一种基于HBase的交通旅行时间计算方法
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题 。本 文 采 用 全 样 的 实 测 车 牌 识 别 数 据 对 旅 行 时 间 进 行 计算 。
随着 智 能交 通 的迅 速 发 展 ， 大 量 监 测 设 备 用 于 交 通 数
据 的 采 集 。以某 大 型城 市 的车 辆 识 别 数 据 为 例 ， 道 路 上 部 署 的 车 辆 识 别传 感 器 数 量 为 ５ ０ ０ ０个 ， 每 个 传 感 器 的 高 峰 采 样 频 率 为 １条 ／ 秒， 则 每秒 将产生 ５ ０ ０ ０条 车 辆 识 别 数 据， 每 天 的 高 峰折 算 率 为 ０ ． ３ ３ ， 一 年 车 辆 识 别 数 据 记 录 数 将超过 ５ ０ ０亿 条 ， 数据存储量 为 １ ０ ＴＢ级 （ 来 自实 际 项 目） 。面对 如此 规 模 的 数 据 ， 传 统 的关 系 型 数 据 库 无 法 直 接 有 效 地 满 足 海 量 时 序 数据 的存 储 和处 理 请 求 ， 存 在 扩 展
一
种 基 于 ＨＢ ａ ｓ ｅ的 交通 旅 行 时 间计 算 方法 ， 设 计 了面 向 查询 优 化 的 行 键 策 略 ， 并 在 此 基 础 上 提 出 了单 时段 及 多 时段
旅 行 时 间计 算 方 法 。 实验 表 明 ， 该 计 算 方 法 与传 统 的 基 于 Ｏｒ ａ ｃ ｌ ｅ的 算 法 相 比 ， 时 间效 率提 高 ２ ～ ３倍 ， 并且 有较 高的
摘 要 ： 旅行时间计算是智能交通 系统研 究的重要 内容， 准确 的旅 行时 间计 算结果可 以为交通管控部 门提供 决策 支
持， 缓 解 交 通 拥 堵 情 况 。近 年 来 ， 随 着 监 测 水 平 的提 高 ， 交通 监 测 数 据 呈 现 海 量 增 长趋 势 。 传 统 的 关 系 型数 据 库 应 对 海 量 数 据 时存 在 高并 发 读 写 和 扩 展 性 不 足 等 瓶 颈 。为 解 决 智 能 交 通 因数 据 规 模 过 大 带 来 的 存 储 和 查 询 问题 ， 提 出了
读 写性 能及 良好 的 可扩 展 性 。
关键词 ： 旅行 时间； 海量数据 ； ＨＢ ａ ｓ ｅ ； 智 能交 通
Ｄ ｏＩ ： １ ０ ． １ １ ９ ０ ７ ／ ｒ ｊ ｄ ｋ ． １ ５ １ ３ ８ ３
中 图分 类 号 ： ＴＰ ３ ０ １
文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ７ ８ ０ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ０ ８ — ０ ０ ２ ２ — ０ ４
目前 数 据 的 存 取 技 术 主要 有 以 下 几种 ： （ １ ） 传 统 的 关 系 型 数 据 库 。在 数 据 存 储 方 面 ， 只 能 采 用 结 构 化 的数 据 模 式 ， 不 支持海量 数据 的存储 ， 严 格 遵 循 ＡＣ Ｉ Ｄ 原 则 使 其 不 适 合 大 量 数 据 的定 期 更 新 ， 基于“ 极 少 发生 节 点 失 效 ” 的假 设 而 构 建 的 传 统关 系 型数 据 库 不 适 用
ＨＢ ａ ｓ ｅ 这种 Ｎ ｏ Ｓ ＱＬ类 型 的 数 据 库 作 为 监 测 数 据 的 基 础 存储系统 ， 并在此基础 上进行旅 行时 间的全样 数据计 算 ；
实验表明 ， 该计算方法更 准确 ， 且 满 足 可 扩 展 性 与 高 并 发
性。
究、 交 通规 划设 计 、 交 通 管 理 部 门提 供 决 策 辅 助 支 持 ， 对 城
通旅行时 间计 算方 法 ， 针 对海 量 交 通 监测 数 据 需 求 ， 以
０ 引 言
交 通 旅 行 时 间计 算 是 智 能 交 通 领 域 的 一 个 重 要 研 究 内容 ， 精 准 的旅 行 时 间计 算 、 评 估 可 以为 城 市 路 网 规 划 、 城 市 道路 交 通 管 理 与 控 制 提 供 重 要 依 据 ， 为 道 路 交 通 的 研
