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讓規(guī)劃更高效—云上智能規(guī)劃平臺(tái)

引言

云上智能規(guī)劃平臺(tái)是深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心(以下簡稱“深圳交通中心”)集成全面的數(shù)據(jù)與場景應(yīng)用,面向各類交通規(guī)劃分析需要打造的規(guī)劃設(shè)計(jì)專用分析云平臺(tái)。以數(shù)據(jù)治理引領(lǐng)交通規(guī)劃,場景分析支撐應(yīng)用案例,讓規(guī)劃師聚焦規(guī)劃方案創(chuàng)意本身,讓交通規(guī)劃設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確、專業(yè)和高效。我們的目標(biāo)是將云上智能規(guī)劃平臺(tái)打造成一個(gè)全球規(guī)劃師的應(yīng)用平臺(tái),支持更多的人二次開發(fā)規(guī)劃分析算法應(yīng)用,集眾智力量,為城市交通規(guī)劃與建設(shè)賦能!

 

1.讓規(guī)劃設(shè)計(jì)更專業(yè)高效

 

邁入大數(shù)據(jù)時(shí)代,數(shù)據(jù)推動(dòng)城市交通綜合治理成為了共識(shí),海量數(shù)據(jù)資源也為城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)帶來了新的分析角度。經(jīng)過近些年的發(fā)展,交通大數(shù)據(jù)融合分析已實(shí)現(xiàn)了城市交通的可感知、可監(jiān)測、可分析,然而從城市交通監(jiān)測感知到規(guī)劃設(shè)計(jì)決策應(yīng)用發(fā)展則相對(duì)緩慢。我們一直在關(guān)注如何融合交通大數(shù)據(jù)分析與規(guī)劃分析算法應(yīng)用,讓規(guī)劃設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確。云上智能規(guī)劃平臺(tái)面向各類交通規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢項(xiàng)目,針對(duì)動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)資源整合、數(shù)據(jù)計(jì)算分析與表達(dá)、前景預(yù)測分析、方案模型測試等需求,集成了統(tǒng)一全面的規(guī)劃數(shù)據(jù)指標(biāo)資源,提供在線規(guī)劃數(shù)據(jù)算法編輯工具,打造各類交通規(guī)劃數(shù)據(jù)表達(dá)專用模板,讓規(guī)劃設(shè)計(jì)更加專業(yè)。嘗試解決規(guī)劃數(shù)據(jù)獲取難、規(guī)劃指標(biāo)計(jì)算難、規(guī)劃出圖耗時(shí)長、規(guī)劃分析表達(dá)不一致、方案測試復(fù)雜等問題,讓規(guī)劃設(shè)計(jì)更加高效。

 

 
圖1 出行分布分析

 

2.全面集成規(guī)劃數(shù)據(jù)指標(biāo)

 

交通規(guī)劃涉及的數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)種類多,總體可以劃分為靜態(tài)規(guī)劃類數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)交通運(yùn)行數(shù)據(jù)。其中靜態(tài)數(shù)據(jù)包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人口崗位、交通設(shè)施等,動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括道路交通、公共交通、對(duì)外交通等。云上智能規(guī)劃平臺(tái)集成全面的規(guī)劃關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)指標(biāo),匯集土地、交通、環(huán)境、安全、經(jīng)濟(jì)等多元數(shù)據(jù),建立了統(tǒng)一的交通大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。

 

 
圖2 規(guī)劃數(shù)據(jù)指標(biāo)集

 

為了將更新頻率、數(shù)據(jù)格式、時(shí)空特性各異的海量數(shù)據(jù)資源有效整合以適應(yīng)交通規(guī)劃分析需要,我們主要從時(shí)間和空間兩個(gè)維度對(duì)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。空間維度分別從區(qū)域、線網(wǎng)、點(diǎn)位三個(gè)層級(jí)進(jìn)行整合。例如,在區(qū)域?qū)用妫瑢⑷丝趰徫?、出行分布、職住關(guān)聯(lián)等相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)按照行政區(qū)、街道辦、交通小區(qū)、500米柵格逐層細(xì)化統(tǒng)一;在線網(wǎng)層面,將公交線網(wǎng)的運(yùn)行速度、客流量融合至至道路網(wǎng)絡(luò),與路網(wǎng)運(yùn)行速度、交通流量協(xié)同管理。時(shí)間維度將全年劃分為春節(jié)、上半年、國慶、下半年典型數(shù)據(jù)分析周期,區(qū)分工作日與非工作日,以及早晚高峰、平峰與全天等時(shí)間特征,將各類動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行整合。

 
 
圖3 交通小區(qū)層級(jí)的人口崗位分布
 
 
圖4 道路網(wǎng)運(yùn)行速度

 

3.自主可控的云上超級(jí)模型

 

交通模型作為分析、預(yù)測人/物在城市空間下的移動(dòng)需求方法理論體系,支撐交通系統(tǒng)的承載分析、交通系統(tǒng)運(yùn)行的評(píng)價(jià),對(duì)城市多元化空間特性研究、城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及城市綜合交通管理具有不言而喻的重要性。然而,各地交通模型建模平臺(tái)差異(TC、Cube、EMME、Visum)與模型校核參數(shù)差異卻造成了模型通用性差,模型建模過程難以公開透明,影響了模型對(duì)規(guī)劃支撐的公信力。

