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【摘要】文章對(duì)目前國(guó)內(nèi)智能公交系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r做了回顧，結(jié)合某公交企業(yè)信息化建設(shè)的實(shí)例，提出了智能公交系統(tǒng)應(yīng)以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為核心，采用大數(shù)據(jù)的思想、體系和技術(shù)構(gòu)建，并對(duì)其中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)做了闡述。

【關(guān)鍵詞】公共交通；智能公交系統(tǒng)；大數(shù)據(jù)；元數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)挖掘

1智能公交系統(tǒng)的發(fā)展概況

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通管理部門(mén)、公共交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)和出行乘坐者對(duì)公交智能化提出了更高要求，智能公交已成為智慧城市的重要組成部分。國(guó)務(wù)院于2019年9月頒布了《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》，交通運(yùn)輸部也相應(yīng)出臺(tái)了《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》、《智慧交通讓出行更便捷行動(dòng)方案（2017-2020年）》、《推動(dòng)綜合交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要（2020-2025年）》等系列配套政策，這些措施極大推動(dòng)了智能公交系統(tǒng)的發(fā)展，尤其沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)得到了政府和社會(huì)的高度重視，經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，已經(jīng)初步形成了智能化程度較高的智能公交系統(tǒng)。行內(nèi)比較認(rèn)同的智能公交系統(tǒng)定義是指基于定位技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、GIS、AI技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)公交車(chē)輛運(yùn)營(yíng)調(diào)度的智能化、公交車(chē)輛運(yùn)行的信息化和可視化，實(shí)現(xiàn)面向乘客的個(gè)性化信息服務(wù)，并通過(guò)信息管理系統(tǒng)和連接各停車(chē)場(chǎng)站的智能終端信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)域內(nèi)公交車(chē)輛的統(tǒng)一指揮和調(diào)度，提供公交車(chē)輛的定位、線路跟蹤、電子站牌信息發(fā)布、公交線路的調(diào)配和服務(wù)能力，確保人力、運(yùn)力資源的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置，降低公交運(yùn)營(yíng)成本，提升調(diào)度應(yīng)變能力和服務(wù)水平。智能公交系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集層、基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、中間支撐層和應(yīng)用層五部分組成。其中，數(shù)據(jù)采集層包括各種前端的數(shù)據(jù)采集設(shè)備；基礎(chǔ)設(shè)施層包括服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等設(shè)備；數(shù)據(jù)層包括實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、外來(lái)數(shù)據(jù)等；中間支撐層包括GIS平臺(tái)、Webservice、數(shù)據(jù)分析中間件等服務(wù)組件；應(yīng)用層按使用對(duì)象可以分為公交公司經(jīng)營(yíng)管理與監(jiān)控應(yīng)用、政府管理部門(mén)管控決策應(yīng)用和公眾出行信息服務(wù)三大類應(yīng)用。

