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智慧交通地理信息发展报告

中国地信产业协会 中国地理信息产业协会 2022-07-17



作者:

深圳市城市规划与决策仿真重点实验室、哈尔滨工业大学(深圳) 龚咏喜

北京大学  黄舟  刘瑜




一、 概述随着社会经济的不断发展,公众对城际出行、城市通勤等交通出行的需求快速增长,机动车保有量及城际轨道不断增加,停车位短缺和交通拥堵问题已成为城市可持续发展面临的重大挑战。智慧交通的建设可以有效解决各类交通问题,高度保障交通安全,迅速提升交通系统运行效率和管理水平。
智慧交通是借助云计算、人工智能等新兴技术,在城市内部、城市群甚至更大的区域范围,实现交通系统的感知、互动、分析、预测、控制等能力,使出行、运输等实现智慧化运行及管理。随着地理信息、遥感、卫星定位、第五代移动通信(5G)、物联网、车联网、泛在计算等技术的发展,基础地理信息和时空行为大数据等地理信息成为智慧交通建设的基础。地理信息从空间、时间、强度三个维度对交通状况进行评估与分析,从用地规模、用地性质对交通供给与需求的影响,到交通流与空间位置、交通布局的密切相关,到交通路径、出行轨迹的特征分析与模型优化,再到地理信息对用户的高触达能力的独特优势,地理信息技术已在交通领域占据突出位置。



二、智慧交通地理信息相关技术及进展


(一)交通地理信息获取技术


构建以地理信息为核心的交通数字化体系、实现交通地理信息的高效精准获取是建设智慧交通的前提和基础。基础交通地理信息主要包括静态交通地理信息和动态交通地理信息。其中,前者主要包括道路网和关注点(POI)等交通出行密切相关的周边信息,这些地理对象要么在较长的时间内保持不变,要么在一定的时间段内变化较为缓慢或者只有局部的变化,数据采集的实时性要求不高;后者主要是道路上移动物体的信息,这些信息通过地感线圈、浮动车或者移动应用程序(APP)等方式来获取和感知。


1.静态交通地理信息的获取技术


静态交通地理信息的采集集主要是道路信息数据的采集,国内关于静态交通地理信息的数据主要来源于高德、四维图新、东方道迩、长地万方等具备导航电子地图资质的地图数据供应商,这些公司定期采集、更新全国地图数据,其中主要提供矢量数据、栅格数据、影像数据等。在国内近二十年车载导航产业的发展中,导航电子地图的市场异常活跃。截至2019年,行业市场规模保持平稳增长,约为63.68亿元(图1)。目前最有实力的是高德和四维图新两家公司,均为车载导航数据供应商出身。高德地图在作为地图数据提供商的同时也拥有5.57亿活跃用户,仅次于百度地图,其行业的渗透率为67.2%。四维图新是中国领先的数字地图、自动驾驶、车联网和动态交通信息服务、基于位置的大数据垂直应用服务提供商,经过十年多的发展,它已成为目前全球第四大、中国最大的数字地图供应商,与高德并称为数字地图双寡头,两者占据国内地图数据生产90%以上的份额。

