轨道交通大数据运用现状及发展趋势研究

、、热点研讨．．Ｉ　编者按　城市轨道交通成网建设与运营的快速发展，产生巨量的数据和信息流，呈现大数据井喷式发展，　使传统的数据统计分析、应用、评估不能适应这一发展的需求　近年来，大数据的研究应用成为行业发展的新　热点，本期　热点研讨＞栏目发表３篇文章，期望提升城市轨道交通行业对大数据采集、分析挖掘、管理决策、融　合应用的技术研究和工程化水平，为行业发展提供新动力　

０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１６７２—６（）７３．２０１６．０６．Ｏ０　轨道交通大数据运用现状　

及发展趋势研究　

李得伟　张天宇　周玮腾　尹浩东　（北京交通人学交通运输　：院此Ｊ　１（）（｝０４４）　

摘要　为了确保大数据在轨道交通领域规范运用、　良性发展，在总结大故据基本概念的基础上，系统梳理　轨道交通行业内大数据的基本特点、数据类型、主要内　容、处理流程及关键技术，并选择其中的某个典型专　业，总站轨道交通大数据在统计分析、应急辅助决策、　乘客出行诱导、客流预测和调度管理等方面的运用现　状最后，阐述大数据在轨道交通应用方面的挑战，从　轨道交通数据系统内部和外部两个方面提出轨道交通　大故据应用的发展趋势　关键词轨道交通；大数据；运用；发展趋势　中图分类号Ｕ２３１　文献标志码Ａ　文章编号　ｌ６７２—６０７３（！（）ｌ６）０６—０００１—０７　

进人２　纪以来，随着信息、传感和移动　联网　技术的快速发展，　：会各个领域数据呈现爆炸式增长　怂势这些数据具有海　、多源异构、产牛和传播速度　撇怏　特　，Ｊ¨１．蕴　Ｊ　许多有Ｈｌｊ的信息，南丁运Ｈｊ常　规数据箭删、数　统汁、回归分忻等技术处　数据所牦　｝ｉＩ『　超过ｎｒ窬忍时　，冈此，这些信息难以挖掘，使　入　Ｈ：　高度火　ｘｌ『这类数　运　和处理问题的研　

收稿日期　作者简介　基金项目　２０１６—０８—１５　修回日期．２０１６—０８　２７　李得伟，男，副教授，博士，交通运输规划与管理专业，运　输组织现代化方向。Ｉｉｄｗ＠ｂｊｔｕ　ｅｄｕ　ｃｎ　教育部高等学校基本科研业务费（２０１６ＪＢＭ０３０）；北京市科　委课题（Ｚ１５１１００００１３１５００４）：朝阳区科委课题（ＣＹ×Ｃ１６Ｏ７）　

允，这　数　ｆ¨所果川ｆｆ０技术　被　称为人数　和１　人数　技术　轨道交通领城涉及运输、ｔ２小、／ｊ：辆、机电、供ｆＵ、　迎　、　ｌ　‘、　多个　『　，每大各々、Ｉ　通过人＿ｒ、设　‘』　采　Ｊ　：＇１－的数协　以『』　条汁，幢川人数　返川干¨处　技术，深入探索轨道交通系统的觇律，进而　指　遥　艾践，埘　轨道交通的运营管　水半嗣Ｉ乘　纾水　１　ｊ‘　。　ｆ１９￣ＥＩ！沦千¨现实意义　然　，ｆ【ｎ　埘轨进交垭领域人数　运川问题的研　还，ｆｌ４４＇Ｊ‘ｌｇ１４　Ｊ　这一背景，小义通过系统梳　轨道　交通ｉ　Ｉ　的人数鼽－　运川肌状、仃　的问题，探讨其发展　趟坍．以｝９Ｊ刈人数　仃、Ｉ　的发腱提供参弩　ｌ　轨道交通人数掂运川的　本内　１．１　轨道交通大数据的特点　Ｌｊ盟交迎人数｛１ｔ　比Ｊ　他々　域人数　行独特　的特　１）数　勒忿　姒轨道交通系统处ｒ时刻变化　之ｌｆｌ，人部分人干¨物的数　功念性　、随机性强、个体　化　Ｌ＂ＩＩＵ　、变化粒度　样，　Ｉ；Ｉ．数　之间的近带性　