目前國內(nèi)主流的交通模型是四階段交通模型,將分析區(qū)域劃分為若干個(gè)交通小區(qū),從出行生成、出行分布、方式劃分、交通分配來分析整個(gè)完整的出行過程。四階段模型計(jì)算過程中將產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡(luò)路徑計(jì)算、矩陣運(yùn)算、迭代收斂平衡,并且建模過程需要多輪次迭代計(jì)算出行生成、出行分布、方式劃分、交通分配以滿足目標(biāo)的模型精度,將上一輪計(jì)算結(jié)果作為這一輪模型計(jì)算的基礎(chǔ),整個(gè)模型計(jì)算過程需要消耗大量的時(shí)間。模型分析測試周期過長,也影響了交通模型在復(fù)雜規(guī)劃場景下的應(yīng)用支撐作用。

智能規(guī)劃平臺(tái)將在深圳交通中心長期積累的多層次交通模型體系、實(shí)時(shí)在線仿真平臺(tái)及交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)基礎(chǔ)上,引進(jìn)國際先進(jìn)的活動(dòng)鏈、一體化模型技術(shù),構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和云上SaaS服務(wù)的新一代城市交通模型——云上超級(jí)模型。其核心目標(biāo)是完成出行鏈、活動(dòng)鏈、大規(guī)模動(dòng)態(tài)仿真等先進(jìn)模型技術(shù)研發(fā)任務(wù),實(shí)現(xiàn)多層次模型的一體化,并無縫銜接大數(shù)據(jù)產(chǎn)品體系。通過全套代碼自主研發(fā),平臺(tái)將幫助規(guī)劃人員擺脫對(duì)各類商業(yè)模型軟件的依賴,降低模型構(gòu)建與使用的技術(shù)門檻,提升交通模型在行業(yè)內(nèi)的通用性,使交通模型作為一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)學(xué)分析工具,支持更多的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的實(shí)施,以推動(dòng)城市交通建設(shè)更加科學(xué)有效。

 

 
圖5 響應(yīng)式模型測試服務(wù)

 

4.云上構(gòu)建智能算法模型

 

從原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)到規(guī)劃分析指標(biāo),需要經(jīng)過大量的清洗、校核、擴(kuò)樣等復(fù)雜流程才能適用于規(guī)劃場景應(yīng)用,以往規(guī)劃類數(shù)據(jù)指標(biāo)的分析計(jì)算難度較大,計(jì)算質(zhì)量也難以得到保障。依托平臺(tái)的算法超市,我們提供了大量規(guī)劃指標(biāo)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化算法,構(gòu)建出行需求、交通分布、道路運(yùn)行、公共交通、慢行特征、交通環(huán)境、交通安全等多個(gè)特征指標(biāo)池,用戶上傳原始數(shù)據(jù)到平臺(tái)后即可快速完成規(guī)劃指標(biāo)的計(jì)算。

 

 
圖6 算法超市

 

算法模型封裝常用的基礎(chǔ)工具和交通分析函數(shù),涵蓋了平臺(tái)內(nèi)置函數(shù)庫、基礎(chǔ)函數(shù)庫、交通分析函數(shù)庫、統(tǒng)計(jì)算法庫、空間算法庫以滿足各類規(guī)劃數(shù)據(jù)分析的需求。

 

圖7 算法模型

 

除開算法超市提供的規(guī)劃指標(biāo)和算法模型外,我們還提供了自定義編輯算法模型功能,通過連通上述全部數(shù)據(jù)指標(biāo)池的在線IDE,支持用戶個(gè)性化交通數(shù)據(jù)分析,用戶完成自定義算法可共享到算法超市供更多用戶使用。

 

 
圖8 用戶自定義算法

 

5.規(guī)劃模板分析與協(xié)同規(guī)劃實(shí)踐

 

交通規(guī)劃項(xiàng)目往往是復(fù)雜多元的,需要協(xié)調(diào)布置不同層次、不同編制主體、不同類型的規(guī)劃成果,以及貫穿整個(gè)規(guī)劃項(xiàng)目中的不同參與者,以保證規(guī)劃方案的協(xié)同性。然而,現(xiàn)階段規(guī)劃項(xiàng)目分析主要依賴于規(guī)劃師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和既有項(xiàng)目作為參考,不同的規(guī)劃項(xiàng)目和規(guī)劃主體之間存在差異,很難達(dá)成規(guī)劃分析結(jié)果的一致性。為了提升協(xié)同規(guī)劃的品質(zhì)和效率,云上智能規(guī)劃平臺(tái)將充分利用大數(shù)據(jù)和模型分析的優(yōu)勢,在規(guī)劃分析表達(dá)、規(guī)劃方案測試等方面實(shí)現(xiàn)交通規(guī)劃分析的協(xié)同應(yīng)用。

