2020年大数据在中国城市交通行业的应用概览.pdf
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1、大数据可应用于城市交通管理中的交通流分析及预测、线路推荐及交通诱导、交通异常分析及安全监控、城市交通评价及规划等领域。在中国大数据产业整体规模持续扩大的背景下,基于丰富的城市交通管理数据资源,城市交通行业成为大数据应用率先落地的行业之一。2015至2019年,大数据在中国城市交通行业的应用市场投资额由45.0亿元增长至75.0亿元。城市交通管理数据资源丰富,为大数据应用实现提供基础条件由道路交通、公共交通等领域数据组成的交通管理数据是中国政府数据资源储备中最丰富的类目之一。在2018年中国政府数据的行业分布中,交通行业大数据以超过17%的占比排名第三,仅次于公安及政务大数据。丰富的城市交通管理
2、数据资源,是大数据技术得以在中国城市交通行业率先实现应用的基础性驱动因素。大数据在MaaS中发挥重要作用,发展潜力可观MaaS(Mobility as a Service,出行即服务)是一种将不同方式的交通服务进行整合,进而满足各种出行需求的服务提供模式。2019年12月发布的推进综合交通运输大数据发展行动纲要(20202025年)提出了“促进出行服务创新应用。鼓励各类市场主体培育“出行即服务(MaaS)”新模式,以数据衔接出行需求与服务资源”的大数据应用创新任务。大数据在MaaS的出行前、出行中、到达后各阶段服务中均发挥重要作用,在该领域具备可观的发展潜力。大数据助力道路交通控制由传统信号控
3、制向车路协同转变车路协同系统是对交通控制与交通诱导的深度融合,具有车路信息交互和共享,提高数据资源利用率等优势,有利于交通运输效率及安全性的提高,是未来中国道路交通控制系统的重要发展方向之一。对交通及非交通类数据的采集与处理是车路协同系统运行的关键环节之一,大数据将助力中国道路交通控制由传统信号控制向车路协同转变。企业推荐:招商新智、海信网科、中兴智交报告摘要52020 LeadL名词解释-05大数据在中国城市交通行业的应用市场综述-07定义及分类-07核心技术-09市场规模-10大数据在中国城市交通行业的应用产业链分析-11产业链上游-12产业链中游-13产业链下游-14大数据在中国城市交通
4、行业的应用驱动因素-15大数据在中国城市交通行业的应用政策分析-16大数据在中国城市交通行业的应用发展趋势-17大数据在中国城市交通行业的应用竞争格局-19目录62020 LeadL大数据在中国城市交通行业的应用投资企业推荐-20招商新智科技有限公司-20青岛海信网络科技股份有限公司-22中兴智能交通股份有限公司-24专家观点-26方法论-27法律声明-28目录72020 LeadL名词解释(1/2)TB:Terabyte,太字节,计算机储存容量单位。1太字节等于2的40次方字节(Byte)。PB:Petabyte,拍字节,计算机储存容量单位。1拍字节等于2的50次方字节(Byte)。ZB:Z
5、ettabyte,泽字节,计算机储存容量单位。1泽字节等于2的70次方字节(Byte)。关系型数据库:采用关系模型来组织数据的数据库,具体表现形式为行列表格的组合。结构化数据:也称行数据,是具备统一的结构、能够用行列二维形式表达和管理的数据,如关系型数据库数据。非结构化数据:数据结构不规则,不方便用行列二维形式表达的数据,如图片、文本、音视频等。分布式数据处理:将数据放在由若干互相联网的计算机组成的计算机网络上进行处理,与使用单一系统处理数据的集中式数据处理相对。Hadoop:分布式数据处理的奠基性框架,其主要模块包括用于数据储存的HDFS(Hadoop Distributed File Sy
6、stem)模块、用于数据计算的MapReduce模块。Hadoop诞生于2005年,此后出现的主流分布式数据处理框架大多基于Hadoop及其相关项目构建。Spark:Hadoop的相关项目之一,是一款适用大规模数据处理的计算引擎,但本身不具备文件管理功能,需要与其他的分布式文件系统集成才能运作。与Hadoop从硬盘中读取数据不同,Spark以计算机内存记录及交换数据,在数据处理速度上具备优势。Storm:一个分布式的实时数据处理框架,与Spark同样使用计算机内存进行数据读写,但比Spark更适合于流数据的实时处理。流数据:随着时间的延续而实时更新的动态数据集合,与已经收集好、不再变动的批次数