图1 2009—2019年中国导航电子地图行业市场规模


在道路信息数据的采集方面,传统上主要采用外业测量、内业处理的方式获取相关数据,这种方式数据的精度高、属性信息全,但存在工作量大、成本高和更新周期长的缺点。基于遥感和摄影测量技术的道路信息获取方法适合大面积作业,制作和更新的周期较短,但也存在成本高和细部信息不足、属性信息不全的缺点。地理信息、遥感、卫星定位和移动计算技术的发展使得采用车载移动测量、车载近景摄影测量和车载激光三维扫描等方法采集道路空间信息和属性信息成为可能,并在近几年得到广泛的应用。
随着大数据时代的来临和社会感知技术的发展,互联网公司尝试采用人工智能(AI)进行道路网络和交通设施等数据的采集,提高数据采集的效率和精度。例如,百度通过技术研发提升人工智能化地图数据采集能力,地图数据采集模式从区域性定时性的计划采集模式转变为动态的智能更新。在进行道路网络和交通设施的数据采集时,百度地图融合每天数亿条的轨迹数据、遥感数据、互联网数据,及时感知现实世界道路变化情况,在此基础上实时调度采集车辆前往现场进行数据的采集和回传,最后依据图像识别等技术做视觉语义化分析,对POI图谱及道路数据库进行动态修正和更新。目前百度地图80%的数据采集环节实现了AI化,百度地图已成为业内AI化较高水平、搭载的AI技术较强且丰富的地图厂商。
根据北京捷泰天域信息技术有限公司2019年采集到的全国道路网及POI数据汇总显示,全国范围内采集到的道路总长度达1088.48万千米,其中山东省采集的道路长度位居各省份道路采集长度的首位,总长度为94.8万千米。就路网密度而言,除未采集到的省份(台湾)以外,东部沿海地区道路网密度相对较高,西部和东北部地区的道路网密度相对较低。除特别行政区及直辖市以外,江苏省的路网密度最高,达到4.8千米每平方千米。就POI而言,全国范围内共采集到33036581个关注点,购物指南类POI数量居多,达11903350个,占POI总数的约三分之一(图2)。


图2 全国范围内不同类型POI的数量


2.动态交通地理信息获取技术


动态交通地理信息可以用来对道路网络等静态数据进行更新,同时浮动车等动态交通地理信息也可以用来获取道路的实时交通流,感知路面拥堵状况。地感线圈通过在红绿灯、十字交叉路口等关键节点埋设电感线圈来获取经过道路断面的车辆数量和速度等信息,从而感知道路动态交通信息,但该方法存在铺设困难、设备容易损坏以及不能跟踪个体车辆的缺点。目前,出租车轨迹数据和互联网终端定位数据逐渐成为感知动态交通地理信息浮动车数据的两种主要数据来源。
由于城市多建有统一的出租车管理和位置实时跟踪平台,所采集的出租车轨迹数据为交通管理部门和规划研究机构提取路面动态交通信息提供了方便。例如,深圳市城市交通规划设计研究中心依托统一的出租车位置实时跟踪平台,开发了深圳市道路拥堵指数系统,为城市路面交通状况监测、拥堵分析和交通规划提供了决策依据。考虑到出租车分布的空间不均衡性,公交车轨迹等数据也逐渐作为监测路面交通的数据来源之一。
互联网终端定位数据是获取全国和区域尺度动态交通信息的主要数据来源。通过移动客户端的海量位置服务请求提供的优质数据源,百度地图、高德地图和腾讯地图提取了大量实时和准确的路面拥堵信息。例如高德地图,通过移动客户端提供的海量数据,对全国各城市路况信息进行实时监测,每五分钟自动更新全国各城市拥堵状况信息。


(二)导航及出行服务技术


1.导航与位置服务


近年来,我国的卫星导航与位置服务发展迅速,产业规模快速扩大,产业结构逐渐完善。《2021中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,2020年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达4033亿元人民币,较2019年增长约16.9%。依托移动终端的普及和移动互联网的发展,百度、高德等互联网地图服务提供商也加入了导航及位置服务产业市场。据2020年的统计数据,百度地图开放平台、高德开放平台和腾讯位置服务等三大互联网地图提供商日均响应位置服务请求分别为1200亿、1000亿和超过50亿次,覆盖的POI数据腾讯位置服务最多,超过2亿次,百度地图开放平台次之,达1.5亿次,高德开放平台涵盖中国超过7000万次的POI数据。各大互联网地图提供商覆盖的路网达千万千米以上,其中百度地图开放平台覆盖全球路网7000万千米(图3)。移动客户端的海量位置服务请求提供了优质数据源,基于此,百度地图、高德地图和腾讯地图提取了大量实时和准确的路面拥堵信息。


图3 三大互联网地图提供商位置服务和服务频次(数据来源:三大互联网地图提供商官网)

