大数据促进城市交通规划的变革问题研究

伊然、伊春雨、段卫洁、潘越广

（北京交通运输职业学院，北京 102600）

0 引言

随着科技的不断发展，大数据技术已经成为了各行各业的重要支撑力量，在城市交通规划领域，大数据技术的应用也日益受到关注。通过对海量数据的挖掘和分析，大数据技术为城市交通规划提供了更加精准、高效的决策依据，有力地推动了城市交通的可持续发展。通过充分利用大数据技术，我们可以实现城市交通的智能化、绿色化和高效化，为构建宜居、宜业、宜游的现代化城市提供有力支持。

1 大数据在城市交通规划中的应用现状

大数据在城市交通规划中的应用已经逐渐显现其重要性。随着城市化进程的加速，传统的交通规划方法面临着越来越多的挑战，如交通拥堵、出行需求预测不准确等问题。大数据技术为城市交通规划提供了新的思路和方法，使得规划更加精细、高效和智能。大数据技术可以收集和分析各种与交通相关的数据，如公交、地铁、出租车和共享单车等公共交通工具的运行数据，以及GPS、社交媒体、气象和经济等外部数据。这些数据为城市交通规划提供了丰富的信息资源，有助于更准确地预测交通需求、优化交通网络结构和提高交通服务质量[1]。同时通过对大量的历史交通数据进行分析，可以预测未来的交通需求，为交通设施的建设和优化提供决策支持。

2 大数据对城市交通规划的影响

2.1 提高规划精度

大数据和人工智能创新技术的不断涌现，为解决城市交通难题带来了希望。在交通规划中，大数据的应用可以提高规划精度，使预测和评估更为精准。一般而言，大数据为城市道路交通提供了多源、大数量及判断精准的内容，从而为打造城市智能交通系统提供坚实的技术条件。例如，公路交通规划和项目可行性研究需要依赖公路交通OD数据（图1）。在过去，通常使用路边访问法采集一天的数据，由于样本小，推算总体时误差较大，时空特征分析有限且成本高[2]。然而，现在由于多源数据的丰富性，包括各类交通工具、出行者和货物的移动轨迹数据，如交通观测站、ETC、两客一危、治超、大件、电子客票、导航以及手机信令等数据源，使得精准化的分析、预测和评估成为可能。这些数据可以用于分析道路拥堵情况、优化路网布局以及提高交通运输效率等方面。

图1 公路交通OD数据

2.2 促进规划创新

首先，大数据可以帮助人们更准确地了解城市的交通需求。通过对各种交通数据的分析，有关人员可以了解到城市居民的出行习惯、出行时间、出行目的等信息。这些信息对于制定合理的交通规划至关重要。例如，通过分析发现某个地区的居民主要在早晚高峰时段出行，那么在规划道路时就可以优先考虑在这个时间段提高道路的通行能力，缓解交通拥堵[3]。

其次，大数据可以帮助有关人员更有效地评估交通规划方案。在制定交通规划方案时，有关人员要对各种方案进行评估，以确定哪种方案最符合城市的发展需求。传统的评估方法往往依赖于人工调查和专家意见，但这种方法存在一定的局限性。而大数据技术可以通过对大量实时数据的分析，为有关人员提供更为客观、准确的评估结果。例如，通过对不同交通规划方案下的交通流量、拥堵情况等数据进行分析，有关人员可以直观地看到各种方案的效果，从而为决策者提供有力的支持。

2.3 提高规划效率

大数据在城市交通规划中的应用，具有巨大的潜力和价值。它不仅可以为城市的交通规划理论提供新的思路和方法，还可以提高交通规划管理的效率和水平。通过对大量的交通数据进行分析，可以揭示城市交通需求在不同时间和空间的分布规律，从而为城市交通设施的布局优化和合理配置提供科学依据。例如，可以通过分析早晚高峰时段的交通流量，合理调整道路通行能力，缓解交通拥堵；通过分析不同区域的交通需求，优化公共交通线路和服务，提高公共交通的使用率。通过大数据分析，可以更好地了解城市交通状况，优化交通资源的配置，提高交通运行效率[4]。例如，可以通过对停车需求和空余车位数据的实时分析，为市民提供智能停车服务，减少寻找停车位的时间和成本；通过对交通事故数据的实时监测，分析事故原因和发生规律，采取有效措施预防交通事故的发生。

3 大数据促进城市交通规划变革的策略与建议

3.1 加强数据基础设施建设

数据基础设施是支撑现代社会运行的重要基石，它涵盖了数据采集、存储、处理与传输等多个环节。随着大数据、云计算和物联网等技术的快速发展，加强数据基础设施建设显得尤为重要。具体可以从如下几个方面入手。

（1）数据采集。提高数据采集的准确性和实时性，确保数据的真实性和可靠性。可以通过引入先进的传感器技术、网络技术和人工智能技术，实现对各类数据的自动采集、实时监测和智能分析。同时，加强对数据采集过程的监管，确保数据来源的合法性和安全性。

（2）数据存储。构建高效、安全和可扩展的数据存储体系。可以采用分布式存储技术，将数据分散存储在多个节点上，提高数据的可用性和容错能力。此外，还可以利用云存储技术，实现数据的远程访问和共享。在数据安全方面，要加强对数据的加密保护，防止数据泄露和篡改。

