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「世大智科/天才家居」-我們創業囉
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作者:徐業良(2015-12-14);推薦:徐業良(2015-12-14)
附註:本文發表於汽車購買指南雜誌,2016年一月號,史丹福專欄。

大數據時代-Google地圖App如何預測交通狀況?

今年是我當教授的第24年。二三十年學術生涯的經驗和觀察,每隔幾年就有一個嶄新的「科技詞彙」被創造出來,像是早期的「人工智慧」、「知識管理」、「奈米科技」、「生物科技」,到這幾年的「雲端服務」、「物聯網」等等,各自引領一段科技研發熱潮。有些科技詞彙悄悄地褪流行,最後無疾而終,也有的科技逐漸成熟,真的融入成為人們生活應用的一部分。

最近幾年當紅的科技詞彙您一定也聽說過,「大數據」。沒錯,這是大數據時代,各種科技研發都得和大數據扯上點兒邊才算跟得上流行。

「大數據」這個詞是從英文“Big data”直接翻譯而來的,也有文縐縐一點的翻譯稱作「巨量資料」、「海量資料」。大數據的由來也和「雲端服務」、「物聯網」的發展有關,物聯網的概念下空前大量的資料、數據被感測裝置蒐集,傳送到雲端資料庫儲存,但是這些數據如果不加以分析、應用,那可一點兒價值也沒有。「大數據」的研究就是希望發展各種分析軟體、演算法,從大量數據中找出趨勢、價值、甚至商機,期望能幫助人們做出更正確的決定,降低成本和風險,像是察覺商業趨勢、分析消費者的購物行為、預測大自然氣候的變化、避免疾病擴散、打擊犯罪,或者是,監測即時交通路況!

OK,史丹福專欄這個月要談的便是即時交通路況監測的大數據分析。您開車的時候常用Google地圖App (Google Maps)來導航嗎?或者您是使用Android作業系統的智慧型手機嗎?如果是,您也是Google交通資訊大數據分析團隊的一員喔!

星期六早上從桃園開車南下台中看媽媽,上路前習慣性地打開手機中Google地圖App檢查一下。噢,我當然知道開車到媽媽家的路,只是想知道當下的路況,開車該選哪條路線,大約要開多久。Google地圖App給了個估計時間,建議從南桃園交流道上國道二號、接三號到新竹系統再轉一號,但是我嫌這個走法太麻煩,開車到內壢交流道想直接上一號一路開到台中。

到了內壢交流道口,可能是假日天氣好出遊車輛多,發現南下匝道排了長長一條車龍,塞得動彈不得(Google地圖App早就知道了)。再次打開手機中Google地圖App,顯示南下紅色塞車路段綿延好長一段,過了中壢交流道才轉變成不塞車的藍色路段。Google地圖App機械式的聲音還是建議我先北上國道一號,繞個路接國道二號,預估11點會到台中,比直接南下國道一號還要快10分鐘。這回我乖乖地依照指示開車,路上看到對向南下的塞車陣,心中還有些自己先獲得「內幕消息」的沾沾自喜。先打電話告知媽媽預計到達時間,最後果然也在11點左右到達台中。

您開車是不是也像我一樣非常依賴而且信任Google地圖App

汽車導航軟體最基本的功能自然是導航,帶領駕駛人找路開到目的地,因此地圖資訊的建置是最基本的。到達目的地也許有好幾條路可以選擇,駕駛人通常期望的是避開塞車、最省時間的路徑,而不見得是最短的路徑,這時汽車導航軟體需要的便是交通資訊,即時的交通資訊。

Google Maps 是和 Google Earth同時在 2005年推出的服務,最早的版本也只有地圖找路服務,從2012年三月開始提供即時交通資訊服務。您在Google地圖App導航功能上慣常看到行駛路徑標示成藍色(地圖層上是綠色)、黃色、紅色,代表這段路「交通順暢」、「有點兒慢」、或是「很塞車」。更重要的是從這些即時的交通資訊,軟體能夠進一步計算出到達目的地需要多久,為車主建議一條最省時間的路徑,甚至能夠依據即時交通狀況的變化,適時計算、更換新路徑。

早年要知道即時路況只有從警廣路況播報中的片段資訊碰碰運氣,看有沒有播報到自己要走的這一段路況;後來有了國道高速公路局即時路況資訊系統,可以查詢高速公路路況。但是Google地圖App提供了駕駛人最完整、最個人化的即時路況資訊。

您會不會也有這個疑問,Google地圖App到底是如何預測即時交通狀況的?

