交通流数据质量预控制的实施对策研究

摘要 针对道路交通流数据中的质量问题，目前的研究大多集中在技术层面上由定量建模分析方法对采集得到的交通流数据进行二次加工处理来提高其精确程度，属于对数据质量的后期提升。本文提出在交通流数据的采集和管理的过程中，通过定性手段来预先保障交通流数据的质量，研究交通流数据质量控制工作的实施策略，从而期望在数据采集端预先解决数据质量问题。通过从操作角度由技术、体制和政策3个层面提出有助于数据质量控制工作开展的实施策略与建议，作为实现交通流数据质量控制的辅助手段，更有利于从源头上根本解决数据质量问题。

关键词 交通工程；实施策略；质量控制；交通流数据；定性

中图分类号U49 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）45-0040-03

常规意义下的质量控制是针对交通流数据进行属性分析，就其中的错误、不规则时间点和丢失信息进行修正和补齐[1]，并且融合多源信息尽可能提高数据的准确程度，上述范畴的质量控制属于针对采集得到的交通流数据的后期处理，更多的停留在定量层次上，因此未必能从源头上克服数据质量问题。除了从定量建模分析的角度来开发交通流数据的质量控制技术以外，更重要的一方面是通过定性手段来预先保障交通流数据的质量，从数据采集端预先解决数据质量问题。比如确保选择最适合的检测器，使检测器系统性能最优化来获取高质量的数据就是定性手段的一种。本文首先从交通流数据质量的影响因素着手进行分析，接着提出质量控制工作开展的总体思路，最后从技术、体制和政策3个层面提出有助于数据质量控制工作开展的实施策略与建议，作为实现交通流数据质量控制的辅助手段。

1 交通流数据质量的影响因素分析

综合来看，目前妨碍交通流数据质量提高的因素可概括为以下几个方面，包括数据质量的定义与度量、数据检测设备的安装与维护、数据共享以及体制问题等，如表1所示。

2 交通流数据质量控制工作的实施对策

以交通流数据质量控制影响因素的分析为着眼点，总结从源头上预先控制数据质量的对策，具体思路如图1所示。分别从技术层面、体制层面和政策层面对交通流数据的质量控制工作的实施策略进行研究和总结。

2.1 技术层面

技术层面的数据质量控制的定性解决对策和措施包括：数据质量的实质和度量指标、遴选最适合的检测设备、数据质量的敏感度研究、对现有质量控制方法的集成和综合等。

1）数据质量的实质和度量指标

首先需要对数据质量在定性层次上给以更加准确的定义。Strong等人将数据质量定义为“对于数据信息使用者的满足程度”，并指出这是一个宽泛的数据质量度量标准。English等人则进一步指出“数据质量是对于工业过程中的各类需求的满足程度”，并将数据质量定义为“始终如一的满足工作人员和终端消费者的需求”。从这个定义可以清楚地看出数据质量是一个相对的概念，针对不同的需求主体具有不同的含义。可见，交通流数据质量的实质表现在：交通流数据质量是交通流数据对于各类交通应用数据需求的满足程度，衡量交通流数据质量需要明确其对应的数据需求。

在明确了数据质量的实质以后，为了进一步全面的衡量数据质量，制定下列数据质量指标，如表2所示。当然，还有若干其他数据质量指标适用于某些具体的交通数据应用。但是，上述6个指标是评价交通流数据应用中数据质量时所用到的最为基本和有效的度量标准。

在实施过程中，建议根据上述6项质量度量指标的内涵分别建立对应的定性和定量标准，以便实现针对不同的采集环境下得到的交通流数据的全面度量，并且将生成的数据质量报告纳入元数据标准中。

2）遴选最适合的检测设备

质量控制强调数据质量，这需要确保选择最精确和最有效的检测器进行采集，并且使检测器系统性能达到最优。综合来看，首先，作为目前市场主导的环形线圈检测器具有良好性能和检测交通参数的能力；其次，微波检测器在主要特性和所测得的交通参数方面都具有一定的通用性，并且价位适中，是环形线圈检测器的良好代替品；再次，视频检测器检测交通参数的多样性，是其它检测器不能比拟的，并且精确度较高，但其价位较高是影响它普及的主要因素。在实施过程中，建议以不同类型检测器的特性分析为出发点，针对不同的应用条件和环境制定更加具体的适用检测器的遴选顺序，具体的应用条件和环境包括：交通应用类型、天气和环境条件、所采集的交通参数的类型要求等。

3）数据质量的敏感度研究

由于不同的交通应用类型对数据质量的敏感程度不尽相同，因此，建议开展数据质量的敏感度分析，阐明不同的交通流数据质量水平和指标，包括准确性、完整度、有效度、时效度、覆盖度、可用度等六项度量指标，与具体的交通应用类型的关联和影响程度。另外，基于敏感度分析的结果，进一步明确对应于每类交通应用的数据质量的基准要求。

4）现有质量控制方法的集成

目前，各交通部门使用的数据质量控制软件通常是基于自行开发的算法而开发的，建议针对现有质量控制方法进行集成和综合，并且针对各类交通应用中的与数据质量控制有关的管理方法进行集成，最后在此基础上投资和开发更高水平的交通流数据质量控制领域的通用软件，这将增强各不同部门间的技术与经验的共享与合作。集成后的成果包括针对所有交通应用类型的质量控制程序和算法，以及用来保证高质量数据的数据管理方法。