在服务用户数量方面,据易观千帆的数据统计显示,截至2019年中,中国地图应用活跃用户数已接近8亿人次,虽然地图应用市场用户基数逐步增大,但用户规模增速呈减缓趋势,从一定程度上说明中国地图应用行业步入了成熟稳定期。如图4所示,从日均活跃人数、日均启动次数和日均使用时长三个方面进行统计分析来看,数据均表现为高德地图>百度地图>腾讯地图。仅高德地图和百度地图活跃人数之和就达到地图应用活跃人数的90%,几乎呈垄断态势,高德地图和百度地图分别为阿里巴巴和百度两个互联网巨头旗下应用。腾讯旗下的地图应用腾讯地图虽然位居第三,但从活跃人数上看,与高德地图和百度地图相差还比较远。


(a)日均活跃人数

(b)日均启动次数

(c)日均使用时长

图4 三大互联网厂商地图使用情况(数据来源:易观千帆)


从用户属性来看,三个地图应用终端的用户都主要集中在20〜39层,其中20〜29岁年龄层的用户群占比最多。百度地图20户群占比最多,达到了60.79%。高德地图和腾讯地图在该年龄层的各自占比分别为52.71%.56.65%,占比也达到了总用户群的一半以上(图5)。横向对比各家APP的用户属性,发现百度地图与高德地图的用户在29岁以下的占比尤为明显,用户偏年轻化。而腾讯地图则是在中年人这块相较于前两者尤为突出,推测可能是由于各APP不同的产品特色与定位导致。从用户性别看,使用地图APP的男女比例大约为7:3,男性用户占比明显高于女性用户,推测可能是男性开车更多一些,但随着社会的进步,未来男女差异将会不再明显。


2.共享出行服务



据国家信息中心分享经济研究中心初步估算,2020年我国共享交通出行经济市场交易规模约为2276亿元,同比增速约-15.7%,整体增速较上年大幅放缓(图6)。
从共享型服务的发展态势看,国家信息中心分享经济研究中心的测算表明,在交通出行领域,2020年网约车客运量占出租车总客运量的比重约为36.2%,占比较上年小幅下降0.3个百分点。其主要是由于疫情防控的需要,居民的出行意愿明显降低,很多城市在一定时间段内暂停了网约车平台服务。据不完全统计,2020年上半年全国有超过50个城市发布了一定时期内网约车停运要求,网约车平台订单较传统巡游出租车下降幅度更大(图7)。另外,调研显示,疫情期间网约车平台上专车服务订单的占比较疫情之前有明显提高。

图5 三大互联网地图提供商服务用户画像(数据来源:百度指数)


图6 2017-2020年我国共享交通出行经济发展概况(数据来源:国家信息中心分享经济研究中心)


图7 2016-2020年网约出租车及巡游出租车客运量占比情况(数据来源:国家信息中心分享经济研究中心)


截至2020年11月,全国共有210家网约车平台公司取得网约车平台经营许可,各地共发放网约车驾驶员证271.9万本、车辆运输证111.1万本。日均订单量2100余万单。2020年12月,全国网约车监管信息交互平台共收到订单信息8.1亿单。其中,当月订单量超过100万单的网约车平台中,按双合规完成订单率从高到低的分别是享道出行、东风出行、T3出行、曹操出行、如祺出行、首汽约车、滴滴出行、美团打车万顺叫车、花小猪岀行。自2017年以来,我国网约车市场规模不断扩大,至2020年,中国网约车市场规模已达2980亿元(图8)。尽管2020年网约车市场规模相较于2019年有所缩小,但整体上处于上升期。


图8 2015-2019年中国网约车行业市场规模统计及增长情况(数据来源:网经社前瞻产业研究院)


就服务人数与用户规模来看,2019年中国网约车用户规模突破4亿人次,2016-2019年,我国网约车用户规模及使用率呈稳定增长态势(图9)。2019年,我国网约车用户规模达4亿人次,使用率为47.3%;2020年一季度,受新型冠状肺炎疫情影响,部分城市暂停了网约车服务,用户规模为3.62亿人,使用率下降至40.1%。


图9 2016-2020年前3月中国网约车用户规模统计及增长情况(数据来源:CNNIC前瞻产业研究院)


