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博康智能副总裁张善海:活化运用大数据 实现传统交通系统间的数据融合和共享

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以交通大数据活化应用为核心竞争力,历时五年的研发,博康智能已推出一套交通行业大数据产品。在CSDN专访中,博康智能副总裁张善海分享了博康智能在大数据活化运用上的技术探索,并展望了智能交通的未来发展方向。

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五年磨一剑,依托交通数据处理方面的经验,已开发出一系列交通行业大数据产品,如交通数据采集系统、交通数据资源管理系统、交通数据质量管理系统和博康智慧交通大数据管理平台等,这就是博康智能网络科技股份有限公司(下文简称“博康智能”)。在博康智能看来,云计算、物联网、移动互联、大数据等新一代信息技术为传统智能交通的发展插上了翅膀。依托这些技术,对交通大数据进行活化应用,才能打破传统交通系统各自为营的发展桎梏,迎来智能交通新的发展春天。

近日,CSDN有幸采访了博康智能网络科技股份有限公司副总裁张善海,请他分享了在博康智能在智能交通大数据活化运用上的技术探索,及对智能交通未来发展趋势的深入分析。


博康智能网络科技股份有限公司副总裁张善海

CSDN:请首先介绍一下您自己及从业经历。 

张善海:我毕业于清华大学自动化系,曾任北京蓝色先锋软件有限公司及北京银河金星科技发展有限公司总经理,现任博康智能网络科技股份有限公司副总裁。早期曾从事中间件产品的研发和技术服务,在2000年至2007年期间,为国内用户提供了数万人天的中间件专业服务,涉及金融、电信、国地税、社保等重要行业。从2006年开始进入交通行业,从事交通行业的数据集成和应用研发,先后参与了浮动车技术、交通拥堵模型、公交到站时间预测模型及道路交通实时能耗模型的研发工作,参与了北京市交通数据中心、北京交通TOCC等工程的建设工作,并参与承担了国家核高基重大专项“特大城市交通运行协调指挥”的研发任务。目前,正专注于大数据技术在交通行业的活化应用。

专注智能交通领域三大业务  以交通数据活化应用为核心竞争力

CSDN:目前贵公司主要专注于智能交通的哪些细分领域?相对于业内同类公司,贵公司的核心竞争力是什么?  

张善海: 博康智能在智能交通领域主要开展三个方面的业务。第一,基于企业级的交通应用方面,博康智能有成熟的城市公交智能调度系统, 从前端感知、车载设备、动静态数据采集传输及调度软件,我们有系统的产品、方案和案例,在此之上我们还基于公交GPS数据、公交视频监控信息及公众刷卡数据,推出了面向公众的公交到站时间、距离预报服务,不久还将推出车内拥挤度预报服务。第二,基于城市级交通应用层,博康智能主要产品和解决方案有城市道路交通监控系统、城市交通视频监控系统、城市交通电子警察系统、城市交通违法处理系统及公交监测系统。博康智能提供前端标清、高清摄像头和视频智能检测器等前端感知设备,后端则基于大数据技术实时存储并处理前端的数据,支撑上述各个应用系统。第三,承建城市级交通数据中心和城市交通运行协调指挥中心(TOCC),帮助城市建设交通行业数据共享交换中枢、综合运输协调运转中枢、交通信息发布中心、紧急情况下的交通安全应急指挥中心,帮助城市建设一体化、智能化综合交通指挥支撑体系,搭建交通运输综合指挥中心。

博康智能目前在交通领域的核心竞争力是基于大数据技术的交通行业数据汇聚与活化应用。博康智能帮助北京市交通委搭建了国内第一个城市级的交通数据中心,从2009年开始至今,博康智能一直在用户现场潜心帮助用户采集、汇聚、处理各类交通数据,目前已整合了行业内外24个业务系统,6443多项静、动态数据,2万多路视频和19个行业信息化应用系统;数据和系统覆盖了城市道路、公路、地面公交、轨道交通、出租、省际、交管、民航、铁路、气象等多个领域,北京作为首都,已建成各种智能交通系统,具有各种交通形态和数据元素,博康智能依托北京丰富的交通资源,形成了交通数据感知、采集、汇聚、质量管理、数据分析及应用的全体系解决方案,并形成多项产品和专利,参与制定国家公交都市的数据指标体系,并提供模型算法支撑,同时也为国家级交通行业数据标准的制定提供了丰富的数据素材和实践活动。博康智能在交通数据汇聚与应用、数据中心建设及TOCC建设方面,无论是技术还是业务,都具有明显的优势。

五年技术积累 打造全面覆盖的交通行业产品

CSDN:以云计算、大数据及移动为代表的新技术给智能交通的发展带来了哪些冲击?