2.2 体制层面

体制层面的数据质量控制的定性解决对策和措施包括：交通数据采集中的数据和资源共享、数据采集技术的人员培训、案例研究的开展、检测器设备成本的生命周期分析、检测器信息数据仓库的建立、数据采集设备的安装和维护指南的开发等。

1）数据和资源共享

在不增加预算的前提下，各数据采集部门若要进一步满足用户数据需求，其中一个重要的解决对策就是加强各机构间的数据共享。但共享仅限于原始数据，不同机构要根据自身的需求进行相应的数据质量分析工作。在实施过程中，建议制定针对交通数据采集领域内的数据和资源共享原则，包括不同部门间的设备共享、数据共享、以及人员和投资方面的合作策略，尤其应该包括政府部门和私有部门间的资源共享的实施计划，以及对私有部门采集的数据进行评价和校验的指导原则。

2）数据采集工作的人员培训

由于交通数据检测设备的复杂性，进行人员培训是保证数据质量的必要途径。随着先进的波频和视频式检测器的软件和硬件的飞速升级，安装和维护人员不仅要掌握必要的计算机技术，而且要对检测系统的各式各样前沿技术保持足够关注。在实施过程中，建议开展交通采集工作人员的技术培训，包括检测设备的安装和维护常识、数据质量控制的技术培训、相关数据管理技术的培训、数据采集工作的元数据和工作文档的记录等。

3）数据采集设备成本的生命周期分析

建议开发一套计算数据采集设备成本生命周期的算法，设备成本包括购置费用、安装费用、培训费用和维护费用，设备的购置和维护费用将对覆盖度和其他数据质量指标造成影响。对数据采集设备成本生命周期本质的深入分析将有助于制定交通数据采集工作和投资的规划，这将促使各交通部门关注数据采集设备的成本生命周期，并且进一步关注各类更先进的数据采集技术，开发质量度量指标与设备安装和维护之间的关系函数。

4）建立数据采集设备的信息数据仓库

建议开展数据采集设备信息的数据仓库的建立工作，验证将要投放市场的新设备的功能，并且引导针对新设备的独立的精确度检测。基于所建立的数据采集设备信息的数据仓库，有利于明确各类数据采集设备和数据质量间的关系，对各类数据采集的创新技术进行验证，并且能够针对不同的交通应用中的数据质量问题处理提供辅助决策。这将有助于交通部门根据其应用类型、预算和环境条件来选择适当的检测器配置。

5）开发数据采集设备的安装与维护指南

建议开展数据采集设备的安装与维护指南的开发工作，其中包括：针对各类数据采集设备安装与维护方法进行横纵向的研究分析；确定数据采集设备的精确度以及其它校准指标的标准测试方法；制定数据采集设备安装地点的选择策略；提供设备安装时所必须提供的质量控制方法指导；制定设备维护的策略和注意事项。

2.3 政策层面

政策层面的数据质量控制的定性解决对策和措施包括：制定计算交通数据质量指标的度量标准、质量控制实施试点的开展、推行创新性的合同方法、制定有关数据采集标准等。

1）交通数据质量的度量标准制定

建议开发计算交通数据质量指标的指导原则和标准，其中包括针对各类不同的应用和集成水平的数据质量指标的计算方法。除此之外，指导原则还应该包括应用数据质量控制方法的案例研究；数据质量指标要求；提供记录数据质量的元数据的规范和流程；估计计算质量指标所需费用。

2）质量控制实施试点的开展

建议选择试点单位开展质量控制的策略实施工作，目的在于总结各交通管理部门的提高数据质量方面的工作和成就，并且对数据质量提高后得到的投资回报予以评价。

3）创新性的合同方法

建议推行创新性的合同方法用于交通数据的采集，合同中规定了双方的责任和权利，交通部门将部分责任分担给运营商，比如设备的维护、数据的采集，交通部门按照一定标准对承担方的工作定期进行检查和验收。

4）相关的数据采集标准的制定

建议制定相关的数据采集标准，例如数据的存储格式标准，这将是保证交通数据质量的一个重要手段。标准化进程能够增强所采集数据的质量和精度，减少不同机构和部门间进行数据交换的工作量，并且提高设备的可靠性。虽然，在标准化初期可能会带来设备初始费用的小幅增加，但长远来看，对数据采集领域的技术进行标准化将是大势所趋。

3 结论

鉴于目前针对道路交通流数据质量控制的研究大多集中在技术层面上的定量建模分析层次，本文提出在交通流数据的采集和管理的过程中，通过定性手段来预先保障交通流数据的质量，研究交通流数据质量控制工作的实施策略，为现场交通流数据采集的质量控制工作的实施提供指导和决策支持，从而期望在数据采集端预先解决数据质量问题。

在研究交通流数据质量控制工作的实施策略层面上有不少文章可做，本文提出了质量控制定性对策应关注的若干方面，由于定性对策关乎从源头上解决数据质量的问题，因此其意义重大，建议制定相关的数据采集的标准和共享制度，并且选择若干交通管理中心作为示范点，对所提出的数据质量控制对策进行尝试。

参考文献

[1]姜桂艳，榱晖，张晓东，王江锋.动态交通数据故障识别与修复方法[J].交通运输工程学报，2004(1).

[2]王富，李杰，熊烈强，高琳.城市快速路交通流数据采集处理[J].武汉工业学院学报，2006(4).

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文