南京市綜合交通仿真決策支撐平臺(tái)系統(tǒng) ——居民出行調(diào)查采集系統(tǒng)（上篇）
南京市綜合交通仿真決策支撐平臺(tái)——居民出行調(diào)查采集系統(tǒng)（上篇）
供稿：我院交通大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心
整理：技術(shù)創(chuàng)新部
引言
我院交通大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心一直致力于本市綜合交通數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，現(xiàn)已初步建立城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、城市綜合交通調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、城市多源時(shí)空交通大數(shù)據(jù)庫(kù)等。不僅具備較為完善的城市交通調(diào)查支撐技術(shù)、多尺度綜合交通模型決策仿真技術(shù)，近年來(lái)還致力于多源頭城市交通大數(shù)據(jù)融合挖掘分析、大數(shù)據(jù)對(duì)城市交通模型的規(guī)則表征洞察的深度應(yīng)用等方面的技術(shù)研發(fā)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了南京市綜合交通仿真決策支撐平臺(tái)系統(tǒng)。
圖1 南京綜合交通數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)
南京市綜合交通仿真決策支撐平臺(tái)系統(tǒng)總體由三大模塊構(gòu)成。最底層為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)時(shí)接入的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯清洗以及空間關(guān)聯(lián)，同時(shí)對(duì)人工調(diào)查（主要是居民出行調(diào)查）提供數(shù)據(jù)采集終端，形成無(wú)紙化調(diào)查模式，并將調(diào)查數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析。其次為狀態(tài)感知系統(tǒng)，融合多源頭數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)狀綜合交通運(yùn)行特征以及內(nèi)部演變機(jī)理進(jìn)行深度感知。最上層為仿真應(yīng)用系統(tǒng)，基于狀態(tài)感知系統(tǒng)構(gòu)建宏觀交通仿真引擎，對(duì)綜合交通設(shè)施評(píng)估、戰(zhàn)略評(píng)估、政策評(píng)估提供全面的仿真決策支撐。
本次重點(diǎn)介紹新型居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)全面應(yīng)用于2017年南京市新一輪居民出行調(diào)查，全方位采集了居民出行信息。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
為支撐新一輪南京市城市總體規(guī)劃和南京市城鄉(xiāng)綜合交通規(guī)劃，在市政府、市規(guī)劃局、市其他相關(guān)職能部門以及各區(qū)區(qū)政府、區(qū)規(guī)劃局的大力支持下，我院交通大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心于2017年底前完成了新一輪南京市居民出行調(diào)查實(shí)施工作。
由于既有的紙質(zhì)調(diào)查方式和既有的基于移動(dòng)設(shè)備的調(diào)查方式均存在一定程度的不足，故本次調(diào)查采用自主開發(fā)設(shè)計(jì)的居民出行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
本次設(shè)計(jì)的新型調(diào)查系統(tǒng)是對(duì)既有基于移動(dòng)設(shè)備的調(diào)查系統(tǒng)的改善，不僅重點(diǎn)設(shè)計(jì)了居民出行路徑選擇及出行軌跡采集模塊，豐富了出行調(diào)查內(nèi)容，最大化保留了出行調(diào)查的完整度和時(shí)空度；還實(shí)現(xiàn)了調(diào)查邏輯的即時(shí)檢驗(yàn)，在實(shí)際調(diào)查過(guò)程中對(duì)調(diào)查填寫內(nèi)容進(jìn)行邏輯信息自動(dòng)判斷并實(shí)時(shí)報(bào)錯(cuò)，最大化保證了出行調(diào)查的效率和精度；同時(shí)實(shí)時(shí)上傳調(diào)查數(shù)據(jù)至后臺(tái)服務(wù)器，后臺(tái)提供初步統(tǒng)計(jì)、分析、展示功能，隨時(shí)跟蹤調(diào)查質(zhì)量并按需提供初步分析結(jié)果。
表1 不同居民出行調(diào)查方式對(duì)比
對(duì)比內(nèi)容 | 既有紙質(zhì)調(diào)查 | 既有調(diào)查軟件 | 本次新型調(diào)查系統(tǒng) |
采集方式 | 紙質(zhì)化采集 | 電子化采集 | 電子化采集 |
采集內(nèi)容 | 傳統(tǒng)家庭屬性、成員屬性及出行屬性采集 | 較紙質(zhì)調(diào)查新增位置信息定位采集功能 | 較既有調(diào)查軟件新增出行路徑選擇功能、出行路徑文字描述功能、出行路徑軌跡采集功能、出行距離實(shí)時(shí)計(jì)算功能。 |
質(zhì)量監(jiān)控 | 無(wú) | 無(wú) | 設(shè)定出行邏輯檢驗(yàn)規(guī)則，對(duì)不同邏輯類型進(jìn)行預(yù)判并報(bào)錯(cuò)提醒 |