在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)指標(biāo)服務(wù)基礎(chǔ)上,平臺(tái)按照交通規(guī)劃的應(yīng)用場景從交通需求、道路交通、常規(guī)公交、軌道交通等方面對(duì)規(guī)劃內(nèi)容進(jìn)行拆解細(xì)化,提供針對(duì)性的規(guī)劃分析應(yīng)用服務(wù)。不僅如此,平臺(tái)還提供了一種渠道實(shí)現(xiàn)規(guī)劃分析經(jīng)驗(yàn)的積累和傳承,將一些優(yōu)秀的規(guī)劃成果不斷打磨鉆研,從而打造出各類交通規(guī)劃分析的專用模板,方便規(guī)劃人員學(xué)習(xí)、參考和借鑒。

我們針對(duì)各類規(guī)劃分析關(guān)于分析結(jié)果地圖與圖表表達(dá)的需要,對(duì)地圖表達(dá)樣式和圖表分析效果進(jìn)行了有針對(duì)性的調(diào)整和優(yōu)化,讓規(guī)劃分析有內(nèi)涵,更有顏值!

在交通需求分析板塊,提供了從宏觀出行蛛網(wǎng)分布、各層級(jí)區(qū)域的出行分布、職住關(guān)聯(lián)、職住平衡、對(duì)外出行分布、熱點(diǎn)區(qū)域出行分布、斷面查詢分析等功能應(yīng)用分析場景。

 

 
圖9 職住平衡分析
 
 
圖10 自定義區(qū)域出行分布分析
 
 
圖11 斷面需求分析

 

在道路交通板塊,除開提供歷年道路交通運(yùn)行速度和分析以外,我們還提供路段流量溯源、通道流量溯源、區(qū)域流量溯源、流量OD溯源、道路出行距離分析板塊,結(jié)合道路擁堵時(shí)空分布分析,可全方位對(duì)道路功能、道路擁堵溯源提供精準(zhǔn)分析。

 

 
圖12 路段流量溯源分析
 
 
圖13 通道流量溯源分析
 
 
圖14 區(qū)域流量溯源分析
 
 
圖15 流量OD溯源分析
 
 
圖16 道路出行距離分析

 

在常規(guī)公交板塊,提供通道出行蛛網(wǎng)圖分析、公交出行OD分布分析、公交線路客流和站點(diǎn)上下客流分析功能。公交出行OD分析提供了在行政區(qū)、街道辦、自定義區(qū)域空間尺度的OD分布。公交線路客流根據(jù)規(guī)劃項(xiàng)目需求提供單條線路途經(jīng)站點(diǎn)的上下客流統(tǒng)計(jì)分析和線路斷面客流分析。

 

 
圖17 公交出行蛛網(wǎng)圖
 
 
圖18 公交線路客流分析

 

軌道交通板塊提供軌道出行蛛網(wǎng)圖、軌道站點(diǎn)OD分布、軌道線路客流、軌道站點(diǎn)上下客流分析。通過自定義站點(diǎn)OD分布分析,可便捷實(shí)現(xiàn)對(duì)換乘站點(diǎn)客流分布統(tǒng)計(jì)分析功能。

 

 
圖19 自定義軌道站點(diǎn)OD分析
 
 
圖20 軌道線路客流分析

 

6.未來·開放包容

 

云上智能規(guī)劃平臺(tái)將基于云上超級(jí)模型與SaaS云平臺(tái),集成全面數(shù)據(jù)分析與動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型測試技術(shù),構(gòu)建規(guī)劃過程分析表達(dá)、規(guī)劃方案響應(yīng)測試的通用模板,實(shí)現(xiàn)區(qū)域規(guī)劃、城市及分區(qū)規(guī)劃、片區(qū)規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃等各類規(guī)劃項(xiàng)目協(xié)同應(yīng)用。平臺(tái)的核心目標(biāo)是讓交通規(guī)劃設(shè)計(jì)更加專業(yè)、高效,因此我們將打造匯集全面數(shù)據(jù)指標(biāo)的規(guī)劃分析平臺(tái),實(shí)現(xiàn)規(guī)劃方案模型測試的通用性與響應(yīng)式服務(wù),形成各類交通規(guī)劃分析表達(dá)的專用模板,不斷提升協(xié)同規(guī)劃的品質(zhì)與效率。

未來,云上智能規(guī)劃平臺(tái)將被打造成一個(gè)全球規(guī)劃師的應(yīng)用平臺(tái),提供更為豐富的規(guī)劃分析應(yīng)用場景。我們將持續(xù)開放應(yīng)用,讓更多的人二次開發(fā)規(guī)劃分析算法應(yīng)用,融合更為全面的規(guī)劃數(shù)據(jù)指標(biāo),集眾智力量,為不同規(guī)模的城市交通規(guī)劃與建設(shè)賦能!

 

聯(lián)系人:屈新明
郵 箱:quxinming@sutpc.com

 

撰稿:鄧能靜  劉雨婷  董紹軒  屈新明  莊立堅(jiān)
校驗(yàn):屈新明
審定:莊立堅(jiān)

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