在市场竞争方面,从品牌的用户规模来看,2019年12月,滴滴出行的活跃用户规模占有绝对优势,以9252.9万人排名行业首位,较排名第二位的滴答出行高出了8063万人(图10)。


图10 中国网约车行业主要品牌活跃用户规模TOP10(数据来源:易观前瞻产业研究院)


在地理信息技术支持下,共享单车的投放与使用也得到了快速发展。截至2019年,国内共有77家共享单车企业,已经投入了2300万辆共享单车,累计运送了170亿人次,最高日达到7000万人次。
2018年,中国共享单车行业市场规模为108亿元,环比增速为72.61%,主要来自二、三线及以下城市市场拓展,单车服务规范化带来用户规模增长。2019年,共享单车市场规模也稳定增长,环比增速达到32.82%。2020年,中国共享单车市场规模为184.85亿元,环比增速为28.56%(图11)。

图11 2016-2020年中国共享单车市场规模(数据来源:2016-2020年中国共享单车市场研究报告)


图12  2015-2020年中国共享单车用户规模(数据来源:艾媒数据中心)


就服务人数与用户规模来说,截至2020年,共享单车用户规模已达到2.53亿人,比2015年的245万人增加了近百倍,用户基数大但用户规模增速减缓(图12)。在市场竞争方面,从品牌的用户规模来看,在2019年7月小程序活跃度榜单上,哈啰单车活跃用户规模最多,达到4162.1万人,青桔单车和摩拜单车活跃用户规模分别为4003.5万人和2878.3万人。其中,融资金额约为65亿元,青桔单车和哈啰出行为主要获投企业。
iiMediaResearch(艾媒咨询)数据显示,2020年中国31.7%的用户每周使用3次及以上共享单车,30.4%的用户表示每周使用1~2次共享单车,37.9%的用户称基本不使用共享单车。2016年全行业累计注册用户达1886.4万人,累计骑行25亿千米;2017年用户增至2.21亿人,骑行里程达到299.47亿千米。从2020年中国共享单车用户出行距离来看:43.04%的用户出行距离为3~5千米,比例最大;29.13%的用户出行距离为1~3千米;16.52%的用户出行距离为1千米以内;10.41%的用户出行距离为5~10千米。出行距离在10千米以上的用户仅占比0.90%(图13)。

图13 2015-2020年中国共享单车用户出行距离(数据来源:艾媒数据中心)


(三)城市交通信息管理平台与服务


城市交通信息涵盖人、路、车、物多种城市部件,要提高城市交通智慧化水平和城市交通通行效率,就必须构建涵盖交通信息感、传、知、用、行的城市交通信息管理平台与服务,将城市交通管理与出行服务相结合,从城市交通管理角度与交通参与者双维度入手,在政策法规、标准规范的支持下融合从城市部件到城市居民,从道路等交通基础设施到车辆等运载工具的多源信息,提供全要素交通管理与服务,从而快速有效地加强城市交通管理能力、提升公众出行满意度。
城市交通信息管理服务平台一般采用面向服务的体系结构(SOA)架构模型,实现支撑系统、数据、服务和应用各层之间的耦合(图14)。平台支撑层主要包括支撑软件及基础硬件设施。平台支撑层提供主机、网络和存储等基础设施及操作系统软件、数据库系统、地理信息基础软件和中间件等基础软件的支撑。数据资源层首先要存储、管理路网和POI等各类基础地理信息和出行调查等更新较慢的交通数据,同时要接入浮动车、智能刷卡和手机信令等实时交通数据并提取动态交通信息,并对数据进行清洗、坐标转换和融合,形成格式和坐标统一的数据,进而对各类交通信息进行融合、统一和高效的管理。服务层为交通信息的共享服务提供标准接口,通过这些接口提供统一的交通信息共享服务,同时也提供对数据进行分析和统计的开发包,是进行平台门户系统和一切业务应用系统定制的基础。应用层主要面向政府部门和居民的具体交通出行需求,建设相应的应用系统。
图14 城市交通信息管理平台与服务架构
城市交通信息管理服务平台一般由政府或城市交通主管部门负责总抓,交通专业业务机构负责平台建设实施。这些部门既有具体的交通管理业务需求牵引,又能够很好地集成丰富的数据和信息资源,在城市交通信息管理平台建设方面具有先天的优势。例如,深圳市公共交通管理局针对深圳市公共交通各业务领域系统分散、海量数据未充分利用、公交监管难等痛点,整合了深圳全市公交静、动态数据资源,打造了统一的深圳市公共交通管理大数据平台(图15)。该平台依托地理信息数据可视化、大数据分析等技术,打造了“一动三静、宏微结合”的公交大数据分析平台。其中,“一动”指可以动态监测公交运营信息,聚焦具体车辆与线路,全局掌握实时的运营班次、里程、客流量、在线率和运营速度五大核心指标,为政府监管提供数据支撑;“三静”是从海量的公交数据入手,从客流分析、基础资源、运营服务三个方面对行业的发展态势进行分析,对每条线路、每个站点、每辆车及公交企业运营的各项指标进行定期自动统计,为政府进行交通决策、政策制定提供了全面、翔实的数据保障,实现了对公共交通精细化监测、便捷化操控、科学化决策,以及高效化指挥。

