南京市綜合交通仿真決策支撐平臺系統 ——居民出行調查采集系統（上篇）
南京市綜合交通仿真決策支撐平臺——居民出行調查采集系統（上篇）
供稿：我院交通大數據工程技術(shù)研究中心
整理：技術(shù)創(chuàng )新部
引言
我院交通大數據工程技術(shù)研究中心一直致力于本市綜合交通數據庫建設，現已初步建立城市基礎地理信息數據庫、城市綜合交通調查數據庫、城市多源時(shí)空交通大數據庫等。不僅具備較為完善的城市交通調查支撐技術(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據融合挖掘分析、大數據對城市交通模型的規則表征洞察的深度應用等方面的技術(shù)研發(fā)，并在此基礎上構建了南京市綜合交通仿真決策支撐平臺系統。
圖1 南京綜合交通數據庫平臺
南京市綜合交通仿真決策支撐平臺系統總體由三大模塊構成。最底層為數據采集系統，主要負責對實(shí)時(shí)接入的動(dòng)態(tài)數據進(jìn)行邏輯清洗以及空間關(guān)聯(lián)，同時(shí)對人工調查（主要是居民出行調查）提供數據采集終端，形成無(wú)紙化調查模式，并將調查數據實(shí)時(shí)上傳至數據庫進(jìn)行分析。其次為狀態(tài)感知系統，融合多源頭數據對現狀綜合交通運行特征以及內部演變機理進(jìn)行深度感知。最上層為仿真應用系統，基于狀態(tài)感知系統構建宏觀(guān)交通仿真引擎，對綜合交通設施評估、戰略評估、政策評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查數據采集系統。該系統全面應用于2017年南京市新一輪居民出行調查，全方位采集了居民出行信息。
系統設計
為支撐新一輪南京市城市總體規劃和南京市城鄉綜合交通規劃，在市政府、市規劃局、市其他相關(guān)職能部門(mén)以及各區區政府、區規劃局的大力支持下，我院交通大數據工程技術(shù)研究中心于2017年底前完成了新一輪南京市居民出行調查實(shí)施工作。
由于既有的紙質(zhì)調查方式和既有的基于移動(dòng)設備的調查方式均存在一定程度的不足，故本次調查采用自主開(kāi)發(fā)設計的居民出行數據采集系統。
本次設計的新型調查系統是對既有基于移動(dòng)設備的調查系統的改善，不僅重點(diǎn)設計了居民出行路徑選擇及出行軌跡采集模塊，豐富了出行調查內容，最大化保留了出行調查的完整度和時(shí)空度；還實(shí)現了調查邏輯的即時(shí)檢驗，在實(shí)際調查過(guò)程中對調查填寫(xiě)內容進(jìn)行邏輯信息自動(dòng)判斷并實(shí)時(shí)報錯，最大化保證了出行調查的效率和精度；同時(shí)實(shí)時(shí)上傳調查數據至后臺服務(wù)器，后臺提供初步統計、分析、展示功能，隨時(shí)跟蹤調查質(zhì)量并按需提供初步分析結果。
表1 不同居民出行調查方式對比
對比內容 | 既有紙質(zhì)調查 | 既有調查軟件 | 本次新型調查系統 |
采集方式 | 紙質(zhì)化采集 | 電子化采集 | 電子化采集 |
采集內容 | 傳統家庭屬性、成員屬性及出行屬性采集 | 較紙質(zhì)調查新增位置信息定位采集功能 | 較既有調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)計算功能。 |
質(zhì)量監控 | 無(wú) | 無(wú) | 設定出行邏輯檢驗規則，對不同邏輯類(lèi)型進(jìn)行預判并報錯提醒 |
數據上傳 | 后期人工錄入 | 按設備依次導出 | 即時(shí)上傳至后臺服務(wù)器并以規定方式存儲 |
調查擴展 | 無(wú) | 可擴展 | 可擴展 |
數據分析 | 無(wú) | 無(wú) | 后臺服務(wù)器開(kāi)發(fā)家庭屬性、成員屬性、出行強度、目的、方式、時(shí)段、時(shí)耗、距離、OD等模塊的初步統計、分析、展示功能。 |
本次新型居民出行調查系統分為兩個(gè)部分：手持客戶(hù)端和后臺服務(wù)器端?？蛻?hù)端通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與服務(wù)器端進(jìn)行交互，服務(wù)器端接收到數據信息后進(jìn)行保存以備實(shí)時(shí)數據查看跟蹤以及后期數據分析處理。
調查系統基于A(yíng)ndroid體系技術(shù)，在A(yíng)ndroid Studio開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行，結合SDK組件實(shí)現系統客戶(hù)端設計，借助高德地圖API實(shí)現地圖服務(wù)和定位服務(wù)設計，利用JDBC實(shí)現與服務(wù)器數據庫的通信，使用Tomcat作為WEB服務(wù)器，使用MySQL搭建后臺數據庫。采集數據實(shí)時(shí)上傳至后臺服務(wù)器，后端提供對已經(jīng)獲取的數據進(jìn)行初步統計、分析與展示功能。
圖2 新型居民出行調查系統應用架構
系統功能
設計的新型調查數據采集系統具有很強的通用性和可擴展性，主要包含以下功能：無(wú)紙數據采集功能、實(shí)時(shí)數據校驗功能、精準出行畫(huà)像功能、系統數據分析功能等。后三個(gè)功能是本次新型調查系統的創(chuàng )新之所在。
圖3 四大功能模塊
● 無(wú)紙數據采集功能
無(wú)紙數據采集功能是調查系統基礎功能，實(shí)現移動(dòng)端調查數據的電子化數字化采集以及調查數據的實(shí)時(shí)上傳并更新至后臺數據庫。調查系統的采集內容根據居民出行調查需求而定，可以添加定制化的需求匯聚到調查系統中。
● 實(shí)時(shí)數據校驗功能
實(shí)時(shí)數據校驗功能是調查系統核心功能。實(shí)現數據邏輯的實(shí)時(shí)校驗以及樣本分布的實(shí)時(shí)校驗。設定出行邏輯檢驗規則，進(jìn)行預判并報錯提醒，最大化保證調查數據質(zhì)量。同時(shí)后臺隨時(shí)查看調查樣本分布及調查采集數據，實(shí)時(shí)質(zhì)量跟蹤。
● 精準出行畫(huà)像功能
精準出行畫(huà)像功能是調查系統核心功能，實(shí)現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序列，以供后續進(jìn)行出行軌跡分析。
● 系統數據分析功能
系統數據分析功能是調查系統延伸功能，一鍵化完成數據分析，交互展示調查統計結果。調查數據實(shí)時(shí)上傳至后端服務(wù)器數據庫中，進(jìn)行統一的數據存儲及管理。開(kāi)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查結果。