7、据相对。数据云服务:通过网络以按需、易扩展的方式提供的针对数据的储存、计算等一系列服务。TOCC:Transportation Operation Coordination Center,交通运行监测调度中心,承担交通运行状况监测、交通运行调度等日常职能,并为交通应急指挥提供分析决策支持,是综合交通运行监测协调体系的核心组成部分。手机信令:手机用户与发射基站或者微站之间的通信数据,可用于反映手机用户的实时空间位置。电感线圈检测器:一种基于电磁感应原理的车辆检测器。电感线圈检测器的传感器通常为一组埋在路面下,通有一定工作电流的环形线圈。当车辆线圈时,线圈电感量将产生变化,从而检测出车辆的通过状态
8、。82020 LeadL名词解释(2/2)微波检测器:一种基于数字雷达波技术的车辆检测器,通过向路面固定区域发射微波,并接受车辆返回的回波,检测车流量、速度、车型等交通流基本信息。ETC:Electronic Toll Collection,电子过路费收费系统,利用车载电子标签及车辆与收费站之间的无线数据通讯识别车辆,并利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理,从而在高速公路或桥梁等路段实现自动收费。车辆行驶OD数据:OriginDestination Data,车辆的交通起止点数据,即关于车辆某次行程的出发点和目的地的数据。92020 LeadL综合参考中国工信部于2014年5月发布的大数据
9、白皮书(2014年)以及中国国家质检总局、国家标准化管理委员会于2017年12月发布的国家标准GB/T 35295-2017 信息技术 大数据 术语,大数据是指具有体量巨大、来源及结构多样、生成速度快、单位价值密度低、多变等特征,且需要使用非结构化数据库等新型数据体系结构才能有效处理的数据。大数据定义来源:IDC,头豹研究院编辑整理大数据在中国城市交通行业的应用定义及分类(1/2)大数据是具有体量巨大、来源及结构多样、生成速度快、单位价值密度低等特征,且需要使用非结构化数据库等新型数据体系结构才能有效处理的数据大数据关键特征来源及结构多样(Variety)典型的大数据集应来自不少于两个数据源,
10、可来源于企业内部,也可来自外部典型的大数据集不应只包含结构化数据,还应包含文本、图片、音视频等非结构化数据体量巨大(Volume)大数据的整体体量通常超过传统数据库的有效工作范围。一般认为典型的大数据集大小至少为TB级,具体应达到100TB以上单位价值密度低(Value)生成速度快(Velocity)大数据在单位时间产生的数据流量明显高于传统数据。典型的大数据集应该是由机器活动产生的、实时更新的动态数据,即高速流数据大数据具有丰富的应用价值,但单位价值密度通常不高。以视频数据为例,一天24小时的连续视频监控数据中,有价值的数据时长可能不到1分钟102020 LeadL来源:城市交通大数据(何承
11、等),头豹研究院编辑整理大数据在中国城市交通行业的应用定义及分类(2/2)由交通管理数据、相关行业数据、公众用户数据等形成的交通大数据集可应用于交通流分析及预测、线路推荐及交通诱导等领域基于对(1)交通管理数据(如道路交通、公共交通、GPS数据)、(2)相关行业数据(如气象、人口、城市规划、电信通讯数据)、(3)公众用户数据(如APP定位数据、社交媒体上与交通情况相关的文字、图像、多媒体数据)等大数据的采集、储存及计算分析,大数据可应用于城市交通管理中的交通流分析及预测、线路推荐及交通诱导、交通异常分析及安全监控、城市交通评价及规划等领域。城市交通大数据应用分类交通流分析及预测 结合各类交通管
12、理数据、气象数据以及GPS、手机信令等人群活动轨迹数据,精确地分析城市交通流状况并进行短时预测,典型应用场景包括对公交车的到站时间预测线路推荐及交通诱导 根据城市交通实时状况,在交通流分析及预测的基础上,可为城市居民提供如交通耗时预估及出行线路推荐等个性化的交通信息服务;针对外地居民,可提供节假日的旅行线路交通诱导服务交通异常分析及安全监控 通过在重点交通路段对徽标、车牌号码等车辆图像数据的识别、采集,交通管理部门可识别出本市、外地车辆的流量特征,管理监控车辆运行,并对诱发交通事故等交通异常情况的因素进行识别、分析、预警等城市交通评价及规划 结合出租车、地铁等公共交通历史数据及话单、信令等手机
