1、借助大数据提升城市交通管理智慧借助大数据提升城市交通管理智慧第第11届智能交通年会报告届智能交通年会报告同济大学 杨东援同济大学 杨东援2016年年11月月提要提要引言引言复杂的冲突与关联，呼唤管理智慧复杂的冲突与关联，呼唤管理智慧大数据将深刻影响决策分析技术大数据将深刻影响决策分析技术支持城市交通对策框架的大数据分析技术支持城市交通对策框架的大数据分析技术结束语结束语重视与协同重视与协同引言引言复杂的冲突与关联，呼唤复杂的冲突与关联，呼唤管理智慧管理智慧城市交通“路在何方”：管理与技术的深度融合城市交通“路在何方”：管理与技术的深度融合健康的城市空间结构健康的城市空间结构+可持续的交通模式可2、持续的交通模式+高效运行的交通服务体系高效运行的交通服务体系不是表面的车不是表面的车-路矛盾，而路矛盾，而是人居环境与无节制的小汽是人居环境与无节制的小汽车交通需求间的矛盾车交通需求间的矛盾简单依靠硬件系统建设，并不能保证城市交通模简单依靠硬件系统建设，并不能保证城市交通模式自然向可持续方向转变式自然向可持续方向转变日本三大都市圈交日本三大都市圈交通比例结构的演变。通比例结构的演变。智能车辆并不能从根本智能车辆并不能从根本上改变空间资源制约上改变空间资源制约单纯依靠交通系统克服单纯依靠交通系统克服城市空间结构缺陷，是城市空间结构缺陷，是难以胜任的任务难以胜任的任务路权之争，本质上是对公众利路权3、之争，本质上是对公众利益诉求分歧的公共政策协调益诉求分歧的公共政策协调城市交通面对的是人居环境与难以节制的交城市交通面对的是人居环境与难以节制的交通需求之间的矛盾通需求之间的矛盾Beijing 北京市Guangzhou广州市广州市Shanghai 上海市我们并非不知道增长的极限，但是我们并非不知道增长的极限，但是在无序地争抢属于自己的资源！在无序地争抢属于自己的资源！首尔市清溪川改造工程首尔市清溪川改造工程我们不是没有对美好家园的憧憬，但是缺少实现理我们不是没有对美好家园的憧憬，但是缺少实现理想的资源管控机制！想的资源管控机制！Nanjing 南京市Hangzhou 杭州市Chengdu 成都4、市拆除了拆除了5.8公里的高架路，创造宜居的生态环境公里的高架路，创造宜居的生态环境减少车流减少车流:125,000 辆辆/日日改造前改造前改造后改造后(2005年年9月月)1)经济增增长年年GDP3)机机动化化GDP汽汽车保有量保有量4)供需关系供需关系车均道路均道路长度度2)城市城市扩展展年年城市半径城市半径6)环境境污染染年年排放排放5)能源消耗能源消耗能源消耗能源消耗城市半径城市半径我们不是不了解恶性循环的后果，但是我们不是不了解恶性循环的后果，但是缺乏摆脱“尾旋”的能力！缺乏摆脱“尾旋”的能力！既然城市交通面对的不是单纯的既然城市交通面对的不是单纯的“车“车-路”矛盾，仅仅在交通工具5、和路”矛盾，仅仅在交通工具和硬件设施上做文章，就难以取得真硬件设施上做文章，就难以取得真正的实效。正的实效。“复杂性”在考验政府管理智慧“复杂性”在考验政府管理智慧多个自由度上的互动，呈现“复杂”也展现多个自由度上的互动，呈现“复杂”也展现“可能性”，关键是“可能性”，关键是“驾驭能力驾驭能力”！”！城镇化进入城城镇化进入城市群发展阶段市群发展阶段轨道交通政策支轨道交通政策支持和建设推进持和建设推进汽车保有量的快汽车保有量的快速增加速增加新的交通服务模新的交通服务模1370010000“互联网“互联网+”带来”带来我们一直希望通过提高我们一直希望通过提高“预测精度”来消除未来“预测精度”来消除6、未来的“不确定性”，现在却的“不确定性”，现在却不得不重新思考“未来是不得不重新思考“未来是可以准确预测的吗”？可以准确预测的吗”？