數(shù)據(jù)上傳 | 后期人工錄入 | 按設(shè)備依次導(dǎo)出 | 即時(shí)上傳至后臺(tái)服務(wù)器并以規(guī)定方式存儲(chǔ) |
調(diào)查擴(kuò)展 | 無(wú) | 可擴(kuò)展 | 可擴(kuò)展 |
數(shù)據(jù)分析 | 無(wú) | 無(wú) | 后臺(tái)服務(wù)器開發(fā)家庭屬性、成員屬性、出行強(qiáng)度、目的、方式、時(shí)段、時(shí)耗、距離、OD等模塊的初步統(tǒng)計(jì)、分析、展示功能。 |
本次新型居民出行調(diào)查系統(tǒng)分為兩個(gè)部分：手持客戶端和后臺(tái)服務(wù)器端。客戶端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器端進(jìn)行交互，服務(wù)器端接收到數(shù)據(jù)信息后進(jìn)行保存以備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看跟蹤以及后期數(shù)據(jù)分析處理。
調(diào)查系統(tǒng)基于Android體系技術(shù)，在Android Studio開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行，結(jié)合SDK組件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)客戶端設(shè)計(jì)，借助高德地圖API實(shí)現(xiàn)地圖服務(wù)和定位服務(wù)設(shè)計(jì)，利用JDBC實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)的通信，使用Tomcat作為WEB服務(wù)器，使用MySQL搭建后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至后臺(tái)服務(wù)器，后端提供對(duì)已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)、分析與展示功能。
圖2 新型居民出行調(diào)查系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)
系統(tǒng)功能
設(shè)計(jì)的新型調(diào)查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有很強(qiáng)的通用性和可擴(kuò)展性，主要包含以下功能：無(wú)紙數(shù)據(jù)采集功能、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能、精準(zhǔn)出行畫像功能、系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析功能等。后三個(gè)功能是本次新型調(diào)查系統(tǒng)的創(chuàng)新之所在。
圖3 四大功能模塊
● 無(wú)紙數(shù)據(jù)采集功能
無(wú)紙數(shù)據(jù)采集功能是調(diào)查系統(tǒng)基礎(chǔ)功能，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端調(diào)查數(shù)據(jù)的電子化數(shù)字化采集以及調(diào)查數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳并更新至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。調(diào)查系統(tǒng)的采集內(nèi)容根據(jù)居民出行調(diào)查需求而定，可以添加定制化的需求匯聚到調(diào)查系統(tǒng)中。
● 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能是調(diào)查系統(tǒng)核心功能。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)邏輯的實(shí)時(shí)校驗(yàn)以及樣本分布的實(shí)時(shí)校驗(yàn)。設(shè)定出行邏輯檢驗(yàn)規(guī)則，進(jìn)行預(yù)判并報(bào)錯(cuò)提醒，最大化保證調(diào)查數(shù)據(jù)質(zhì)量。同時(shí)后臺(tái)隨時(shí)查看調(diào)查樣本分布及調(diào)查采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)質(zhì)量跟蹤。
● 精準(zhǔn)出行畫像功能
精準(zhǔn)出行畫像功能是調(diào)查系統(tǒng)核心功能，實(shí)現(xiàn)出行路徑的選擇以及出行軌跡的采集。利用地圖引擎技術(shù)和捜索引擎技術(shù)，對(duì)出行過(guò)程中的出行路徑進(jìn)行選擇糾偏及繪制還原，并獲取出行軌跡坐標(biāo)序列，以供后續(xù)進(jìn)行出行軌跡分析。
● 系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析功能
系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析功能是調(diào)查系統(tǒng)延伸功能，一鍵化完成數(shù)據(jù)分析，交互展示調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果。調(diào)查數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至后端服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理。開發(fā)居民出行特征分析模塊，一鍵化交互式展示居民出行調(diào)查結(jié)果。