智慧交通中大數(shù)據(jù)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策研究

1、智慧交通中大數(shù)據(jù)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策研究0 引 言近年來，由于城市化進(jìn)程加速推進(jìn)， 交通系統(tǒng)和相關(guān)資源日趨緊張；人口不斷的增長(zhǎng)和越來越大的移動(dòng)需求， 更加增大了交通系統(tǒng)的壓力。擴(kuò)建道路、增加公共交通等傳統(tǒng)的解決方案并不能從根本上解決我國目前交通系統(tǒng)面臨的問題。 大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算技術(shù)的大力發(fā)展為解決問題打開了新的思路， 智慧交通的概念由此提出。 我們應(yīng)該在推動(dòng)城市空間結(jié)構(gòu)調(diào)整、 加強(qiáng)交通需求管理、 優(yōu)先發(fā)展公共交通的同時(shí)，依托高新技術(shù)手段，積極開展智慧交通建設(shè)，發(fā)揮已有能力，釋放交通壓力，促使交通出行安全 1。此外，智慧交通可以直接有效地提高交通運(yùn)行效率， 是解決城市交通問題的根本手段和必要舉措

2、。 大數(shù)據(jù)作為智能交通系統(tǒng)中的重要技術(shù)手段在智慧交通中的應(yīng)用主要是為了發(fā)現(xiàn)從單一的交通數(shù)據(jù)中無法獲取的信息， 通過大量數(shù)據(jù)匯集融合，得到城市交通擁堵的原因以及在擁堵情況下的交通出行規(guī)律，圍繞以人為基本核心， 實(shí)現(xiàn)生活與交通的平衡， 并為交通系統(tǒng)的管理與規(guī)劃提供綜合性決策 2。智慧交通中大數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于公共交通服務(wù)、 交通引導(dǎo)、物流調(diào)度優(yōu)化等方面， 通過數(shù)據(jù)資源整合， 依托云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)并應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)為公眾提供便捷的出行服務(wù) 3。如今，國內(nèi)交通部門都在積極研究大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用， 如杭州綜合交通信息指揮中心利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行城市軌道交通數(shù)據(jù)分析， 江蘇省交通運(yùn)輸廳在大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面與百

3、度展開深度合作，并簽署了戰(zhàn)略合作框架協(xié)議等。國外交通部門同樣以公眾便捷出行為宗旨， 利用大數(shù)據(jù)分析提高交通效率 4，如美國商用鐵路就利用大數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)提高運(yùn)輸?shù)募皶r(shí)性。然而在智慧交通系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)中， 大數(shù)據(jù)帶來的信息安全挑戰(zhàn)卻不容忽視。1 智慧交通中大數(shù)據(jù)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)隨著智慧交通的建設(shè)，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為交通數(shù)據(jù)平臺(tái)的重要載體，作為生產(chǎn)要素發(fā)揮重要作用。隨著快速處理技術(shù)和分析提取技術(shù)的發(fā)展，可以迅速挖掘出其中所蘊(yùn)含的價(jià)值信息，這些信息可以對(duì)系統(tǒng)的輔助決策提供幫助。 智慧交通中的大數(shù)據(jù)可以突破各行政區(qū)域間的限制，進(jìn)而共享數(shù)據(jù)信息。另外，大數(shù)據(jù)的組合效率和信息集成優(yōu)勢(shì)有利于綜合性立體的交通信息體系

4、的構(gòu)建5 ；另外在交通資源配置、車輛安全方面利用大數(shù)據(jù)的快速性和可預(yù)測(cè)性提升交通預(yù)測(cè)水平都有極大幫助。 然而，智慧交通中大數(shù)據(jù)掀起新的生產(chǎn)率提高和消費(fèi)者盈余浪潮的同時(shí)，隨著而來的是大數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中帶來的挑戰(zhàn)。1.1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一國內(nèi)由于各個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡， 在實(shí)施智慧交通系統(tǒng)項(xiàng)目時(shí)，國家并沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 所以造成許多地區(qū)的智慧交通系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，銜接和配合度不強(qiáng) 6。在智慧交通中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用需要依靠前端傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集， 由于鋪設(shè)的前端傳感器來自于不同的生產(chǎn)企業(yè)，這些行業(yè)并沒有統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)， 這就造成即使同一個(gè)城市的不同系統(tǒng)也很難進(jìn)行銜接和配合。 在智慧交通的大數(shù)據(jù)應(yīng)用中， 數(shù)