张善海:我认为新一代信息技术给智能交通带来的不是冲击,而是助力,是给传统的智能交通插上了翅膀。客观地说,我国的智能交通经过十几年的发展,在交通智能化管理、集成应用和一些关键技术研究上已经达到了国际先进水平,为改善和提升城市交通的管理和服务水平发挥了巨大的作用。但随着中国经济的高速发展和“城市化”浪潮的掀起,汽车保有量急速攀升,我国快速跨入了“汽车社会”,由于传统的智能交通系统各自封闭于独立的子系统中,面对日益严重的交通拥堵问题、安全问题、污染问题,传统的智能交通系统疲于应付,几乎无能为力。

云计算、物联网、移动互联、大数据和智慧城市等新一代信息技术除了引导传统智能交通系统的各个子系统向纵深方向智慧化发展之外,还助推了各系统之间的横向融合,并能激发出更多智慧化应用。一方面,大数据浪潮对传统的条块分割形成了冲击,也改变或影响了管理者的思维方式,系统间的数据融合和共享交换已是势不可挡,激发了原本就存在的相互需求。例如列车晚点需要公交和出租车调度系统能及时作出调整和响应、乘客在轨道交通里能知道地面公交换乘车辆的到站时间和拥挤程度,这些实际的需求都需要铁路、轨道交通、地面公交、出租调度各系统之间能做到数据的共享和协调联动才能得到解决;对于城市管理者,他们需要监测城市交通的运行状况,需要实时监测城市热点地区的拥堵状况,需要提前准确预知城市可能出现的大面积交通瘫痪,从而引导公众有序出行,这些就需要各个智能交通子系统间的深度融合,与气象及城市基础数据一起输入相应的交通数学模型来进行分析和计算。  另一方面快速发展的大数据技术,也给系统间的数据融合提供了技术保障。基于Hadoop的大数据技术解决了大数据的实时存储和快速计算的问题,越来越多的大数据成功案例和它们发挥的巨大效益,给城市交通管理者们提供了决策的依据,增强了建设交通大数据的信心。

CSDN:贵公司在交通大数据的应用上,做了哪些探索?有哪些研发成果?

张善海:博康智能具有五年交通数据处理的经验,倾力开发出了一套交通行业大数据产品,该产品包括:交通数据采集系统、交通数据资源管理系统、交通数据质量管理系统和博康智慧交通大数据管理平台。

博康数据采集系统支持FTP、Socket、Web Service、HTTP、Mail、Jms等多种接入方式,包括实时/定时采集、事件驱动采集、发布/订阅、被动及推送等模式,还可以将多种数据转换合并成一个工作任务进行调度,支持结构化、半结构化和非结构化数据,很好地解决了交通多源海量数据的健全、透明、充分、实时的采集问题。  

博康数据资源管理系统依托国家政务信息资源目录体系和交换体系、政务信息资源目录体系和交换体系、交通部交通行业数据标准、道路运政部省联网数据交换指标和交通基础数据元集等标准和规范,解决了交通海量数据汇聚后的数据定义管理问题和海量数据统一规范存储问题。 

博康交通数据质量管理系统是建立在博康智能成熟的数据质量控制模型之上,对交通数据从采集、存储、共享、维护、应用、消亡整个生命周期的每个阶段可能发生的各类数据质量问题进行识别、度量、监控和预警 。

博康智慧交通大数据管理平台则是基于云计算体系的面向交通行业应用的综合管理平台,包括前端的数据感知和采集、基础设施、资源管理、质量管理、共享交换和面向政府、企业及出行者的应用系统,下图为博康大数据管理平台总体架构图:


博康智慧交通大数据管理平台是综合运用物联网感知、大数据及云计算技术,对城乡路网基础设施,交通运输业务,交通运行状况进行全面感知、监测、分析、协调的综合应用系统,为政府城市管理部门、交通管理部门、第三方城市和路网运营服务机构、公共媒体(网站、电视、CMMB广播)和出行者(驾驶者导航、慢行导航)提供城乡一体化的交通监测、数据汇集、综合分析、协调指挥和出行服务。

目前已经或正在开发如下应用系统:

(1)城市路网运行状态感知子系统

城市路网运行状态感知子系统集成交通管理(交管局、交警队)和交通运输行业(交通局、运输局、交通委)的综合数据采集方式,通过集成和建设交通流感知系统、旅行时间感知系统、交通事件感知系统、交通违法行为感知、交通基础设施感知系统、交通枢纽和场站感知系统等,全面掌握城市交通运行状态,为交通管理、调度指挥、运行协调提供保障。

(2)公众信息服务子系统

公众信息服务子系统利用交通大数据平台所汇集的动态交通数据,进行综合处理后,通过建设行人交通信息发布屏,行车交通信息诱导屏,拓宽多媒体信息发布渠道,提供交互式信息服务等方式向公众提供高质量的交通信息服务。

(3)交通运行协调指挥系统

本系统将实时采集到的交通基础设施、地面公交、轨道交通、客流等数据,通过实时展示、动态挖掘和分析的手段,形成了交通运输协调指挥、交通安全预警与决策支持三大功能。在日常运营期间起到监测、统计、分析的作用,遇突发事件则需要迅速建立现场通信网络、远程通信网络和现场应急指挥系统;在大交通的范畴内起到协调处理、交通管制、运力调度、临时公交专线及运输线的快速建立、人财物的快速疏散、运输等的作用。第一、形成综合交通运行状态体系化展示、分析机制,对交通关键点、路段、区域和整个路网建立分层加工、图例化展现方式,提高交通状态表达的易理解性;对营运管理信息进行跟踪分析,提取常态性、规律性交通行为,为宏观管理决策提供依据和指导。 第二、实现交通应急实时响应、统一指挥、协调联动的工作机制,通过对交通监测信息的综合集成,使突发事件早发现、早报告、早处理;通过制定详细的应对预案,协助对城市运输车辆做科学、统一调度,确保运力的充足,随时准备应对各种突发性事件,从而为这些活动的顺利开展提供最强有力的安全保障;通过统一的指挥平台对各种应急资源进行统一调度,各部门相互配合,分级负责,联动应急,实现信息资源的优化配置和高效利用。第三、发布实时交通信息,规范动态交通信息的发布规范和标准,建立动态交通信息的互动通道,提高发布信息的及时性和准确性,为政府相关职能部门宏观管理,协调指挥及出行信息发布提供准确的信息支持。

活化与运用——智能交通大数据研究的真正意义所在 

CSDN:在研发过程中,有哪些宝贵的经验?请分享一下。

张善海:交通大数据内涵非常丰富,技术只是支撑,而交通大数据的活化与运用才是交通大数据的目的,因此研发过程中,交通业务专家和交通数据分析与处理专家的参与程度是研发成败的关键,直接影响到产品的市场生命力。 

交通智慧应用需要历史数据的支持,而大数据技术与传统关系型数据库相比,最大的优点在于大数据技术使得历史数据被存储为当前数据,因此大数据技术解决了历史数据的快速调用问题,研发过程中,可以充分使用数学建模,将历史数据、当前数据、基础数据、环境参数等一并输入数学模型,从而达到快速计算和实时响应的目的,并可以实现准确预测的功能。

博康智慧交通大数据平台结合了Hadoop标准框架和流式计算框架提供基础平台,解决了海量数据存储和海量数据计算方面的问题;以任务为基础的功能实现和调度机制,所有的功能实现基于SOA的架构思想,增强了平台的灵活性、可扩展性、可重用性以便快速响应客户的不同需求。

同时,博康智慧交通大数据平台利用廉价硬件资源,充分发挥其性能提高资源利用率;支持结构化、半结构化、非结构化数据的管理和搜索;支持PB级海量数据的管理;支持高并发访问和海量数据的查询、分析、统计;支撑大规模集群的自动部署和监控管理;并具有如下特点:

  • 基于云平台的分布式存储、多节点实现海量数据的可靠存储;支撑大量用户的并发访问;
  • 大数据管理平台提供对海量数据的查询、分析、统计,解决了在传统实现方式下海量数据计算的难题;
  • 简单的线性扩展,存储平台和计算平台可以根据实际的需求实现线性的扩展来扩展存储和计算能力;
  • 对外提供基于Web Service技术的标准服务实现数据对外共享;
  • 通过建立索引等措施,实现海量数据的快速查询,在一定条件下可以实现海量数据精确查询毫秒响应;
  • 基于任务的功能实现和调度原则,任务和调度功能上相互独立,调用时相互关联,调度可以通过页面方便的配置,简化了系统运维和管理的复杂度,增强了系统易用性。

需求推动发展 智能交通未来发展的四个重要方向

CSDN:您觉得智能交通未来发展方向将集中哪些方面?贵公司有什么规划?

张善海:社会需求永远是推动技术发展的动力,日益严重的交通拥堵、交通污染和交通安全等问题,已经成为全社会关注的焦点问题,也是政府管理投入资金整合各种资源迫切需要解决的问题,智能交通将会围绕这些焦点问题向智慧交通方向创新发展。

我认为未来智能交通在如下几个方面值得期待: 

第一,交通的社会化问题及公众的需求会倒逼各个分立的交通行业系统在行业内部率先共享交换数据,进而向社会企业开放数据,直接或间接地向公众提供交通信息服务,而各系统也会从共享与交换中获益,并在公众参与的交通信息服务和评价中得到提高与发展。  

第二,传统的交通感知系统将得到改造,能适应即时被数据中心采集的要求,视频数据将不再像以前那样就地存储或不见天日成为垃圾数据,而将被智慧地传递到数据中心参与融合处理运算;将会实现城乡一体化的人、车、站、道、企业一体化的信息采集和感知;将会实现对交通基础设施(包括交通场站、枢纽、口岸、机场、码头、高快速路和主干路等)的视频监控、交通事件检测、交通流检测和交通违法的综合感知,实现全面掌控城市交通态势及运行状态的能力。

第三,大数据、物联网、车联网、移动互联等技术将在交通行业得到广泛的应用,先进的感知设备,高速的传输网络,使得交通数据得到快速、深度融合,各种数学模型、仿真系统都将得到充分准确的数据支撑,数据将被充分活化,跨系统的新应用将不断涌现。 

第四,面向公众的交通信息服务将会得到快速发展。公众出行信息服务系统将会通过智能手机、公交电子站牌、地铁PIS系统、数字广播等发布渠道,向所有地面公交、地铁出行者提供出行前或出行中所需的交通信息,公众将会得到准确的出行规划服务,公众可以得到公交到站时间、距离及车内拥挤度的准确预报服务;行车交通信息发布通过城乡道路诱导屏(可变情报板,VMS)、车载导航仪、CMMB广播、交通电台播报等方式,向驾驶员及出行者提供交通信息;时间和油耗成本的准确计算将会引导车主绿色出行并养成绿色驾驶的良好习惯;互动信息服务通过电脑或手机等可以连接网络的终端接收交通信息,同时出行者也可以通过这些设备向交通数据中心发送投诉或建议等信息。

发展智慧交通业务是博康智能的一项重要战略,我们会继续打造智慧交通大数据平台,并运用到国内各城市的交通数据中心、公交都市或交通运行协调指挥中心的建设中,并进而建立面向全国的智慧交通运营平台。

智慧交通的最终目标是将城市交通从无序状态变成有序状态,城市交通也只有在有序状态下,才能解决好拥堵、污染和安全等难题。“让城市交通有序起来”是博康智慧交通的灵魂,我们研发的拥堵模型可以实时监测城市路段、热点区域的交通运行状况,可以提前数日准确预测可能发生的交通大面积瘫痪,从而为引导公众出行做好充分的疏导;博康油耗中观模型可以实时监测城市道路的能耗情况和具体车型在具体道路上的油耗情况,既帮助管理者掌握交通的实时排放情况,又可以通过时间成本、油耗成本来引导驾驶者养成绿色出行的习惯。我们这些研发成果近期都会在国内城市得到应用,也是博康智慧交通活化应用的重要切入点。

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