１ ４ 眷 第８ 期
２ （ ） ｌ ５ 年 ８ 月
软 件 导 刊
Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ｇｕｉ ｄ ｅ
ＶＯ １ ．１ ４ Ｏ ．８
Ａｕ ｇ．２ ０１ ５
一
种基于 Ｈ Ｂ ａ ｓ ｅ的 交通 旅行 时 间计 算 方法
乔彦克 ， 陆 婷
（ 北 方工 业 大学 大规 模 流数据 集成 与分析 技 术北京 市重 点 实验 室， 北京 １ ０ ０ １ ４ ４ ）
市 交 通 拥堵 问题 起 到一 定 的缓 解 作 用 。
１ 相 关 工 作
旅 行 时 间是 交通 出行 服 务 水 平 的重 要 衡 量 指标 ， 近 年 来 对 旅 行 时 间 的 研究 日益 增 多 。从 检 测 技 术 角 度 来 看 ， 通 常 有 基 于 线 圈 的估 计 ， 基 于浮 动 车 的估 计 和 基 于 车 牌 识 别 的估 计 等 ］ 。从 数 据 来 源 看 ， 目前 的旅 行 时 间估 计 所 用 数 据主要有两类 ： 一是仿真 数据 ， 二 是 检 测 数 据 。在 检 测 数 据 中， 部 分 使 用 直 接 测量 样 本 车 辆 的旅 行 时 间 来 进 行 路 段 旅行时间的估计 ， 如基于 浮动车和 车牌识 别等 ， 但 因 是 非 全样数据 ， 因此 在 反 映路 段 旅 行 时 间 的分 布 上 存 在 一 定 问
能力差 、 写 入 延迟 高 等 问 题 ， 并 且 传 统 的 旅 行 时 间计 算 大
多 是 基 于 车 辆 采 样 数 据 或 者 浮 动 车数 据 等 非 全 样 数 据 ， 在 反 映 路 段 旅 行 时 间 的分 布 上 存 在 一 些 问 题 。作 为 新 型 的 数据处理技术 ， ＨＢ ａ ｓ ｅ ＿ １ 已 经 在 监 测 数 据 的 大 规 模 存 储 方 面得到应用 ， 文献［ ２ ３ 就 把 ＨＢ ａ ｓ ｅ作 为 大 规 模 无 线 传 感 网
随着 智 能交 通 的迅 速 发 展 ， 大 量 监 测 设 备 用 于 交 通 数
据 的 采 集 。以某 大 型城 市 的车 辆 识 别 数 据 为 例 ， 道 路 上 部 署 的 车 辆 识 别传 感 器 数 量 为 ５ ０ ０ ０个 ， 每 个 传 感 器 的 高 峰 采 样 频 率 为 １条 ／ 秒， 则 每秒 将产生 ５ ０ ０ ０条 车 辆 识 别 数 据， 每 天 的 高 峰折 算 率 为 ０ ． ３ ３ ， 一 年 车 辆 识 别 数 据 记 录 数 将超过 ５ ０ ０亿 条 ， 数据存储量 为 １ ０ ＴＢ级 （ 来 自实 际 项 目） 。面对 如此 规 模 的 数 据 ， 传 统 的关 系 型 数 据 库 无 法 直 接 有 效 地 满 足 海 量 时 序 数据 的存 储 和处 理 请 求 ， 存 在 扩 展
一
种 基 于 ＨＢ ａ ｓ ｅ的 交通 旅 行 时 间计 算 方法 ， 设 计 了面 向 查询 优 化 的 行 键 策 略 ， 并 在 此 基 础 上 提 出 了单 时段 及 多 时段
旅 行 时 间计 算 方 法 。 实验 表 明 ， 该 计 算 方 法 与传 统 的 基 于 Ｏｒ ａ ｃ ｌ ｅ的 算 法 相 比 ， 时 间效 率提 高 ２ ～ ３倍 ， 并且 有较 高的
摘 要 ： 旅行时间计算是智能交通 系统研 究的重要 内容， 准确 的旅 行时 间计 算结果可 以为交通管控部 门提供 决策 支
持， 缓 解 交 通 拥 堵 情 况 。近 年 来 ， 随 着 监 测 水 平 的提 高 ， 交通 监 测 数 据 呈 现 海 量 增 长趋 势 。 传 统 的 关 系 型数 据 库 应 对 海 量 数 据 时存 在 高并 发 读 写 和 扩 展 性 不 足 等 瓶 颈 。为 解 决 智 能 交 通 因数 据 规 模 过 大 带 来 的 存 储 和 查 询 问题 ， 提 出了