早期Google確實是和政府交通管理單位合作,透過裝置在路邊的各式交通感測器,使用雷達、紅外線、路面感應線圈、甚至雷射等技術,偵測行經車輛的尺寸與速度,然後將資料傳送到伺服器。不只是國內,各國都有由政府交通管理單位裝置的交通感測器,也有部分是由專門做交通流量資訊的私人公司裝置,再把蒐集到的交通資訊賣給Google或其他經營地圖服務的公司,電視或電台的路況報導節目等等。

然而這些路邊感測器多半是裝設在高速公路,或者市區主要道路交通流量大容易塞車的路段。您有沒有發現Google地圖App提供的即時交通資訊非常仔細,而且非常「即時」,在市區道路開車前方路口亮紅燈停下來,App都會即時顯示一段紅色路段。汽車導航軟體非常多,但是如此細節的即時的交通資訊,全世界也許只有Google這家公司辦得到,因為Google有一類資訊是全世界其他公司所沒有的,他們有無數的Android作業系統智慧型手機隨著車主在道路上行駛,不斷將GPS訊號以匿名方式傳回,隨時回報自己的位置和速度,Google便能蒐集到最完整的即時交通資訊。

GPS定位系統已經是每一隻智慧型手機的標準配備,美國的FCC(相當於台灣的NCC)在2011年便規範每一隻智慧型手機都要裝置GPS。您新買的Android作業系統手機在設定時都會問您是否願意提供GPS資料,如果您回答願意,您便加入了Google交通資訊大數據分析團隊,互相幫忙傳送即時交通資訊。

但我的手機是iPhone欸!沒問題,iPhone手機使用者,如果下載使用Google地圖App,也會被問到是否願意提供GPS資訊給Google

早期高速公路的即時路況資訊系統,據說是採用在高速公路上行駛的國光號傳回的GPS資訊來做該路段行車速度判讀。國光號數量究竟有限,常常會有路段沒有數據。在Google的系統裡,所有智慧型手機使用者都是提供交通數據的國光號!數據越多,分析的結果自然越準確,聰明的演算法也可以篩選掉行人或停在路邊車輛傳回的數據,用行駛在同一道路汽車的平均速度來判別,而不會把某位駕駛人停在路邊買咖啡,誤判成塞車。

2009年開始,Google便決定改以群眾做為資料來源,提升其提供即時交通資訊的能力,他們還把為「以群眾做為資料來源」的方法發明了一個新詞,叫做“crowd sourcing”。除了「即時」之外,Google也強調「預測」的能力,能夠準確提供車主行車預估時間才是功力,畢竟從桃園出發時目前台中塞車路段,並不代表一小時後仍然會塞車。Google的大數據分析演算法採用多種資訊,希望能預測幾個小時之內的交通變化,包括靜態資訊如該路段的時速限制或建議速度,歷史資訊如過去每週同一天、同一時段該路段的行車平均速度(Google已經累積了好幾年歷史資料),再加上目前在該路段行駛的智慧型手機回報的GPS資訊判讀的即時交通資訊,混合起來做行車時間的預測。

您還是很敏感,覺得個人隱私可能受到侵犯。Google一開始便確保所收到的GPS訊號完全是匿名,而且讓智慧型手機使用者自行選擇是否提供GPS訊號,希望使用者心情上比較能接受。其實許多國家政府的交通管理單位都很歡迎Google交通資訊大數據分析的發展,他們可以得到更精確、更詳細、更即時的交通資訊,而且基本上完全是免費的。Google地圖App甚至可以用其路徑規劃的功能來協助政府的交通管理單位「疏導交通」,例如非常擁擠的熱門路段,Google地圖App可以「分配」適當比例駕駛人走替代道路A、適當比例駕駛人走替代道路B…

大數據時代,Google即時交通資訊的例子是大數據分析最好、最成功的應用之一。