图15 深圳市公共交通监管大数据平台
除政府及城市交通业务主管部门外,大型互联网厂商凭借自身在地图和导航服务领域积累的大量客户及其时空行为大数据,结合在居民服务中积累的行业经验,也开始涉足城市交通信息管理服务平台这一领域。例如,高德地图借助多年积累的用户、数据及成熟的模型和系统,打造了智慧交通开放平台,可以为城市政府提供交通监测、交通生活圈识别、交通预测和交通报告生成等服务(图16)。

图16 互联网厂商的交通地理信息服务


(四)全国尺度的交通地理信息技术


地理信息技术,特别是时空行为大数据及其技术在互联网企业的应用使得全国尺度上人口和物流信息捕捉成为可能,实现位置服务与经济深度融合,这些信息在政府部门管理和决策系统、数字城市、智慧城市与交通等领域也扮演着越来越重要的角色。


1.全国人口迁徙信息识别


20世纪以来,随着我国社会经济的发展和城镇化进程的加快,人口的迁徙和流动已经成为非常普遍的现象。准确把握城市间人口迁徙的空间特征变化及演变趋势,对我国社会经济的稳定和发展有着重要的意义。近年来,基于大数据研究个体或群体行为,发现迁徙活动中蕴含的空间交互规律和空间行为,建立以人为中心的地理信息服务,进而支撑以人为本的时空行为决策,已成为中国人口流动、迁徙相关研究的前沿问题。同时,复杂网络分析与社会网络分析等跨学科的研究方法兴起,为研究城市人口流动与迁徙提供了新的分析工具与视角。
随着移动互联网和物联网技术的广泛应用,大量具有个体粒度的时空标记大数据为长时间、高精度、高效地跟踪个体空间移动提供便利。百度、高德、腾讯等互联网地图服务提供商与电信运营平台,以及CnOpenData平台等成为提供人口迁徙和全国物流信息的主要企业和平台。
如百度平台,其数据团队推出人口迁徙大数据,包含各地区迁入来源地信息、各地区迁出目的地信息和各城市内部出行强度信息三个子模块,涵盖迁入和迁出城市、省份的总趋势和迁入、迁出详细数据,为相关研究提供了优质的大数据样本。通信运营商主要通过分析位置信令数据(语音、短信、流量等)产生位置更新,构建区域位置洞察能力,提供区域热力、人群迁徙、人群分布等功能。在疫情期间,定向监测湖北省及武汉市人群迁徙情况,同时,热力图可以定位密切接触人群活动范围,围绕政府对高危人员进行管控提供决策依据。