13、数据,可以挖掘城市居民的出行行为特征,进而对现有的城市交通布局作出评价,并为城市路网、出租车调度等交通规划提供决策支持112020 LeadL大数据在中国城市交通行业的应用核心技术大数据的处理在分布式数据处理框架上实现,此类框架包括文件管理、数据计算、资源调度等核心模块来源:头豹研究院编辑整理分布式数据处理技术是大数据在城市交通管理领域实现应用所基于的核心技术,即将数据放在由若干互相联网的计算机组成的计算机网络上进行处理的技术。分布式数据处理技术在分布式数据处理框架的基础上实现,这类框架通常由(1)文件管理、(2)数据计算、(3)资源调度等核心模块组成。城市交通大数据应用核心技术分布式文件管理
14、“一次写入,多次读取”新数据集生成后,切分成若干小文件块,并复制多份发送到不同的储存节点,在出现数据读取请求时集体响应分布式数据计算“分治法算法”将大型的数据计算任务进行转换处理后,分解并分发到不同的节点,分别执行计算得到一批中间数据,之后将各个中间数据合并得到整个任务的处理结果分布式资源调度“按需分配,实时调控”根据数据处理任务的需要为其创建包含物理资源的服务程序 监控各个任务使用的资源并进行重新分配122020 LeadL45.0 62.0 68.6 70.5 75.0 77.2 79.5 81.9 84.4 86.9 02040608010020152016201720182019202
15、0E2021E2022E2023E2024E来源:工信部,赛文交通网,头豹研究院编辑整理大数据在中国城市交通行业的应用市场规模在中国大数据产业蓬勃发展的背景下,过去5年城市交通大数据应用快速落地,现已发展至较成熟阶段,未来5年增长或放缓大数据在中国城市交通行业的应用市场规模(以市场投资额计),2015-2024年预测与城际交通等领域不同,经过近年来的快速发展,城市交通已成为中国大数据交通应用市场中发展相对成熟的子市场,市场进一步扩大的空间较为有限。同时,受到外部宏观经济环境、地方城市建设投资平台债券发行管理加强等因素影响,客户支付能力在2018至2019年呈现下降趋势,市场项目平均投资规模有所
16、下滑。在车路协同等领域增长的带动下,中国大数据城市交通应用投资规模未来5年或保持3.0%的年复合增长率,在2024年达到86.9亿元的规模。中国大数据城市交通应用投资规模CAGR2015-2019年13.6%2019-2024年预测3.0%在全球经济数字化发展背景下,受到政策支持持续加码、大数据标准化体系逐步完善、大数据相关技术进步升级等利好因素的促进,中国大数据产业整体规模在过去5年中持续扩大,由2,231.6亿元上升至5,386.2亿元。基于丰富的城市交通管理数据资源,城市交通行业成为大数据应用率先落地的行业之一。2015至2019年,大数据在中国城市交通行业的应用市场投资额由45.0亿元
17、增长至75.0亿元。大数据产业蓬勃发展,城市交通领域落地深化市场发展进入成熟阶段,增长放缓2,231.6 2,840.8 3,549.8 4,384.5 5,386.2 02,0004,0006,00020152016201720182019中国大数据产业规模(以产值计),2015-2019年亿元亿元中国大数据产业规模CAGR2015-2019年24.6%132020 LeadL中国大数据城市交通应用产业链分为三个环节:(1)产业链上游参与者包括大数据处理框架、大数据处理资源及应用数据资源提供商;(2)产业链中游参与者为大数据应用提供商;(3)产业链下游参与者为交通运输、公共安全(交警)等城市
18、管理部门。中国大数据城市交通应用产业链大数据交通应用提供商下游中游上游大数据处理框架来源:企业官网,头豹研究院编辑整理政府部门大数据处理资源应用数据资源 商业型框架在使用就绪度方面优势显著,购买支出占总成本的10%大数据在中国城市交通行业的应用产业链大数据城市交通应用产业链主要由上游基础设施及数据提供商、中游大数据交通应用提供商以及下游政府客户组成 租用支出占总成本的15%标准化定价,议价空间小公共安全开源框架商业型框架 自主积累收集或向第三方数据公司购买 购买支出占总成本的25%12.7%CR317.0%CR526.0%CR10 行业的平均毛利率在20%-30%交通运输 负责城市交通中的公共