不确定性不可怕，可怕不确定性不可怕，可怕新的交通服务模新的交通服务模式的出现与冲击式的出现与冲击交通方式结构交通方式结构的快速变化的快速变化“互联网“互联网+”带来”带来的机遇和挑战的机遇和挑战信息技术注入引信息技术注入引发的系统变化发的系统变化城市空间结构城市空间结构的演化的演化？不确定性不可怕，可怕不确定性不可怕，可怕的是固执于“线性思维”；的是固执于“线性思维”；驾驭不确定性，需要建驾驭不确定性，需要建立政府对变化过程的控制立政府对变化过程的控制能力；能力；7、城市交通战略调控，既城市交通战略调控，既要充分利用已有经验和理要充分利用已有经验和理论，也要善于发现“未论，也要善于发现“未知”，及时调整工作方案知”，及时调整工作方案和对策。和对策。大数据将深刻影响决策分析技术大数据将深刻影响决策分析技术大数据价值在于更强的观察能力所带来的决策分析方法变化大数据价值在于更强的观察能力所带来的决策分析方法变化IC卡数据移动通信数据车牌照数据沪A1GPS数据人口普查数据城市规划管理数据POI数据住宅价格数据其它基础数据个体连续追踪数据停车管理数据P轨交AFC数据出租车营运数据定点检测器数据单次计量观测数据大数据所带来的大数据所带来的多角度多角度连续“广谱”连续“8、广谱”观测能力，观测能力，如何提升城市交通对策如何提升城市交通对策水平？水平？期盼期盼面对快速且复面对快速且复杂的变化，传杂的变化，传统交通调查无统交通调查无论从观察频度论从观察频度还是观察广度还是观察广度上，均显现出上，均显现出极大的不适应。极大的不适应。瓶颈瓶颈大数据并非简单是“大的数据”大数据并非简单是“大的数据”传统交通调传统交通调查获得的是查获得的是基于基于小样本小样本的的一天一天OD当我们当我们当我们获得更多当我们获得更多天的天的OD车辆数量/万台车辆使用特征类型当我们可以更加细致地观当我们可以更加细致地观察交通流动的构成与分布察交通流动的构成与分布7:30-8:00,6.81%89、:00-8:30,6.51%17:30-18:00,5.48%18:00-18:30,5.98%0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%7.00%8.00%乘客比例上车时间当我们可以更加细致地当我们可以更加细致地区分公交乘客的活动类型区分公交乘客的活动类型时间轴时间轴当我们当我们获得获得大大样本样本但但不精确不精确的的许多许多天天“OD”时时-50000-45000-40000-35000-30000-5000 0 50001000015000-5000 0 500010000odData_zip,1odData_zip,2odData_zip,3中秋节（周一）国10、庆前一天（周五）中秋节放假前一天（周五）事故后一天周五时间轴上时间轴上的降维而的降维而非数学平非数学平均！均！车辆数量/万台车辆使用特征类型主要用于通勤车辆高频度使用车辆低频度使用车辆上海牌照12.4459.18196.87外地牌照2.3740.03206.99合计车辆数14.8199.21403.86占所有车辆比例2.86%19.16%77.98%基基于于用用户户?画画像像?的的车车辆辆时时空空分分布布0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%乘次比例上车时间不同时段内各类乘客的乘次与该时段内总乘次之比Cluster 1Cluster 2Cluster 39.01%211、1.43%10.33%0%5%10%15%20%25%乘客比例工作日首乘时间平均值Cluster 1Cluster 2Cluster 3Cluster 1Cluster 2Cluster 3厦门北站厦门北站第一码头第一码头厦门站厦门站居住区居住区从分析技术角度我们需要思考从分析技术角度我们需要思考“数据”仅仅是“模型”的配角吗？“数据”仅仅是“模型”的配角吗？