从人口迁徙的大数据来看,不同地域环境下人口流动迁徙的空间特征存在差异,发达城市仍然是人口迁入和迁出的主要城市。各平台人口迁徙数据与2018年流动人口社会融合蓝皮书《中国城市流动人口社会融合评估报告(No.l)》中的数据都显示,目前流动人口总量最大的几个城市,都是经济最为发达的地区。比如上海、广州、深圳、北京的流动人口,2017年分别有972.69万人、967.33万人、818.11万人、794.3万人,位居全国前四名。其中上海、广州流动人口在900万人以上。苏州、天津、杭州、成都、宁波、佛山、东莞、郑州等流动人口也超过300万人,这些城市也都是经济总量大的城市。


2.全国物流地理信息技术



物流服务是指物流供应方通过对运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送和信息管理等功能的组织与管理来满足其客户物流需求的行为。随着经济全球化及互联网的发展,城市间联系的方式发生了深刻改变,城市内外部联系突破了封闭的系统,形成了在时空上的网络连接关系。从网络的视角来看,城市内部与城市间的相互联系构成具有功能的结构网络,这种网络承担着包括物流、信息流、人口流等在内的各种物质要素的交换。
中国是全球最大的物流市场,也是最重要的物流市场之一。中国物流基础设施取得重大成就、现代物流服务网络不断扩展,离不开定位服务、空间分析技术、路径规划技术等地理信息技术的支持。如使用地理信息系统的地理编码技术和空间查询技术,从中获取客户地址或者门牌号码,获取客户的经纬度地理位置;使用卫星导航定位技术,可以根据返回的车辆位置,确定当前可以调配的车辆中离仓库最近的一辆,以便设计最佳配送方案和最大限度地提高车辆使用率;使用地理信息系统的最优路径规划技术,根据目前的交通路网信息,分析出从仓库到配送地点耗时最少或者距离最近的一条路径等。
现代物流业属于生产性服务业,是国家重点鼓励发展行业。按照物流业务运输类型划分,现代物流企业划分为航运、陆运、铁路、航空等(表1)。现代物流业作为国民经济发展的基础产业,融合了道路运输、仓储和信息业等多个产业,涉及领域广,吸纳就业人数多。现代物流业的发展可以推动产业结构调整升级,其发展程度成为衡量综合国力的重要标志之一。
我国社会物流总费用占国内生产总值比重一直远高于发达国家,2016年中国该比例为14.9%。2010—2017年,全国社会物流总额从125.4万亿元攀升至252.8万亿元,实现10.53%的年均增长率,社会物流需求总体上呈增长态势。物流单位数快速增长,企业规模持续扩大。2018年末,全国交通运输、仓储和邮政快递企业法人单位为54.0万个,比2013年末增长126.2%,其增速高于第二产业和第三产业活动的法人单位的增速26个百分点。物流市场规模持续增长,2019年物流业总收入为10.3万亿元,同比增长9.0%。物流业吸纳就业能力不断增强,从业人员快速增长。中国物流企业物流相关行业从业人员数由2016年的1000万人增至2018年的1100万人。


表1 物流企业类别及典型代表企业

物流企业类别

代表企业

快递

顺丰、FedEX(联邦)、申通、韵达、圆通

综合物流

中外运物流、中远物流、耶路(YRC)中国、大田物流、宅急送(ZJS)

跨界型企业

远成物流、中铁物流、宝供物流

海运及相关

海丰集团、海程邦达、中海集运

零担物流

德邦、天地华宇、新邦、佳吉

空运货代

新时代、中外运空运、泽坤

专业第三方物流(TPL)

民航鹏远、德利得、虹迪、亚致力(中国)、新杰物流

物流地产及配套

普洛斯、宝湾、丰树、安博、奥图包装


随着新地理信息大数据、云计算、人工智能等技术的推广应用,建设高效化的物流体系已成为当今物流行业的基本要求,物流业与互联网的深度融合正在提速。以顺丰为例,在人工智能方面,顺丰构建超大规模人工智能物联网(AIoT)感知平台提升精细化运营水平,打造独特优势的“人+AI”软件即服务(SaaS)产品助力线下数智化管理。在大数据方面,顺丰构建一站式实时数据仓,打造统一融合的大数据平台,实现跨机房、跨集群、跨租户的数据融合计算。在无人机方面,顺丰全面布局物流无人机领域,拥有载重3千克至1.5吨的多型号全系列机型。
2020年新冠疫情武汉封城期间,顺丰航空为国内疫情防控一线运输医疗防疫及生活物资,累计执行航班290架次,累计运输货物6874吨。2020年全年累计开通包括中国至美洲、欧洲,以及南亚、东南亚等地区在内的国际全货机航线30条,运输全货机国际航线运输防疫物资和其他物资累计约9万吨。



