主創新能力放在首位,努力做好交通和城市規劃決策技術支持。歷經30多年的發展,參與了廣州市改革開放以來不同歷史時期的重大交通規劃與設計,多項研究成果達到國際先進水平,規劃理念和技術方法對中國交通規劃行業的發展起到了積極推進作用。

    展望未來,我們希望能夠更加充分、高效地使用各類數據,利用新技術為城市交通規劃決策提供更精準、更細致的支撐,完善的方面如下:

    (一)整合共享交通數據資源,推動基礎數據的全覆蓋、全關聯、全開放、全分析,形成共建共享的交通數據云平臺,為指標最大效用發揮奠定基礎;

    (二)以人民出行滿意為綱,鼓勵基于指標體系的城市交通排名,進一步完善排名的規范標準,最大效用發揮指標的考核監督作用,提高社會公眾參與度;

    (三)順應交通強國未來發展階段的變化,定期動態更新指標體系及開展基于指標的項目后評估,采用全面的指標體系綜合分析診斷,達到精準施策。

     

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