应该将大数据硬塞进传统交通模型的框架之内应该将大数据硬塞进传统交通模型的框架之内吗？吗？技术条件变化了，世界在快速变化，我们还应技术条件变化了，世界在快速变化，我们还应技术条件变化了，世界在快速变化，我们还应技术条件变化了，世界在快速变化12、，我们还应该让建立在已有经验基础上的数学模型束缚住该让建立在已有经验基础上的数学模型束缚住自己的决策思维吗？自己的决策思维吗？技术进步了，难道我们不能依托大数据、模型技术进步了，难道我们不能依托大数据、模型和仿真技术的综合，更好地认识面对的问题，和仿真技术的综合，更好地认识面对的问题，更好地进行城市交通的规划管理决策吗？更好地进行城市交通的规划管理决策吗？为此，我们需要从决策研究技术路线上思考变革为此，我们需要从决策研究技术路线上思考变革“建模”分析转换为“建模”分析转换为基于大数据的“证基于大数据的“证-析”析”所谓所谓“证”强调的是判断和决策中的证据，尤其是数字化的证据，“证”强调的是判断13、和决策中的证据，尤其是数字化的证据，尽可能充分的证据让我们决策更加有据可循，增加了判断与决尽可能充分的证据让我们决策更加有据可循，增加了判断与决策的公正性和权威性，使得判断和决策更加具有说服力；所谓策的公正性和权威性，使得判断和决策更加具有说服力；所谓“析”强调的是通过证据产生洞察，而不是让复杂的数学模型“析”强调的是通过证据产生洞察，而不是让复杂的数学模型剥夺了我们思考的能力，也避免表象的数字迷惑了我们的判断剥夺了我们思考的能力，也避免表象的数字迷惑了我们的判断能力。也就是说，我们需要的是一个人机结合的证析工作程序，能力。也就是说，我们需要的是一个人机结合的证析工作程序，能力。也就是说，我们14、需要的是一个人机结合的证析工作程序，能力。也就是说，我们需要的是一个人机结合的证析工作程序，而不是一个被数学程式绑架的自动化决策流程。而不是一个被数学程式绑架的自动化决策流程。不确定区间 Bel（A）Pl（A）0 支持证据区间 似真区间 拒绝证据区间 1 非“定制数据”所造成的模非“定制数据”所造成的模糊性，决定了必须大量使用“间糊性，决定了必须大量使用“间接证据”，从而要求在证据链基接证据”，从而要求在证据链基础上的决策判断。础上的决策判断。D-S证据合成 D-S证据合成D-S证据合成 D-S证据合成形式二形式一数据解读的多义性，决定了必须注意数据解读的多义性，决定了必须注意避免“偏听偏信”15、，需要建立群决策判避免“偏听偏信”，需要建立群决策判断的机制和技术。断的机制和技术。“证据理论”的框架下各种决策分析技术的融合“证据理论”的框架下各种决策分析技术的融合 大数据技术为城市交通规划与管理决策者提供了获取大数据技术为城市交通规划与管理决策者提供了获取新判断信息的技术手段，依托这种手段得到了新的决新判断信息的技术手段，依托这种手段得到了新的决策判断证据；策判断证据；尽管大数据所提供的基本是间接证据，但是其多维度、尽管大数据所提供的基本是间接证据，但是其多维度、多层次和连续观察能力，却相较传统交通调查技术是多层次和连续观察能力，却相较传统交通调查技术是多层次和连续观察能力，却相较传统交16、通调查技术是多层次和连续观察能力，却相较传统交通调查技术是质的进步；质的进步；在技术进步面前，我们需要认真思考将“数据资源”在技术进步面前，我们需要认真思考将“数据资源”转变为“决策能力”，进而提升“行动效果”；转变为“决策能力”，进而提升“行动效果”；从数据中有效提取证据、充分利用各种决策证据、基从数据中有效提取证据、充分利用各种决策证据、基于证据链形成科学判断，是城市交通领域大数据应用于证据链形成科学判断，是城市交通领域大数据应用技术研究的重点。技术研究的重点。