2智能公交系統(tǒng)大數(shù)據(jù)建設(shè)的基本思路

交通運(yùn)輸部2019年下發(fā)了《推進(jìn)綜合交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要（2020-2025年）》（以下簡(jiǎn)稱《綱要》）文件，文件對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)的大數(shù)據(jù)建設(shè)給出了明確方向，提出了“統(tǒng)籌推進(jìn)、加強(qiáng)采集、充分匯聚、綜合應(yīng)用”的指導(dǎo)思想，并提出了完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、強(qiáng)化數(shù)據(jù)采集等具體任務(wù)[1]。本文結(jié)合廣東某市公交集團(tuán)信息化建設(shè)實(shí)例具體介紹大數(shù)據(jù)建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。該公司是一家大型的國(guó)有市內(nèi)公交特許經(jīng)營(yíng)企業(yè)，成立于2007年，下設(shè)21個(gè)部室、4個(gè)分公司、64個(gè)車(chē)隊(duì)、9個(gè)修理廠、310條線路、4961臺(tái)公交車(chē)輛、1.4萬(wàn)余名員工。2020年年載客里程2.83億公里、年客運(yùn)量2.99億人次、日均客運(yùn)量82萬(wàn)人次。經(jīng)過(guò)十多年的信息化建設(shè)，已經(jīng)建成3大基礎(chǔ)IT環(huán)境、3類車(chē)載智能設(shè)備、13個(gè)軟件應(yīng)用系統(tǒng)，近200個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊，涵蓋了ERP、OA辦公、智能調(diào)度等方面。3大基礎(chǔ)環(huán)境包括中心機(jī)房、調(diào)度中心、客服中心。公交車(chē)輛上部署安裝了車(chē)載調(diào)度終端、車(chē)輛主動(dòng)安全智能防控設(shè)備、車(chē)載視頻客流采集儀等車(chē)載智能設(shè)備。以上工作為利用大數(shù)據(jù)技術(shù)改造和升級(jí)企業(yè)的智能公交系統(tǒng)打下了良好基礎(chǔ)，但企業(yè)在數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用方面仍暴露出不少問(wèn)題，具體表現(xiàn)為缺少頂層數(shù)據(jù)管理的整體規(guī)劃和統(tǒng)籌，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)源多樣化，兼容性和互通性差，部分?jǐn)?shù)據(jù)更新維護(hù)責(zé)任不清晰，數(shù)據(jù)不完整或格式不一致，甚至出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真，各應(yīng)用模塊和業(yè)務(wù)部門(mén)難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和貫通，數(shù)據(jù)共享不足，信息分散，許多數(shù)據(jù)需要手工和重復(fù)維護(hù)，自動(dòng)化采集程度不高，無(wú)法支撐全流程和全業(yè)務(wù)線的管理。在數(shù)據(jù)的使用方面，工具手段落后，缺少個(gè)性化、直觀化、交互式的分析工具，無(wú)法及時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)變化走勢(shì)，無(wú)法精準(zhǔn)透析基層問(wèn)題，尤其是缺少統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺(tái)，缺少智能的數(shù)據(jù)挖掘和研判能力。該企業(yè)為了更好地應(yīng)對(duì)內(nèi)外環(huán)境的壓力和挑戰(zhàn)，提出了數(shù)字驅(qū)動(dòng)的信息化戰(zhàn)略，按照《XX公司2021～2023三年信息化建設(shè)規(guī)劃》部署，其最終目標(biāo)是搭建以數(shù)據(jù)為核心的信息化架構(gòu)（見(jiàn)圖1），全面提升企業(yè)管理水平、效益和乘客、員工的滿意度。大數(shù)據(jù)技術(shù)無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的首選。大數(shù)據(jù)技術(shù)是一整套完整的思想和解決方案。針對(duì)該企業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展愿景，大數(shù)據(jù)建設(shè)應(yīng)該包括幾個(gè)基本任務(wù)：①數(shù)據(jù)管理體系的建立；②數(shù)據(jù)治理；③數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)及建設(shè)；④數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用體系建設(shè)。

3數(shù)據(jù)管理體系的建立

該企業(yè)每天經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)體量是龐大的，而且類型多樣，有文本、數(shù)據(jù)、音視頻等。僅舉部分經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)為例（見(jiàn)表1），每天新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就達(dá)數(shù)G之多，而且這些數(shù)據(jù)被上百個(gè)應(yīng)用模塊使用和處理。按照《DAMA數(shù)據(jù)管理知識(shí)體系指南》的指導(dǎo)思想和該企業(yè)實(shí)際，數(shù)據(jù)管理體系既是一套完整的數(shù)據(jù)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是貫穿企業(yè)數(shù)據(jù)整個(gè)生命周期全流程的管理制度，由六部分組成：①數(shù)據(jù)模型；②數(shù)據(jù)流程管理；③數(shù)據(jù)管理組織、制度；④數(shù)據(jù)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)；⑤數(shù)據(jù)安全管理標(biāo)準(zhǔn)；⑥數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)管理的核心部分，數(shù)據(jù)模型體系包括：編碼規(guī)則、分類結(jié)構(gòu)和信息模型體系。數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)應(yīng)按照先進(jìn)性、可靠性、一致性和通用性進(jìn)行設(shè)計(jì)，借鑒業(yè)內(nèi)成熟的企業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，構(gòu)建企業(yè)自身獨(dú)有的數(shù)據(jù)模型體系，保證數(shù)據(jù)模型的相對(duì)穩(wěn)定，并支持?jǐn)?shù)據(jù)模型的擴(kuò)展和優(yōu)化，確保企業(yè)信息資源的可持續(xù)利用。