．圯　ｊ出刮ｌ　扰喊扰动ｌ｛、ｆ，　一　‘　的敝障或延　公影响ｊ　他　２）数　蚌　蜓Ｊ　Ｊｌｌ　泛　一允，数据来源广，轨　道交通系统涉搜多个　¨　ｌｌ，纾复杂多样．数据仃储分　敞，难以　『ｆ１；Ｊ　Ｌ玖，数扔…Ｉ炎纷繁复杂，ｌｈ　卡勾化数　匕较人，【ｉ＿较难肜成统一的结构；　次，数据产生Ｊ吉１　都市快轨交通・第２９卷第６期２０１６年１２月　——————————————————＝Ｚ　

期参筹不齐，有的数据随时产生，有的数据按大、周、月　为周期产生等；另外，数据产生方式多样，有的由设备　产生，有的则是通过人员记录产牛．有的在下站产生，　有的随年产生一　３）数据依赖外部环境。一方而，轨道交通系统处　于城市大环境中，运营载体和服务对象都与城市息息　相关；另一方面，轨道交通大系统易受外界　素的影　响，火气变化、重大活动、同家政策、　假口等对轨道交　通的客流和汁划会产生很人的影响。　４）数据呈一定规律性。轨道交通系统在各种汁　划的指导下＝．运营，如列车运行计划、人员排班计划、动　车组检修ｔ｝‘划等，客流按照年、月、Ｈ、时呈现时间和空　数据属性　数据分类　静态　数据　基础数据　公用专业数据　问周期性，空渊通风等设备呈现　节周期性，　此轨道　交通大数据具有一定的规律性。　５）保密性要求较高　，如对涉及技术或安全方　信息的保密性要求较高　６）数据带有明　的时空特性、如乘客流线、列乍　运行数据都在时问和空间两个维度上同时变化　、　１．２　轨道交通数据的主要类型　根据与轨道交通运营的关联性可以将轨道交通数　据分为内部数据和外部数据两大类、　１．２．１　内部数据　内部数据主要指在轨道交通系统内部产生的数　

据，如表ｌ所爪　表１　轨道交通内部数据　数据内容　行政区划、城镇居民点、资源分布、环保、水系、交通线网及车站、三维虚拟数　据等　

数据特点　

各部门专业数据中的公用基础数据，如公共空间信息（即管界图、车站平面　图、线路设备综合图等）　相对公开、固定　

属性数据　描述性数据，如各专业属性信息等　

标准、规章、　计划及指　标数据　

专业数据　动态　客流数据　数据　

环境数据　

安全数据　财务数据　资源配置信息　客运服务信息　

补贴机制，票价模式，管理架构，行车组织规则，列车运行计划，人员（司机、乘　务员等）排班计划，各项运营指标、工作指标、工作任务等　

车务，列车占用轨道电路区段、信号、道岔状态数据　车辆，如车辆的运用状态数据、列车维修数据等　工务，如线路维修及养护数据、轨检车产生的线路状态数据等　掌握在各部门中，数　电务，铁路信号设施的维修及电务状态数据（电如压、电流、开合次数、跳闸次　据杂　

数）等　

机电，电扶梯等机电设备运行数据　通号，闸机和通信设备运行数据　通过票务系统、视频采集、ＣＰＳ等得到的数据，包括乘客流动人数、流动方向、　量大、突发性强，具　进出站时间以及消费、充值数据等　有时空规律性　

善　曼　二　：　釜　次数、污染物浓度、新风量、空气质量、噪　具有时变性　声控制、色调与照度、振动、Ｃ０，含量等　

主羹　嚣　荔　茎维　＂ｉｔ　态监测数据、事件和事故发生的时间、地点、原因数据、突发事件数据、设备故障　…二＝　－＝　数据　’　‘　’’。　各部门清分数据、投资数据、成本、收入数据等　人力、物力（各项物资、设备、应急资源）的地点、数量等　各个岗位上企业制度贯彻、工作执行情况、奖惩信息等　