城市交通对策框架导向的大数据城市交通对策框架导向的大数据应用技术应用技术如何理解城市交通领域的大数据分析如何理解城市交通领域的大数17、据分析目的目的将“数据资源数据资源”转化为“决策能力决策能力”进而达到“行动效果行动效果”；特殊性特殊性公共管理领域的责任重大，决策依据不能停留在对问题的表面理解，而是直面复杂性、涉及深层次机理的不可逆问题；决策支持决策支持不是将“大的数据”塞进传统分析框架，而是强调面对“不确定性世界”，用基于大数据的“感知-认知-洞察”技术支撑以“证-析”为主线的决策分析方法；协同变革协同变革不仅是引入技术，而是相关理论变革、管理程序和方法变革同步推进；注意防止的倾向注意防止的倾向“大智慧”需要广开言路，防止“数据垄断”形成“话语权垄断”！理解决策：城市交通目标导向行动框架理解决策：城市交通目标导向行动框架18、对生态环境的保护 对社会健康发展的支持 可以不依赖小汽车的城市空间结构 适应可持续发展要求土地与交通协同的政策体系 公交优先发展的要素结构 杠杆 目标 可持续发展的交通模式 对社会健康发展的支持 对经济活力的支持 环境的制约 能源的制约 土地的制约 的交通基础设施 以公交为主体的综合交通服务体系 具有创新性的交通技术保障体系 围绕智慧管理的决策支持体系 政策体系 机动化进程管理的政策体系 新能源技术发展的政策体系 协调决策民主与科学的政策体系 理解技术理解技术感知：变化、征兆、效果感知：变化、征兆、效果驻点的空间分布驻点的空间分布在兴趣值基础上多维在兴趣值基础上多维子空间聚类分析子空间聚类分析19、出行链模式分析出行链模式分析合理选择表征指标合理选择表征指标个体属性输入通过聚类和降维通过聚类和降维简化问题简化问题正确设定观察角度正确设定观察角度识别值得关注的“聚识别值得关注的“聚集”、“涌现”和集”、“涌现”和“异常征兆”“异常征兆”性输入轨道交通不使用轨道交通偶尔使用轨道交通中度使用轨道交通重度使用活动区域建成环境差、离家近活动区域建成环境差、离家远或者市中心公交走廊沿线活动区域市中心非公交走廊沿线活动区域建成环境差、离家近居住地顾村大华居住地静安活动区域其他三类区域居住地顾村大华居住地静安居住地顾村居住地大华居住地静安65.9%44.5%42.6%48.0%38.5%62.8%43.20、2%38.0%61.7%49.0%52.6%对变化趋势的模式识别对变化趋势的模式识别基于大数据并不意味着必然“真实”，决策基于大数据并不意味着必然“真实”，决策者和研究者看到的是经过数据分析工程师加工的者和研究者看到的是经过数据分析工程师加工的“数据图像”，其“立场”、“视野”、“价值“数据图像”，其“立场”、“视野”、“价值取向”、“分析能力”等，均会对“数据图像”取向”、“分析能力”等，均会对“数据图像”产生影响，也会造成用户的观察能力的缺陷！产生影响，也会造成用户的观察能力的缺陷！理解技术理解技术认知：公共管理领域不可回避的任务认知：公共管理领域不可回避的任务步行步行自行车自行车+摩托摩21、托小汽车小汽车巴士巴士当视野得到扩展，的确可以当视野得到扩展，的确可以依靠直觉发现规律依靠直觉发现规律更多的情况下，关联分析给出重要更多的情况下，关联分析给出重要的“向导”信息的“向导”信息宏微观数据的链接，宏微观数据的链接，是将宏观态势分析与微观是将宏观态势分析与微观机理分析结合的关键。机理分析结合的关键。利用大数据的利用大数据的时空分布结构分析时空分布结构分析与利用问卷调查数与利用问卷调查数据的机理研究。据的机理研究。3.3 高铁站点要素集聚关联研究（决策树C5.0算法）周边要素集聚距离指数=0.3距离指数0.14距离指数0.3连接车站数129城市等级=3连接车站数=129影响重要性（0-22、1）0.680.210.1100.20.40.60.8集聚度好北京西站、北京南站、宁波站、郑州东站（4，100%）集聚度中：杭州东站、廊坊站、石家庄站、天津西站（4，100%）集聚度差：常州北站、成都东站、安阳东站、嘉兴南站、厦门北站、苏州北站、无锡东站、天津南站、合肥南站（30，100%）集聚度中：广州南站、济南西站、南京南站、上海虹桥、深圳北站、武汉站、长沙南站（7，86%）集聚度差：嘉兴南站、昆山南站、徐州东站（3，100%）通过大数据的整体类别结构通过大数据的整体类别结构分析，为案例剖析防止“选择性分析，为案例剖析防止“选择性偏差奠定基础”。