5、據(jù)采集是非常重要的環(huán)節(jié)， 由于不統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)嚴(yán)重加大交通數(shù)據(jù)獲取難度，從而妨礙交通流的分析與預(yù)測(cè)。 1.2 難以確保智慧交通系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性與可靠性智慧交通系統(tǒng)的整合度和復(fù)雜度越來越高， 然而其健壯性卻沒有隨之提高，因此系統(tǒng)整體的信息安全風(fēng)險(xiǎn)隨之增大。 智慧交通系統(tǒng)往往需要大量的服務(wù)器和前端設(shè)備，包括信號(hào)控制、交通流量采集、交通誘導(dǎo)、電子警察、卡口等子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)要和上級(jí)交通管理平臺(tái)、下級(jí)交通管理子平臺(tái)、 公安業(yè)務(wù)集成平臺(tái)等系統(tǒng)相連。 系統(tǒng)具有流程復(fù)雜、業(yè)務(wù)系統(tǒng)眾多、客戶端分散等一系列特點(diǎn)。數(shù)據(jù)中心需要竭盡全力保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 但是隨著系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大， 前端設(shè)備點(diǎn)位增加，設(shè)備故障點(diǎn)

6、也呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)， 管理人員必須保證這些設(shè)備正常運(yùn)行。在數(shù)據(jù)傳輸過程中， 智慧交通系統(tǒng)中硬件設(shè)備因功能滯后或老化而導(dǎo)致傳輸速率下降以及網(wǎng)絡(luò)延遲， 這些都可能引起數(shù)據(jù)泄露以及丟失，嚴(yán)重影響大數(shù)據(jù)安全。1.3 難以確保數(shù)據(jù)源的質(zhì)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量主要是指數(shù)據(jù)的真實(shí)性或可信度， 具體可以分為數(shù)據(jù)出處和數(shù)據(jù)失真兩個(gè)層面。 智慧交通應(yīng)用的數(shù)據(jù)主要來自于系統(tǒng)中的傳感器和監(jiān)控等設(shè)備收集的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)中心需要高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源，而目前設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的性能得不到保證， 數(shù)據(jù)質(zhì)量不高限制了智慧交通業(yè)務(wù)高水平的擴(kuò)展應(yīng)用。 現(xiàn)代化的交通誘導(dǎo)和交通信號(hào)控制需要實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的交通流量數(shù)據(jù)以供進(jìn)行交通狀態(tài)判斷以及短時(shí)交通預(yù)測(cè)使用。而由于

7、目前系統(tǒng)健壯性不足，難以自行判斷數(shù)據(jù)質(zhì)量，從而使得交通誘導(dǎo)和信號(hào)控制系統(tǒng)不能發(fā)揮預(yù)期效用， 最后影響了整體智慧交通系統(tǒng)的投資價(jià)值。1.4 增加隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)巨量的交通數(shù)據(jù)包含了個(gè)人的一些敏感信息。這些數(shù)據(jù)集中的存儲(chǔ)增加了泄露的風(fēng)險(xiǎn)。一旦遭到非法使用，這將引起重大后果。無論從道德層面還是法律層面來看，都將對(duì)許多牽涉的用戶造成影響。另外，由于數(shù)據(jù)量較大， 對(duì)敏感數(shù)據(jù)的所有權(quán)和使用權(quán)并沒有界定的明確標(biāo)準(zhǔn)，許多基于大數(shù)據(jù)的分析并未考慮其中涉及的個(gè)人隱私安全問題。1.5 增加信息安全風(fēng)險(xiǎn)智慧交通中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用是利用道路和車輛等配置的前端設(shè)備進(jìn)行交通數(shù)據(jù)采集， 并從超大量數(shù)據(jù)中分析出價(jià)值信息的過程。 智慧交

8、通中大數(shù)據(jù)的收集、傳輸、存儲(chǔ)、分析過程都是依靠云計(jì)算平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)傳輸進(jìn)行的，而這個(gè)過程便增加了信息安全的風(fēng)險(xiǎn)。一方面，大數(shù)據(jù)所包含的復(fù)雜、敏感數(shù)據(jù)會(huì)引起更多潛在的攻擊。另一方面，由于大量數(shù)據(jù)匯集在一起， 一旦黑客成功攻擊就會(huì)引起大量敏感數(shù)據(jù)的泄露，造成巨大損失，增加風(fēng)險(xiǎn)率。而且由于黑客一次性可以得到更多數(shù)據(jù)，這相當(dāng)于降低了黑客攻擊的成本。此外，智慧交通中許多數(shù)據(jù)傳輸本身就是借助于移動(dòng)智能設(shè)備的采集和傳輸， 如果這些設(shè)備感染具有監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集功能的病毒， 這些敏感信息一旦被利用， 不法組織便可能追蹤到個(gè)人的實(shí)時(shí)位置以及監(jiān)控個(gè)人的行為習(xí)慣等其他機(jī)密，這將增加個(gè)人信息安全風(fēng)險(xiǎn)，提高安全事故風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