（3）数据处理。提高数据处理的效率和质量，实现数据的价值挖掘。可以采用大数据分析技术，对海量数据进行快速、准确的分析和挖掘，为决策提供有力支持。同时，要关注数据处理过程中的隐私保护问题，确保数据使用的合规性。

（4）数据传输。优化数据传输通道，提高数据传输的速度和稳定性。可以采用高速网络技术，如5G、光纤通信等，实现数据的高速传输。此外，还可以利用边缘计算技术，将数据处理任务分布在网络边缘，减少数据传输的延迟和丢包率。

3.2 提升大数据分析能力

要想有效推动大数据促进城市交通规划变革，就必须提升大数据分析能力，以此来让城市交通规划有着更为精准的参考。相关人员首先需要建立一个全面、准确和实时的城市交通数据收集系统，这包括公共交通、私家车和共享单车等多种交通方式的数据。同时，还需要整合其他相关数据，如气象数据、道路施工信息等，以便进行更深入的分析。其次，对收集到的原始数据进行清洗和预处理，通过去除异常值、填补缺失值和数据格式转换等方式，确保数据质量。

接着根据城市交通的特点和需求，建立相应的分析模型，包括交通流量预测、拥堵分析、出行需求分析和交通优化建议等。还要运用大数据处理技术，如Hadoop、Spark等，对海量数据进行高效处理和分析（图2）。同时，利用机器学习、深度学习等人工智能技术，提高分析的准确性和智能化水平。加强政府部门、企业和研究机构等各方之间的合作，共享数据资源，共同推动城市交通大数据分析的发展[5]。

图2 Hadoop具体架构

3.3 推动跨学科研究与实践

跨学科研究与实践在城市规划、交通工程和信息技术等领域具有重要意义。通过交叉融合，可以实现更高效、可持续和智能的城市发展。具体可以从如下几个方面入手。

（1）建立跨学科研究团队。鼓励不同领域的专家和学者组成跨学科研究团队，共同解决城市发展中的复杂问题。这可以通过设立跨学科研究中心、实验室或项目来实现。

（2）加强教育和培训。在高等教育阶段，加强跨学科教育和培训，培养学生掌握多领域知识和技能。此外，还可以通过举办研讨会、培训班等形式，提高在职人员的专业素质和跨学科能力。

（3）制定跨学科研究政策。政府和相关部门应制定支持跨学科研究的政策，为跨学科研究提供资金、设施和人才支持。同时，鼓励企业和社会组织参与跨学科研究，形成多元化的研究主体。

（4）促进技术交流与合作。鼓励城市规划、交通工程和信息技术等领域的技术交流与合作，共享研究成果和技术资源。这可以通过建立技术交流平台、组织国际会议等方式实现。

（5）创新研究方法。借鉴其他领域的研究方法，如大数据分析、人工智能等，为城市规划、交通工程和信息技术等领域的研究提供新的思路和方法。

（6）重视实践应用。将跨学科研究成果应用于实际工程项目，推动城市规划、交通工程和信息技术等领域的技术创新和实践发展。同时，关注研究成果的社会影响，确保研究成果能够真正造福于社会。

（7）加强国际合作。积极参与国际跨学科研究与实践的合作，引进国外先进的理念和技术，提高我国在城市规划、交通工程和信息技术等领域的国际竞争力。

3.4 建立多模式出行平台

大数据城市交通规划的多模式出行平台是一个基于大数据技术的综合性交通管理系统，旨在通过收集、整合和分析各种交通数据，为城市交通规划提供科学依据，优化城市交通网络布局，提高交通运输效率，降低拥堵程度，实现绿色出行。

（1）数据采集与整合。通过各种传感器、监控设备和移动应用程序等手段，实时收集城市交通的各种数据，如车辆行驶轨迹、速度、拥堵状况、公共交通运行情况等。同时，将这些数据进行整合，形成一个统一的数据仓库，为后续的数据分析和决策提供支持[6]。

（2）数据分析与挖掘。利用大数据分析技术，对收集到的交通数据进行深入挖掘和分析，发现城市交通的规律和特点，为交通规划和管理提供有力支持。例如，通过对车辆行驶轨迹的分析，可以发现交通热点区域和拥堵路段；通过对公共交通运行情况的分析，可以评估公共交通系统的运行效率和服务水平。

（3）交通规划与优化。根据数据分析的结果，为城市交通规划提供科学依据。例如，可以通过对交通热点区域和拥堵路段的分析，优化道路网络布局，提高道路通行能力；通过对公共交通运行情况的分析，优化公交线路设置，提高公共交通的吸引力。

4 结束语

通过对大量数据的收集、分析和挖掘，大数据技术为城市交通规划带来了前所未有的变革。大数据技术为城市交通规划提供了更加精确的数据支持，有助于提高城市交通规划的效率。然而，大数据在促进城市交通规划变革的过程中，也面临着一些问题和挑战。

首先，数据的质量和准确性是影响大数据应用效果的关键因素。由于数据来源的多样性和复杂性，如何确保数据的质量和准确性成为了一个亟待解决的问题。其次，大数据技术的普及和应用还受到一定程度的技术和人才限制。因此要想充分发挥大数据技术对城市交通规划的作用，就必须要加强数据基础设施建设、提升大数据分析能力、推动跨学科研究与实践，这样才能够促进城市交通规划水平的全面提升。