偏差奠定基础”。理解技术理解技术洞察：情报决23、策中最华丽的篇章洞察：情报决策中最华丽的篇章智慧政府的行动框架智慧政府的行动框架治本：制定战略性空间政策，治本：制定战略性空间政策，实现可持续发展的交通模式实现可持续发展的交通模式与健康的城市空间结构的与健康的城市空间结构的战战略协同略协同；需求管理：充分认识“双面需求管理：充分认识“双面剑”性质，精准调控，将正剑”性质，精准调控，将正面效应尽可能放大，将负面面效应尽可能放大，将负面超越经验、超越常规的认识超越经验、超越常规的认识自相矛盾触类旁通急中生智自相矛盾触类旁通急中生智利用薄弱环利用薄弱环节重构剧本节重构剧本增加新的增加新的思维锚点思维锚点抛弃薄弱抛弃薄弱的锚点的锚点基基于于大大数数据24、据的的思思辨辨环环境境面效应尽可能放大，将负面面效应尽可能放大，将负面影响尽可能缩小，实现影响尽可能缩小，实现精准精准化调控化调控；公交优先：要让公交成为社公交优先：要让公交成为社会各界可接受的交通方式，会各界可接受的交通方式，需要进行需求细分，实现需要进行需求细分，实现精精细化服务细化服务；交通控制：为了最大程度发交通控制：为了最大程度发挥已有系统的潜力，必须明挥已有系统的潜力，必须明晰拥堵形成机理，实现晰拥堵形成机理，实现精明精明管控管控。基基础础：有有效效的的信信息息融融合合决策层决策层特征层特征层数据层数据层我们的理解、行动、观察、感觉和我们的理解、行动、观察、感觉和期望的方式发生了变25、化期望的方式发生了变化基基于于大大数数据据的的思思辨辨环环境境最重要的事情是提升政府管理智慧明确目标所要支持的是“战略-规划-政策-设计-管理”整合的多部门协同过程；明确任务借助新技术支持以城市交通战略调控形式实现的城市交通演化过程管理；略调控形式实现的城市交通演化过程管理；明确技术研究任务大数据环境下基于证据的决策分析；明确特殊性公共管理领域的责任和慎重；明确抓手通过大数据环境建设，支持“百花齐放”的“群言堂”。结束语结束语构建技术生态环境构建技术生态环境有了“大数据”政府不会自然具有智慧有了“大数据”政府不会自然具有智慧呈现在决策者面前的“数据图像”，并非“真实世界”的不走样写照，而是经过26、数据分析师加工后的“视图”，既能“载舟”亦能“覆舟”；再丰富的证据素材，缺少独具慧眼的“福尔摩再丰富的证据素材，缺少独具慧眼的“福尔摩斯”亦难以洞察未来；大数据提供的成果不过是“情报决策”的判断，并不能必然转变为精彩的“战役”策划，对管理者来说不是“减压”而是“加压”技术投入能否带来治理水平提升？！管理智慧的技术生态环境管理智慧的技术生态环境大数据平台大数据平台+“群言堂”“群言堂”“管理智慧”“管理智慧”是建立在广泛是建立在广泛信息基础之上；信息基础之上；为避免受制于为避免受制于分析者的能力分析者的能力轻度抽象级高度抽象级对公众和一般管理部门开放由各个单位和部门自行建立公共协议国家技术标准分析者的能力分析者的能力和视野，需要和视野，需要建立“群言堂”建立“群言堂”的机制；的机制；大数据平台大数据平台+“群言堂”“群言堂”=群策群力的管群策群力的管理智慧。理智慧。原始数据级基础数据级轻度抽象级部门自行建立对技术研究单位和管理部门开放仅由平台单位使用，不对外开放。行业协议行业技术标准企业技术标准个人观点，“抛砖引玉”，谢谢！个人观点，“抛砖引玉”，谢谢！YANGDYKTONGJI.EDU.CN微信公众号：微信公众号：YDYTRANS