19、交通管理,对大数据应用的需求包括公交系统布局合理性评估等 负责城市交通中的道路交通管理,对大数据应用的需求包括路网拥堵特征、拥堵指数编制等142020 LeadL根据在智慧交通领域有5年以上从业经验的专家表示,大数据在中国城市交通行业的应用提供成本包括(1)大数据处理框架、(2)大数据处理资源、(3)应用数据资源、以及(4)应用实现成本等项目。其中,前三项涉及向产业链上游提供商支付;应用实现成本指大数据应用提供商针对交通行业客户不同类型的具体需求,对大数据资源进行计算分析、可视化展示等开发,转化为一种客户可直接使用的服务所产生的成本,主要包括应用开发人员的人工成本。来源:头豹研究院编辑整理大数
20、据在中国城市交通行业的应用产业链上游大数据城市交通应用提供的最大成本项目为应用实现成本,涉及向上游支付的成本主要来自于大数据处理框架、云计算服务、数据资源采购支出大数据处理框架,10%大数据处理资源,15%应用数据资源,25%应用实现成本,50%大数据城市交通应用提供成本结构,2019年产业链上游成本分析开源框架:Hadoop、Spark和Storm(由阿帕奇软件基金会,Apache Software Foundation)进行管理)商业型框架:飞天大数据平台(阿里云)、FusionInsight大数据平台(华为)为大数据存储及计算提供支持,常用的数据处理资源来自于云计算服务提供商中国云计算服
21、务行业集中度较高,2019Q3公有云市场前五大提供商市场占比合计超过70%。大型云服务提供商对提供的云服务采用标准化定价方式,在租用数据处理资源时的议价空间较小通过与商户合作等方式,建立数据入口自主积累收集向第三方数据公司直接购买基础数据或全套的数据解决方案,代表性企业有北京腾云天下科技有限公司(TalkingData)大数据处理框架大数据处理资源应用数据资源152020 LeadL来源:联信永益重大资产置换及发行股份购买资产交易报告,头豹研究院编辑整理大数据在中国城市交通行业的应用产业链中游大数据交通应用提供商的常见盈利模式包括集成式解决方案提供、技术服务提供、硬件销售等,行业平均毛利率在2
22、0%-30%大数据在中国城市交通行业应用产业链中游环节的市场参与者为大数据交通应用提供商,主要通过集成式解决方案提供、技术服务提供、硬件销售等模式实现盈利,行业的平均毛利率在20%-30%。产业链中游商业模式分析采购实际执行前首先进行采购分析:确定外部采购的必要性、采购方式、采购对象、采购量、采购时间等直接采购模式:采购部门根据采购需求对供应方进行初选、评价、再评价,最后经比价后确定采购价格、实施采购竞标采购模式:确定采购条件后,邀请供应商库内企业或行业优质供货商参加投标,按照一定程序和标准择优选择采购模式销售模式系统集成解决方案提供:面向交通运输部门等城市职能部门提供涉及大数据应用的智慧交通
23、集成式解决方案,以项目为单位收费技术服务提供:与车载导航、互联网平台等合作向公众提供出行信息服务,并取得服务许可费、广告费用等收益硬件销售:客流监测设备、ETC等硬件产品销售产生收入盈利模式直接销售模式:对于解决方案提供等项目型业务,大数据应用提供商通常采取直接销售的模式,参与客户招投标以获得销售合同代理商/中间商模式:对于硬件产品销售业务,中游厂商可采取直接销售与代理商/中间商模式结合的模式,在部分地区选择当地企业作为代理商/中间商,实现节约销售渠道拓展成本的目的162020 LeadL大数据在中国城市交通行业的应用产业链下游大数据城市交通应用市场属于“2G”行业,在交通供给与交通需求两方面
24、存在着不同的应用分析需求交通需求大数据在中国城市交通行业应用产业链下游环节的主要参与者为交通运输、公共安全(交警)等城市管理部门,在交通供给与交通需求两方面存在着不同的应用分析需求。产业链下游需求分析来源:城市交通大数据(何承等),头豹研究院编辑整理交通供给交通系统运行状态诊断道路交通公共交通基于城市内 部 不 同区 域 交 通流 量 的 监测,进 行交 通 拥 堵成因分析提 升 公 共交通服务水平,从而鼓励居民使用公共交通交 通 资 源调配,如小汽车增量指标调节与控制等小汽车使用限制措施交通需求分析与管理典型案例:百度地图、高德地图等实时地图应用企业提供的高峰时段拥堵指数服务 路段及上、下游
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- 2020 数据 中国 城市交通 行业 应用 概览
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