4數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)、建設(shè)

數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是大數(shù)據(jù)技術(shù)的落腳點(diǎn)，按照W.H.In‐mon在《BuildingtheDataWarehouse》中的說(shuō)法，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是面向主題的、集成的、隨時(shí)間變化的、非易失性的數(shù)據(jù)集合，用于支持管理層的決策過(guò)程。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2[2]。數(shù)據(jù)預(yù)處理是數(shù)據(jù)挖掘（知識(shí)發(fā)現(xiàn)）過(guò)程的一個(gè)重要步驟。數(shù)據(jù)的預(yù)處理包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)規(guī)約。其中，對(duì)存量數(shù)據(jù)的清洗工作難度最大，需要認(rèn)真策劃和精心組織，存量數(shù)據(jù)一般都會(huì)存在數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題（數(shù)據(jù)不一致、不完整、不合規(guī)、數(shù)據(jù)冗余等），需要通過(guò)人工和自動(dòng)的方式進(jìn)行改造，包括對(duì)問(wèn)題數(shù)據(jù)的補(bǔ)充和調(diào)整，冗余數(shù)據(jù)的查重和映射，涉及的技術(shù)方法包括數(shù)據(jù)分箱平滑法、聚類方法、回歸方法等。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)和實(shí)施階段包括8個(gè)部分：開(kāi)發(fā)概念模型、開(kāi)發(fā)邏輯模型、設(shè)計(jì)物理體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和元數(shù)據(jù)、確定抽取數(shù)據(jù)源、開(kāi)發(fā)中間件、數(shù)據(jù)裝載和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)測(cè)試。其中，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的核心，是數(shù)據(jù)存放之處，提供對(duì)海量數(shù)據(jù)的支持和快速檢索技術(shù)，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)可以按照不同的主題分成不同的數(shù)據(jù)集市。

5數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用體系建設(shè)

建立在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)基礎(chǔ)上的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以提供OLAP、BI和數(shù)據(jù)挖掘等系列應(yīng)用，該企業(yè)在大數(shù)據(jù)平臺(tái)上按照業(yè)務(wù)主題逐步建設(shè)了一系列應(yīng)用。①營(yíng)運(yùn)主題，包括可視化的綜合檢測(cè)分析、公交時(shí)空客流分析等；②技術(shù)主題，包括物資采購(gòu)?fù)?、?chē)輛醫(yī)療卡等；③服務(wù)主題，包括預(yù)到站時(shí)間發(fā)布、出行需求分析系統(tǒng)等；④人力主題，包括人力優(yōu)化分析、人力資源畫(huà)像等；⑤行政主題，包括采購(gòu)分析、采購(gòu)分析算法等；⑥場(chǎng)站主題，包括場(chǎng)站基本信息管理、場(chǎng)站夜間停場(chǎng)管理等。

參考文獻(xiàn)

[1]交通運(yùn)輸部.《推進(jìn)綜合交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要（2020-2025年）[EB/OL].

[2]古斌.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘?qū)崉?wù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2014.

作者:何東  馬曉輝 劉國(guó)印 單位:深圳市信諾興技術(shù)有限公司