三、总结



交通运输是国民经济与民生的重要基础设施与服务,为产业与企业运转提供关键保障,为区域间及国际合作提供重要支撑。数字交通、智能交通至智慧交通的发展已初成规模,成为各城市、区域交通管理和治理的必要手段。地理信息技术为智慧交通的发展提供了关键技术与核心驱动。物理层面,丰富了交通设施的测量、数据获取方式,加强了路网状况的实时监控和道路安全应急反应机制,提供了时空动态模式缝隙方法,从而实现交通的交通网络设施规划与优化;虚拟层面,服务平台为政府、居民、企业等各方用户提供了决策支撑。随着地理信息等相关技术的不断更新与发展,交通数字化与信息化程度也不断提高,降低了相关行业、产业的时间及经济成本,带动了经济发展。同时,地理信息技术对智慧交通的助益也向深层次、多元化发展,应用范围和场景日益扩大,有效提供了交通运输的服务能力,主要体现在以下几个方面:
(1)交通数据的获取采集技术提升,实现高效、全息、海量交通数据的采集。结合地理信息、遥感、卫星定位技术已实现路网、关注点等静态数据的多形式获取,实现专业测量、高精摄影测量及众包服务相结合的数据获取、更新的方法体系。车载定位系统、智能刷卡系统、APP位置获取等技术手段为智慧交通提供了丰富的时空数据。结合地理信息技术的高级处理与分析方法,现已实现海量交通时空数据的实时处理、分析与可视化,以及层级性的数据管理系统平台。
(2)导航地图服务行业迅猛发展,用户量庞大,技术更新,为个体、团体的多种出行方式提供合理方案,为整体交通资源整合与优化提供底层支撑。在不断发展革新的定位软、硬件系统支持下,导航功能设备普及范围不断增大。充分利用地理信息的时空数据分析与挖掘技术,各导航地图服务厂商已实现基于用户时空位置与属性数据,提取用户个人偏好并实现精准翔实的用户画像,从而对个人用户进行个性化推荐,能够在优化个人交通出行线路的同时在宏观层面实时优化整体交通布局。
(3)地理信息技术广泛应用于政府交通相关部门的决策支持,为城市交通运营、管理、监控、应急处理和优化提供一体化服务平台,已普遍在全国大中型城市投入使用,提高了交通管理和运营的效率。在地理信息技术的支撑下,政府部门的交通运营管理一体化平台实现了多源大数据整合、实时的数据分析与可视化、实时高效的反馈和定位交通网络的隐患,并进行交通优化方案的决策模拟与评估。


(4)地理信息技术为全国各区域间物流、人流、经济流的运转提供保障。基于地理信息的人口迁徙服务平台,全局把控人口流动趋势,为区域发展规划,疫情控制和铁路、航空等客运优化提供重要依据。通过对物流大数据的时空地理分析,整合物流及相关产业链条,并实现运输优化,提高效率,节省运输成本,为提升产值、扩大产业规模提供助力。
随着大数据和信息技术时代的到来,地理信息技术极大推进了智慧交通领域的蓬勃发展,同时也面临新的机遇和挑战。



1.5G通信技术


我国通信行业已迎来5G时代。5G与4G网络相比,有移动速度更高、流量密度超大、连接密度更强、能耗更低等特性,因此,5G时代数据获取实时性更强,数据属性更丰富,数据量更庞大,对地理信息技术提出了更高的要求。目前,运营商及互联网企业已构建基于5G的智慧交通研究和建设框架,将5G作为设备、管理及云平台之间的连接桥梁,车辆、道路及云端的实时信息交互,致力于构建新型交通体系。其中技术实现的具体方案有待地理信息技术的支撑,这对于地理信息技术支持下的智慧交通既是挑战也是机遇。


