应用大数据驱动城市轨道交通创新发展.docx
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应用大数据驱动城市轨道交通创新发展
苏州高博软件技术职业学院
学生毕业设计（论文）报告
院系
专业
班级
姓名黄奔
学号
设计（论文）题目应用大数据驱动城市轨道交通创新发展
指导教师
起迄日期
中文摘要
随着城市化的快速发展，大量的城市轨道交通问题逐渐出现。
随着客流量的增加和城市轨道交通供需矛盾的加剧，如何有效、有序地维护城市轨道交通的畅通和安全，成为城市轨道交通管理部门必须面对和解决的问题。
信息技术的飞速发展给城市轨道交通管理带来了深刻的变革，也为这一变革提供了技术支持。
特别是近年来，大数据概念的诞生和大数据技术的应用，对包括城市轨道交通管理在内的社会技术各个领域的发展和进步产生了巨大的影响。
它极大地促进了城市轨道交通管理的发展，为城市轨道交通管理提出了一个新的创新课题。
本文通过对传统城市轨道交通管理内容的阐述，分析大数据的技术特点及其在城市轨道交通发展中的应用前景，探讨了在大数据的背景下，提出了城市轨道交通发展的相关建议，促进城市轨道交通的建设，积极探索大数据在城市轨道交通领域的应用。
关键词大数据城市轨道交通创新发展
Abstract
Withtherapiddevelopmentofurbanization,alargenumberofurbanrailtransitproblemsappeargradually.Withtheincreaseofpassengerflowandtheintensificationofthecontradictionbetweensupplyanddemandofurbanrailtransit,howtoeffectivelyandorderlymaintainthesmoothandsafeofurbanrailtransithasbecomeaproblemthatthemanagementdepartmentofurbanrailtransitmustfaceandsolve.Therapiddevelopmentofinformationtechnologyhasbroughtprofoundchangestothemanagementofurbanrailtransit,andalsoprovidedtechnicalsupportforthischange.Especiallyinrecentyears,thebirthofbigdataconceptandtheapplicationofbigdatatechnologyhavehadagreatimpactonthedevelopmentandprogressofvariousfieldsofsocialtechnology,includingurbanrailtransitmanagement.Itgreatlypromotesthedevelopmentofurbanrailtransitmanagementandputsforwardanewandinnovativesubjectforurbanrailtransitmanagement.
Basedontheexpositionofthemanagementcontentoftraditionalurbanrailtransit,thispaperanalyzesthetechnicalcharacteristicsofbigdataanditsapplicationprospectinthedevelopmentofurbanrailtransit,andprobesintothebackgroundofbigdata.Thispaperputsforwardsomesuggestionsonthedevelopmentofurbanrailtransit,promotestheconstructionofurbanrailtransit,andactivelyexplorestheapplicationofbigdatainthefieldofurbanrailtransit.
KeywordsBigdataUrbanRailTransitInnovationandDevelopment
第1章绪论
1.1研究背景
目前，城市轨道交通运行效率不高，城市轨道交通形势越来越严峻，而广发人民对城市轨道交通的需求越来越大，这对我国城市未来的轨道交通管理提出了更高的要求。