１．２．２外部数据　外部数据指与轨道交通直接或问接相关的轨道交　通系统外部的数据（　表２）　

２　ＵＲＢＡＮ　ＲＡＰＩＤ　ＲＡＩＬ　ＴＲＡＮＳＩＴ　

涉及部门多　种类杂、涉及面广　种类多且细　

１．３轨道交通大数据运用的流程　轨道交通大数据的处理流程需要面向决策需求．　从数据来源人手，按照数据的采集、停储、处理、分析、　表２　与轨道交通系统相关的外部数据　ｍ巍糖类型　数据　夸．蔑　气象数据　数据时效性强，相对公开　大型活动数据　一般由政府或其他部门发布　公共交通数据　数据量大，分管于不同部门　社交媒檄据象　嚣　囊　非　

解释架构进行【　后肯义　Ｉ『以统称为数据处理技术　通过×１ｆ广泛异构的数　源进仃拙取、集成、统一存储，　进ｆｉ－￣￣Ｉ识挖掘和结果　观．　体流程如　１昕，Ｊ＝＝～　

数据处理技术　决策需求　数据采集　数据处理　数据解释　ｌ线网规划设计Ｉ　ｌ数据清洗ｌ　ｌ查询索引ｌ　ｌ数据集成ｌ　１分析预测ｆ　ｌ建设施工管理　ｌ运营管理　ｌ数据存储１　ｌ科学决策Ｉ　Ｉ半结构化数据ｌ　ｌ云计算Ｉ　Ｉ可视化Ｉ　

１　轨道交通人数据处理阶段　２轨道交通大数据运用的决策需求　轨道交通大数据运川的决策需求贾穿轨道交通生　命周期的全过程，数据对轨道交通的规划、建设、管理　起着五要的决策支撑作川　、这种决策支撑主要体现在　叮　化规律挖掘、预测、预警　控制等　‘面　仪以运输　专业为例，主要的决策需求包　：线网规划巾平行、交　义线路的规划，确定合理的线路Ｊ　ｒ通时序．列乍运行冈　编制，Ｌ｛常客流组织ｒＩ１客流预警，列乍运行调整，限流　方案确定，突发客流纰　，　运营销方案的确定，票歉　清分．轨道交通运营效果　价，运何节能力‘案的动态评　ｆｒ０　ｆＪ亡化，应急资源配　优化　力　面　、　然Ｉ　，从运川现状来看，【１　轨道交通大数据的运　川还处于卡玎级阶段，　Ｊ：轨道交通　业繁多，其需求具　有较强的多样性一以下仪就运输々业为例，总结主要　的运』＿｝Ｊ　‘向一　２．１　统计分析方面　对轨道交通运营巾广：生的数据进行平　化管理，　方便查询、分析：如：丌发具备大数据分析能力的运营　数据管理系统，采集全样小的数据，ｉ　录包含客流信　息、行车信息、运营指标、运力　置、客运服务和运营大　事件等存内的重要运营数拟　，为运荷管理提供动态　分析依据（如图２所示）　

轨遒爻通　女数据运崩珊　夏专晨趋势研究　２运营动急统汁分析　２．２应急辅助决策方面　据物资、没备的数据制定电了化预案．自动启动　心急处　机制，ｉＪ占Ｊ配人力物力　例　Ｌ海地铁中将人、　ｆＵ、４　等资源按时问干『ｌ空间进行５Ｊ－￣ｌｓ，对各条线路的各　类资源进行州配　又如在京港地铁中，令线设备受系　统监榨，分析在各站点的员］　对　、ＩＩ，制度的贯｝ｆ＝ｊ＝Ｊ情况、　维修　筹的执行状况、备品箭什的　细信息等数据，系　统派　时资源进行合理部料和渊配，实现了效率更　离、响心蜓技时的管理　笔　通过对Ｊ　史设备设施　敝障，皮　顿次和客流数据的深　次挖掘，确定合理的　心急资源配　案（见冈３）　

陶３綦于大数据的Ｊ、　急资源　２．３乘客出行诱导方面　北京、　海、广州等地铁　ＩＩ．对轨道交通各线路　段的客流密度与运营状态进行实时嘛控，并根据即　时运营状态，用“绿、黄、红、黑”表示路线运营情况，便　ｊ　乘客州整ｆ¨行计划，避开捌　干¨发生故障的区段（见　『殳Ｉ　４）　此外　Ｌ海地铁乘客还叮以通过站台、车厢显