2. 物联网和车联网


物联网和车联网的发展和广泛应用已成为必然趋势,要求地理信息技术能够实现对车辆的智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一体化。车联网是物联网的重要组成部分,需要实现车辆信息的收集与共享,通过地理信息技术的处理,实现车与位置、车与人、人与人、人与服务商之间的有机互动,使智慧交通服务更加精准有效。因此,地理信息技术应进一步与物联网、车联网技术相结合,增强智慧交通的服务范围和效率。


3. 无人驾驶和高精度地图


5G、车联网时代已经到来,地理信息技术飞速发展,为远程智能驾驶技术的推进提供了新的契机。现今各大城市已划定智能驾驶示范区,如上海临港、苏州相城、长沙智能网联示范区、京冀国家智能汽车与智慧交通示范区等,模拟多种场景及道路状况,通过各种实验致力于完善智能驾驶的感知、规划、决策等技术。基于地理信息的高精度地图是实现智能驾驶的核心模块之一。高精度地图是道路场景的复刻,精准的数字化还原道路、环境、交通设施等各类要素的位置、形状和语义信息,属于车道级别的规划引导。在此之上,高精度地图还需要与车身传感器信息融合,实现超高精度和稳健的自动定位功能,融合传感器的精确识别技术,需要超高的计算精度,实时精细的规划行驶轨迹。因此,高精度地图对于地图精确度、地物类型丰富程度及地物识别精度要求较高,地理信息技术仍需进一步探索、完善、不断更新高精度地图,为远程智能驾驶的安全提供保障。


4. 区块链


区块链技术已广泛应用于各类科技领域,尤其在金融领域的应用取得了较好的成果。区块链是一个开放的分布式虚拟账本,信息共享平等公开,并实时保持版本高度统一。区块链能够帮助实现智慧交通的数据共享扁平化,同时保障平台的安全性。然而,区块链对于时空数据信息的管理和共享技术并不成熟,时空数据量较为庞大且属性繁杂,在应用区块链机构管理时需要结合时空地理数据处理和存储技术。未来,地理信息技术有望实现对区块链时空数据管理结构的完善,从而提升智慧交通平台的管理和共享效率。


5.乡村振兴


目前,我国城市的智慧交通体系和服务平台已趋于完善并得到广泛应用,但对于乡村智慧交通服务仍有待提高。我国乡村地理信息存在精度较低、数据欠丰富等情况,全国各地数据质量参差不齐。在完善通信设备网络架构的基础上,地理信息技术需要进一步完善乡村地区的数据获取与数据采集,提高乡村地图的精度,丰富乡村的时空数据类型和属性数据。同时,实现时空地理大数据的实时获取与更新,为构建数字乡村、乡村智慧交通奠定基础。


注:本文收录于《中国地理信息产业发展报告(2021)》(测绘出版社)

目  录


第一篇 2020中国地理信息产业发展状况报告(点击查看全文)

第二篇 国际地理信息产业发展报告(2021)(点击查看原文)

第三篇 我国测绘地理信息领域科技与产业的自主创新发展

第四篇 高分辨率遥感卫星发展研究报告

第五篇 立足第二代卫星导航产业 促进北斗产业化发展分析

第六篇 测绘地理信息标准化进展(点击查看原文)

第七篇 数字孪生技术在战场地理环境保障中的应用探索(点击查看原文)

第八篇 数字孪生在新型基础测绘中的应用(点击查看原文

第九篇 智慧交通地理信息发展报告

第十篇 全国水利一张图技术及其应用进展

第十一篇 高精地图技术及应用发展现状

第十二篇 三维GIS软件技术发展及应用

第十三篇 2020地理信息产业百强企业分析(点击查看原文)

第十四篇 2020中国室内定位行业发展


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来源:中国地理信息产业协会(欢迎转载,请注明来源)



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