随着城市轨道交通突发大事件的快速响应、轨道交通信息数据的爆炸式增长以及对城市轨道交通服务的三维需求、个性化等，都反映了信息时代对城市轨道交通管理的越来越高的综合要求，不可避免地提出了提高城市轨道交通管理水平的迫切要求，需要突破传统的发展和管理方式。
本文以大数据为切入点，分析了城市轨道交通管理的现状，探讨了发展对策，提高了管理水平、科学决策能力和服务能力。
虽然，我国许多城市已开始在城市轨道交通管理中使用大数据，但仍处于应用的初级阶段，还存在许多问题。
大数据时代已经到来，如何充分挖掘和利用数据价值，使大数据能够为我国城市城市轨道交通管理服务，实现城市轨道交通管理的智能化。
智能化目标是摆在道路交通管理部门面前的一个重要的现实课题。
因此，本文的主要问题是：
在大数据的背景下，城市轨道交通的主要问题是什么？
造成这些问题的主要原因是什么？
如何进一步利用大数据优化城市城市轨道交通的创新发展？
1.2研究意义
城市轨道交通是一个广泛的领域。
但基于大数据背景的城市轨道交通发展的创新研究较少。
目前，如何适应大数据大背景，调整发展模式，使之更适合我们工作的发展，更好地将大数据纳入城市轨道交通的发展中，使我们的工作更加高效、智能化。
这是值得研究和思考的，更有针对性、更可操作性地创新城市轨道交通的发展对策。
希望能为我国城市轨道交通的创新理论研究提供有益的补充。
此外，大数据技术为智能交通的发展带来了新的机遇，也促进了城市轨道交通发展理念和管理模式的创新。
通过对本课题的研究，期望在大数据时代的新形势下，为我国城市轨道交通提供一些发展对策。
1.3研究现状
2008年，美国科技月刊“连线”发表了一篇文章，描述了数据泛滥给我们带来的机遇和挑战。
该杂志还表示，“彼特时代”的开始标志是“大数据”。
2012年1月，世界经济论坛在瑞士达沃斯召开，论坛上发布的报告（（BigData,BigImpact））（《大数据，大影响》）称:
数据己经成为一种新的经济资产类别，就像货币或黄金一样[]。
这表明数据的重要性己经被世界所认识。
2011年12月，国家工业和信息化部发布了《物联网“十二五”发展规划》。
规划中提出了四项关键技术创新工程，包含信息感知技术、信息传输技术、信息处理技术和信息安全技术，信息处理技术位列其中，其所包括的图像视频智能分析、数据挖掘及海量数据存储等主要内容，实质上都是大数据的重要组成部分。
例如，2013年，孟小峰、慈祥在《大数据管理:
概念、技术与挑战》中提出:
“大数据”通常是指进入互联网信息爆炸时代后产生的海量数据[]。
贺电、张兆端、李英娟（2014）等人在编著的《道路交通管理创新论》一书中，对如何改善道路交通环境从交通管理的的角度出发，提出了通过合理诱导交通流的方式来平衡供需关系，以保障交通安全畅顺的理论。
李翔敏、戴帅（2015）在《基于大数据的道路交通管理反思一一小即是美》一文中对道路交通管理领域的各种数据类型进行了描述归纳，并且将这些数据评价为“多源海量”的交通数据。
同时，他们认为，交通大数据的意义不在于收集和存储，而在于对其潜在价值的挖掘和在辅助交通管理中使用。
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第2章城市轨道交通大数据运用的基本内容
2.1城市轨道交通大数据的特点
与其他领域相比，城市轨道交通大数据具有独特的特点。
（1）数据动态性强
城市轨道交通系统在任何时候都在发生变化。
大多数人和对象的数据是动态的、随机的、个体的和多样的。
特别是在干扰或干扰的情况下，某一方面的故障或延迟可能会影响到其他方面。
（2）数据异构性更加广泛
一是数据来源广泛，城市轨道交通系统涉及多个部门，业务复杂多样，数据存储分散，难以集中；二是数据类型复杂，非结构化数据相对较大。
三是数据生成周期不均匀，任意时间生成一些数据，每天、每周和每月产生一些数据等等。
此外，还有各种数据生成方法，其中有些是由设备产生的。
有些是通过人事记录生成的，有些是在车站生成的，有些是通过汽车生成的。
（3）数据依赖外部环境
一方面，城市轨道交通系统位于城市环境中，运营载体和服务对象都与城市信息有关；另一方面，城市轨道交通大系统易受外部因素、天气变化、重大活动和国家政策的影响。
假日和其他铁路交通和计划将有很大的影响。
（4）数据呈一定规律性
轨道交通系统是在列车运行计划、人员调度计划、移动列车维修计划等各种计划的指导下运行的，客流按年、月、日显示时间和空间的周期性。
空调、通风等设备呈现季节性周期性，轨道交通大数据具有一定的规律性。
如对涉及技术或安全方面信息的保密性要求较高。
并且，数据带有明显的时空特性，如乘客流线、列车运行数据都在时间和空间两个维度上同时变化。