9、1.6 威脅現(xiàn)有的存儲(chǔ)和安防措施智慧交通系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)時(shí)，必然造成大量數(shù)據(jù)的匯集。 如此巨量復(fù)雜的數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)在更高安全管理標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)中心。由于原有交通系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心很有可能并不符合規(guī)定，這便對(duì)現(xiàn)有的存儲(chǔ)環(huán)境產(chǎn)生了威脅。另外，巨量的數(shù)據(jù)也會(huì)增加防護(hù)難度，影響現(xiàn)有安全防護(hù)措施的運(yùn)行。 安全防護(hù)手段更新升級(jí)的速度必須與數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的速度相匹配， 一旦安全防護(hù)措施跟不上數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的速度，便會(huì)引起大數(shù)據(jù)安全防護(hù)漏洞。另外智慧交通系統(tǒng)是一個(gè)龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)應(yīng)用需要各個(gè)子系統(tǒng)的銜接和配合。 這必然需要許多工作人員共同參與，由于大數(shù)據(jù)包含許多非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)， 若使每位用戶對(duì)應(yīng)訪問特定的信息子集， 確

10、保敏感信息的隔離， 這便意味著需要保護(hù)數(shù)據(jù)的加密方案將會(huì)是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。 數(shù)據(jù)的訪問控制需要更謹(jǐn)慎， 以確保用戶只能訪問授權(quán)其訪問的數(shù)據(jù)。2 智慧交通中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用應(yīng)對(duì)策略綜上所述，對(duì)于智慧交通中大數(shù)據(jù)應(yīng)用帶來的各種挑戰(zhàn)， 應(yīng)該從以下幾個(gè)方面有針對(duì)性地、綜合地加以解決。2.1 加強(qiáng)交通平臺(tái)資源整合，推進(jìn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化交通系統(tǒng)是龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，且覆蓋范圍非常廣， 各個(gè)交通平臺(tái)銜接度不夠。為了解決大數(shù)據(jù)應(yīng)用在智慧交通中的行業(yè)不統(tǒng)一問題，首先國家應(yīng)該推出交通平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化措施，規(guī)范每個(gè)交通平臺(tái)的統(tǒng)一化布局，包括交通系統(tǒng)物理層的每一個(gè)硬件設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化接口以及交通系統(tǒng)軟件層的每一個(gè)信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化接口，實(shí)現(xiàn)

11、各個(gè)平臺(tái)從硬件到軟件的互聯(lián)性和兼容性， 進(jìn)一步推動(dòng)交通信息化體系綜合化和立體化。這樣才可以為智慧交通中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供資源共享綜合平臺(tái)。此外，在實(shí)現(xiàn)跨部門、跨地區(qū)的交通互聯(lián)共享平臺(tái)的基礎(chǔ)上，我們應(yīng)該進(jìn)一步規(guī)范交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)建數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化體系， 實(shí)現(xiàn)綜合交通平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。2.2 加強(qiáng)交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)交通大數(shù)據(jù)的信息安全的影響不容忽視。 基礎(chǔ)設(shè)施作為智慧交通系統(tǒng)的物理層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)， 一旦發(fā)生損壞或者出現(xiàn)問題， 將很容易增加信息泄露或丟失的風(fēng)險(xiǎn)。 因此，智慧交通中的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)至關(guān)重要，應(yīng)該加強(qiáng)交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 7。加強(qiáng)交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要包括： 及時(shí)

12、對(duì)前端硬件設(shè)備進(jìn)行更新和維護(hù)，應(yīng)對(duì)智慧交通系統(tǒng)中的傳輸信息的網(wǎng)絡(luò)線路以及傳感器和監(jiān)控等硬件設(shè)備進(jìn)行定期的查驗(yàn)、 維護(hù)和更新，嚴(yán)防因?yàn)榛A(chǔ)設(shè)施的損壞或者老化等問題而造成信息數(shù)據(jù)的泄露或丟失； 為了應(yīng)對(duì)突發(fā)事件， 智慧交通系統(tǒng)應(yīng)該制定相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急措施， 以便當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)， 智慧交通系統(tǒng)能夠保證繼續(xù)安全和運(yùn)行，從而確保信息數(shù)據(jù)的安全有效。2.3 嚴(yán)格控制智慧交通中的數(shù)據(jù)真實(shí)度大數(shù)據(jù)技術(shù)上有一個(gè)普遍觀點(diǎn)認(rèn)為數(shù)據(jù)可以說明一切，數(shù)據(jù)自身就是事實(shí)。大數(shù)據(jù)的核心價(jià)值在于通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析挖掘，提煉價(jià)值信息并提供預(yù)測(cè)以及決策。 大數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值是建立在真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，一旦系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)本身存在錯(cuò)誤， 那