读 写性 能及 良好 的 可扩 展 性 。
关键词 ： 旅行 时间； 海量数据 ； ＨＢ ａ ｓ ｅ ； 智 能交 通
Ｄ ｏＩ ： １ ０ ． １ １ ９ ０ ７ ／ ｒ ｊ ｄ ｋ ． １ ５ １ ３ ８ ３
中 图分 类 号 ： ＴＰ ３ ０ １
文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ７ ８ ０ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ０ ８ — ０ ０ ２ ２ — ０ ４
目前 数 据 的 存 取 技 术 主要 有 以 下 几种 ： （ １ ） 传 统 的 关 系 型 数 据 库 。在 数 据 存 储 方 面 ， 只 能 采 用 结 构 化 的数 据 模 式 ， 不 支持海量 数据 的存储 ， 严 格 遵 循 ＡＣ Ｉ Ｄ 原 则 使 其 不 适 合 大 量 数 据 的定 期 更 新 ， 基于“ 极 少 发生 节 点 失 效 ” 的假 设 而 构 建 的 传 统关 系 型数 据 库 不 适 用
ＨＢ ａ ｓ ｅ 这种 Ｎ ｏ Ｓ ＱＬ类 型 的 数 据 库 作 为 监 测 数 据 的 基 础 存储系统 ， 并在此基础 上进行旅 行时 间的全样 数据计 算 ；
实验表明 ， 该计算方法更 准确 ， 且 满 足 可 扩 展 性 与 高 并 发
性。
究、 交 通规 划设 计 、 交 通 管 理 部 门提 供 决 策 辅 助 支 持 ， 对 城
通旅行时 间计 算方 法 ， 针 对海 量 交 通 监测 数 据 需 求 ， 以
０ 引 言
交 通 旅 行 时 间计 算 是 智 能 交 通 领 域 的 一 个 重 要 研 究 内容 ， 精 准 的旅 行 时 间计 算 、 评 估 可 以为 城 市 路 网 规 划 、 城 市 道路 交 通 管 理 与 控 制 提 供 重 要 依 据 ， 为 道 路 交 通 的 研
１ ４ 眷 第８ 期
２ （ ） ｌ ５ 年 ８ 月
软 件 导 刊
Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ｇｕｉ ｄ ｅ
ＶＯ １ ．１ ４ Ｏ ．８
Ａｕ ｇ．２ ０１ ５
一
种基于 Ｈ Ｂ ａ ｓ ｅ的 交通 旅行 时 间计 算 方法
乔彦克 ， 陆 婷
（ 北 方工 业 大学 大规 模 流数据 集成 与分析 技 术北京 市重 点 实验 室， 北京 １ ０ ０ １ ４ ４ ）
市 交 通 拥堵 问题 起 到一 定 的缓 解 作 用 。
１ 相 关 工 作
旅 行 时 间是 交通 出行 服 务 水 平 的重 要 衡 量 指标 ， 近 年 来 对 旅 行 时 间 的 研究 日益 增 多 。从 检 测 技 术 角 度 来 看 ， 通 常 有 基 于 线 圈 的估 计 ， 基 于浮 动 车 的估 计 和 基 于 车 牌 识 别 的估 计 等 ］ 。从 数 据 来 源 看 ， 目前 的旅 行 时 间估 计 所 用 数 据主要有两类 ： 一是仿真 数据 ， 二 是 检 测 数 据 。在 检 测 数 据 中， 部 分 使 用 直 接 测量 样 本 车 辆 的旅 行 时 间 来 进 行 路 段 旅行时间的估计 ， 如基于 浮动车和 车牌识 别等 ， 但 因 是 非 全样数据 ， 因此 在 反 映路 段 旅 行 时 间 的分 布 上 存 在 一 定 问
能力差 、 写 入 延迟 高 等 问 题 ， 并 且 传 统 的 旅 行 时 间计 算 大
多 是 基 于 车 辆 采 样 数 据 或 者 浮 动 车数 据 等 非 全 样 数 据 ， 在 反 映 路 段 旅 行 时 间 的分 布 上 存 在 一 些 问 题 。作 为 新 型 的 数据处理技术 ， ＨＢ ａ ｓ ｅ ＿ １ 已 经 在 监 测 数 据 的 大 规 模 存 储 方 面得到应用 ， 文献［ ２ ３ 就 把 ＨＢ ａ ｓ ｅ作 为 大 规 模 无 线 传 感 网