2.2城市轨道交通数据的主要类型
根据与城市轨道交通运营的关联性可以将城市轨道交通数据分为内部数据和外部数据两大类。
2.2.1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，如图2-1所示。
图2-1城市轨道交通内部数据
2.2.2外部数据
外部数据指与轨道交通直接或间接相关的城市轨道交通系统外部的数据，如图2-2所示。
图2-2与城市轨道交通系统相关的外部数据
2.3城市轨道交通大数据运用的流程
城市轨道交通大数据的处理过程需要面对决策的需求，从数据源入手，根据数据的采集、存储、处理、分析和解释框架进行分析。
后者也可称为数据处理技术。
通过提取、集成、存储、挖掘和显示异构数据源的结果，流程如图2-3所示。
图2-3城市轨道交通大数据处理阶段
第3章城市轨道交通大数据运用的决策需求
大数据所使用的决策需求贯穿城市于轨道交通生命周期的全过程，在城市轨道交通的规划、建设和管理中起着重要的作用。
这种决策支持主要体现在可视化规律挖掘、预测、预警和控制等方面。
以运输专业为例，主要决策要求包括：
线路网络规划中的平行交叉线路规划、合理线路开通顺序的确定、列车运行图的编制、日常客流组织、客流预警、列车运行调整、限价方案确定、突然客流组织、客运营销方案确定、客票结算、城市轨道交通运营效果等。
评价、运行节能方案动态评价与优化、应急资源配置优化等。
然而，从目前的应用情况来看，大数据的运营还处于初级阶段，由于城市轨道交通专业的多样性，其需求具有很强的多样性。
下面是一个交通类专业的案例，总结了主要的应用方向。
3.1统计分析方面
对城市轨道交通运营过程中产生的数据进行平台管理，便于查询和分析。
例如，开发一个具有大数据分析能力的运营数据管理系统，从一个完整的样本中收集数据，记录客流信息、交通信息、运营指标、容量分配，以及旅客服务和运营事件等重要的运营数据，为运营管理提供动态分析依据。
3.2应急辅助决策方面
根据物料和设备的数据，制定电子计划，自动启动应急处理机制，配置人力物力。
例如，上海地铁的资源将按时间和空间进行分配，并对每条线路的各种资源进行分配。
另一个例子是，在京港地铁，整条线路的设备都受到系统的监测，分析了各车站员工实施企业系统的情况，维修任务的执行情况，备件的详细信息等。
合理部署和分配资源，以实现更有效和更及时的反应管理。
根据对历史设备和设施故障频度和客流数据的深度挖掘，确定了合理的应急资源配置方案。
3.3乘客出行诱导方面
在北京、上海、广州等地铁系统中，实时监控轨道交通各路段的客流密度和运行状态，根据瞬时运行状态，“绿色、黄色、红色”、“黑色”表示路线运行，从而对客流密度和运行状态进行调整。
此外，上海地铁乘客在旅行期间还可以通过站台显示、自助查询屏幕、上海地铁网站等载体使用微信以及机器电气子图、圆周资源入线搜索等。
在深圳，基于手机应用，获取用户位置信息。
根据用户不确定的居住地、职场应用习惯、消费习惯等相关信息，确定用户的性别、年龄、职业、爱好等信息，区分不同类别的人，详细分析用户行为特征，为不同人群制定各种出行交通改善方案。
3.4客流预测方面
大数据技术的一个重要应用是客流数据的使用和处理。
通过动态采集票务系统和自动售票系统数据，以及气象、大型事件等外部数据，收集大量原始信息，通过分析客流特征，实时分析客流时空分布，挖掘客流规律，预测未来客流趋势，为运营管理提供必要的参考信息。
图3-1基于大数据的客流在线预测
3.5调度管理方面
通过对运营信息的二次提炼和分析，大数据操作平台能够及时掌握旅客的出行习惯，预测早、晚高峰时间，实现实时调度。
例如，在深圳，拥挤地区的滚动识别和最近明显的拥堵加剧为杰通的综合管理提供了依据。
第4章应用大数据驱动城市轨道交通创新发展的建议
城市轨道交通是一种公共物品。
只有依靠政府提高供给效率，优化供给效率，才能在有限的资源条件下更大范围地满足社会和公众的需要。
在城市轨道交通管理方面，依托大数据概念和现代高科技设备，实行“数据驱动的警务预测”或“数字驱动的交通管理”，创新供应机制。
面对客流量量的快速增长、城市轨道交通安全形势的复杂，必将成为城市轨道交通管理的重要手段。
因此，城市轨道交通管理和大数据战略在整个社会管理中的实施，将是全面深化公安改革的重要内容和必由之路。
城市轨道交通管理部门要主动适应大数据时代信息形势的发展变化，把大数据手段融入城市轨道交通管理工作和队伍建设的各个方面。
坚持对数据作战的理念，立足于大综合、大控制、大数据、大平台，大力探索大数据时代的信息化发展之路。