13、么經(jīng)過分析挖掘的預(yù)測(cè)以及決策非但不存在價(jià)值， 而且會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤的決策進(jìn)而造成損失與危害。因此， 智慧交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集時(shí)，必須通過嚴(yán)格的監(jiān)控措施以及測(cè)試手段確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。 從數(shù)據(jù)源頭開始把關(guān)， 一旦發(fā)現(xiàn)虛假或惡意數(shù)據(jù)便及時(shí)剔除， 同時(shí)可以利用穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)以及對(duì)抗式機(jī)器學(xué)習(xí)等方法減輕數(shù)據(jù)惡意插入的后果。 此外，在智慧交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集過程中， 為確保傳輸過程中數(shù)據(jù)不失真， 應(yīng)該盡可能減少人為影響和干預(yù)。 2.4 加強(qiáng)智慧交通系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)管理智慧交通系統(tǒng)中， 除了在技術(shù)上保護(hù)大數(shù)據(jù)信息安全，安全管理制度也非常關(guān)鍵，它是確保智慧交通數(shù)據(jù)平臺(tái)中的大數(shù)據(jù)信息安全的重要基礎(chǔ)。只有使用科學(xué)的大數(shù)據(jù)管理

14、方法， 才可以從海量的交通數(shù)據(jù)中獲得真正價(jià)值，提升智慧交通系統(tǒng)的效率，降低各種安全風(fēng)險(xiǎn)。加強(qiáng)智慧交通系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)管理具體可以從以下 4 個(gè)方面進(jìn)行：2.4.1 完善智慧交通中的大數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理大數(shù)據(jù)作為智慧交通中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用的核心資產(chǎn)，許多安全問題都是在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的過程中。因此，在對(duì)其資產(chǎn)管理時(shí)，必須清楚定義數(shù)據(jù)元素，包含別名、格式以及其他特征標(biāo)識(shí)；在對(duì)其進(jìn)行描述時(shí)，必須列清該數(shù)據(jù)元素的信息來源和相關(guān)數(shù)據(jù)元素的其他信息；在對(duì)其使用信息的記錄時(shí)， 必須說明數(shù)據(jù)元素的產(chǎn)生和修改信息、訪問歷史記錄、安全與訪問控制信息等。2.4.2 建立數(shù)據(jù)的安全系統(tǒng)智慧交通數(shù)據(jù)中心的防護(hù)系統(tǒng)需要設(shè)立全面的安全防

15、護(hù)， 包括設(shè)立入侵檢測(cè)系統(tǒng)、安全審計(jì)、防火墻、抵抗拒絕服務(wù)攻擊、網(wǎng)絡(luò)防病毒系統(tǒng)、流量整形和控制等措施。此外，智慧交通的數(shù)據(jù)中心還應(yīng)該通過使用識(shí)別管理技術(shù)， 加密技術(shù)并結(jié)合其他主動(dòng)安全管理技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制交通數(shù)據(jù)從使用到遷移、停用的整個(gè)過程。2.4.3 做好智慧交通中的大數(shù)據(jù)信息安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估智慧交通系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)類型繁多， 不同類型的數(shù)據(jù)都有相對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。作為智慧交通的大數(shù)據(jù)中心應(yīng)該將其進(jìn)行分類， 劃分不同的安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。只有這樣，才可以加強(qiáng)安全防范，更加明確安全風(fēng)險(xiǎn)治理目標(biāo)，降低智慧交通數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。2.4.4 提高智慧交通系統(tǒng)的職員信息安全意識(shí)智慧交通系統(tǒng)的運(yùn)行， 除了大數(shù)據(jù)平臺(tái)以及相關(guān)硬件設(shè)施之外還需要各個(gè)部門職員的配合， 他們?cè)谥腔劢煌ㄏ到y(tǒng)的數(shù)據(jù)安全中扮演著至關(guān)重要的角色。尤其作為大數(shù)據(jù)中心平臺(tái)管理的職員更應(yīng)該提高對(duì)數(shù)據(jù)安全威脅的辨別能力，知曉其所管理的數(shù)據(jù)的重要價(jià)值。同時(shí)，智慧交通建設(shè)的過程中，更應(yīng)該積極對(duì)職員進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)安全培訓(xùn)，提高職員在數(shù)據(jù)安全防護(hù)方面的知識(shí)水平和方法戰(zhàn)略認(rèn)識(shí)。綜上