4.1创新机构改革，优化组织架构设计
在大数据背景下，应将大数据的技术和思想应用于城市轨道交通的发展中，以解决制约发展模式、应急机制、管理组织、安全管理等方面存在的问题和困难。
积极探索新思路、新方法，优化和调整管理的组织结构和岗位设置，以适应大数据时代城市轨道的发展和应用，根据服务需要调整城市轨道交通的组织和职能，提高城市轨道交通管理效率。
实现城市轨道交通基础数据的“通用计算”，将数据应用于城市轨道交通工作的各个方面，通过数据总结、数据学习、数据预警、全面推进交通管理工作的“大数据”时代，全面推进交通管理工作的“大数据”时代。
它为城市轨道交通政策研究、交通组织调整、交通信息发布等提供了有力的依据，使城市轨道交通管理实现了数据、科学和智能化。
根据“情报主导警务”的原则，以建立信息研究中心和大数据云平台。
4.2创新保障机制，加强配套保障的有效性
一个行业和一个领域的新技术的开发和应用，必须依靠资金的投入和保障。
为了利用大数据技术提高城市轨道交通的发展，提高城市轨道管理效率，一方面要保证建设投入、科研投入和经济支出，提高现有技术水平和应用能力。
另一方面，也需要运行维护资金的投入，以保证新技术的可持续发展和推广。
大数据需要一批能够适应大数据工作模式的员工。
不仅可以使用大数据系统，挖掘大数据系统的潜力，而且可以改进系统。
因此，即使城市轨道交通管理部门即使还没有配备大的数据平台，也应有意识地培养或引进具有数据分析意识和能力的人员。
除了从人才培养和队伍建设方面解决政府内部人员安全问题外，还要开拓思路，充分利用科研院所、专业公司等社会力量，从外部为城市轨道交通“数据管理”提供人员保障。
4.3创新警务模式，提升交通管理整体效能
从可持续发展的角度看互联网技术的快速发展机遇，当前的城市轨道交通管理工作并不能过分依赖人群策略，而是要抓住能力，通过充足的数据和后台支持，寻求科技手段上的突破。
要以大数据化技术发展为契机，创新警务模式，提高城市轨道交通管理的整体效率。
城市轨道交通管理者可以建立基于大数据和互联网的“众多治理”的概念，运用“众多治理”的概念，打破原有的管理模式，形成“人人参与、共同治理”的新模式，扩大城市轨道交通管理决策。
治理和服务结构、空间和形态，营造一个多边、民主、透明的城市轨道交通管理生态环境。
可以说，在大数据量的条件下，一些基于大数据的固有管理思想发生了变化，从而可以用一种非常简单的方法来解决原有城市轨道交通管理工作中难以解决的一些问题。
4.4创新平台建设，夯实大数据平台的基础工程
为了促进大数据技术和流量管理的深入集成，我们应该依靠基于实际战斗的大数据平台。
目前，通过建设“三个平台、一个市场”来提高城市轨道交通管理信息的综合应用水平，可以逐步实现城市轨道交通的创新发展。
大数据，必然是基于数据的。
因此，有必要建立一个统一的城市轨道交通管理数据中心，它将包括海量的路网数据、地图数据、交通流数据、车辆交通数据、交通设备数据，充分发挥数据在交通管理中的应用价值，才能解决数据质量上存在的问题。
同时，必须认识到数据是新时代的一种资源，它的存在是有价值的。
应以数据价值为基础，创新观念，以数据为交易与合作模式，探索大数据时代政府与企业合作的发展模式，达到让政府、企业，公众“三赢”。
第5章结论
随着汽车网络化和物联网的发展，大数据为城市轨道交通也创造了新的发展机遇，随着云计算的发展，巨大的信息管理变得越来越简单。
云计算和大数据是未来城市轨道交通发展的动力和方向。
然而，随着先进技术的飞速发展，传统城市轨道交通管理模式与交通管理模式之间的矛盾将日益突出。
本文的目的是为了运用大数据技术优化城市轨道交通的发展，并提出一些对策和建议。
从而推进大数据时代城市轨道交通管理整体效率提升，为城市轨道交通的创新发展提高到一个更高的水平提供了有益的参考。
致谢
指导老师在我完成本论文期间给予我无私的帮助和精心的指导。
在此，首先向他表示衷心的感谢。
在这次论文中，老师提供了资料，提供了很多宝贵的建议，帮助了很多，在我不会弄的时候细心指导，不然我也不能写出这次论文。
写完这次课题设计，让我深入了解了这个课题的含义。
首先向他表示衷心的感谢。
这次毕业论文能够顺利的完成，并非我一人功劳，是指导我的老师，帮助过我的同学和一直关心支持着我的家人对我的教诲，帮助和鼓励的结果。
感谢学院这几年对我的栽培，，让我在学习上得到提高，生活上得到锻炼，学会了很多东西。
我会在以后的工作中更加努力，提升自己的素质，提升自己的能力。
做到最好的自己。
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