SODA数据侠十强争霸⑧
摘要： 12月22日上海开放数据创新应用大赛（SODA）的决赛已经进入了倒计时。作为战略合作伙伴兼好基友，DT君独家采访了入围决赛的10支队伍。今天是系列专访的第8篇，这支队伍是来拯救魔都资深地铁族的。这个叫做Innotech的队伍，使用自主研发的优化算法和酷炫的可视化界面，打造了一个地铁出行的云服务信息平台，听起来有没有很炫酷？
文/DT财经 程一祥
拥堵的地铁站里，有最真实深刻的痛
人多，是上海这种大都市的客观现状。大量的人口一方面是城市蓬勃发展的动力，另一方面也是安全管理的挑战，而地铁站则是人多的集中体现地点。
每一个工作日，在魔都生活的地铁上班族们，都会经历地铁拥挤的痛（当然，这种痛也许比不上帝都的旁友们……）。如果上班时你又恰好需要在人民广场（下图）等数条线路交汇的大站换乘，那你一定对这种痛有特别深刻的理解。
（图片来源：Innotech）
此前的SODA比赛，也有很多队伍针对地铁站拥堵提出了一些解决方案，希望能够改变这一城市交通和安全的主要症结问题。
这一次，入围本届SODA十强的队伍Innotech，则带来了一些新的思路。
“我自己怀孕的时候，坐地铁的时候感受到信息非常不足，有时面对拥挤的人流还挺害怕的。”Innotech队长陈瑶表示，他们锁定地铁来开发原型产品，也是考虑到城市中这类敏感出行人群的需求。
基于SODA大赛期间开放给参赛者的精确到秒的交通卡数据， Innotech设计开发了人群风险管理云服务平台——优行地铁。他们根据实际问题优化设计了几套算法，对上亿条数据进行分析，预测地铁拥挤度，帮助人们优化出行线路。同时，后台的疏散算法和风险评估模型，也可以为地铁管理者提供运营建议。
Innotech是一支学术背景深厚的团队，成员均是高校的年轻教师和博士等，在城市运营管理、优化算法等方面有丰富的研究经验。在本次SODA大赛中他们分析了上亿条交通卡行程数据，研究地铁人群的安全问题。
下图先做了一个展示，这些交通卡数据通过可视化展现后，你可以先来直观感受下，魔都地铁究竟都挤在了哪里：
（图片来源：Innotech）
在“优行地铁”这个人群风险管理云服务平台的可视化分析中，我们可以看到工作日早高峰时期，魔都地铁各地铁站过闸机后的在站人数变化。比如，世纪大道和人民广场等大站点，都是醒目的大彩色线圈，人流密集程度可见一斑。
当然罗，这样的可视化视图很多人都做过，Innotech做了这些之后，怎么搭建云平台呢？
研发核心算法，预估站点人流
优秀的大数据分析，常常有扎实的算法做后盾。如果大数据是一座金矿，那科学、可靠的算法就是挖掘金矿最有效的工具之一。在“优行地铁”中，Innotech就研发了数套核心算法来服务地铁管理，方便人们出行。
但真的要研究核心算法，困难是巨大的。
对于世纪大道、人民广场这样的大型换乘车站，乘客的在站时间是非常关键的数据信息。如果某些地铁站的等待时间明显过久，就有发生人群积压的可能，需要地铁部门疏通管理。
但是，乘客在站时间的缺失，却是Innotech团队在算法上遇到的第一个困难。在这次比赛中，虽然SODA提供的交通卡数据量很大，但内容记录上只有进出站的时间，并没有明确的乘客上车时间和换乘时间，这也就意味着无法准确得知乘客的在站时间，从而估算车站内的人流情况。于是，他们使用了基于神经网络和路径优化的算法，逐条分解了上亿条乘客行程记录，以平均误差最小化为目标，估算出乘客在站时间和地铁站的在站人数。
接下来，要实现对地铁人流的有效管理，还需要对实际人数进行分级评估。Innotech团队通过时间序列模型和机器学习算法，实现对人流量的预测，并制作了可视化查询页面。这样就可以直观地检测各个站点和线路的人数，及时对大客流情况作出预警。
下图展现的，就是Innotech的云平台上地铁9号线沿线在工作日的各站在站人数情况显示：
（图片来源：Innotech）
车站应急疏散算法，保障大客流出行安全
当地铁真的出现大客流预警时，Innotech设计的后台核心算法之一——“车站应急疏散算法”就会启动。这个算法以多智能体蚁群算法和动态路径优化算法为基础，融合了现场人数、人群分布、空间结构、人群行为特征、应急情绪等多维度变量，能准确预测疏散时间，评估风险等级，还可以提供最佳的疏散策略，用来保障公共安全。
下面这张图，就是用上海某地铁站实际在站人数和实地测量的空间进行的疏散功能演示：
（图片来源：Innotech）
根据大数据分析，优行地铁会对站点进行风险分布评估，出现紧急情况时还可以高效地提供安全疏散方案。另外，用户可以在出行前查询目的地的安全指数和安全区域划分，这里面还特别考虑了老人、孩子、孕妇等群体的出行安全问题。
未来计划保障公共场所的人群安全
在拿到SODA开放数据伊始，Innotech团队只是想做点公共服务业的研究。但是随着不断挖掘和探索数据，他们发现了其中潜在的巨大社会价值。
“中国的特色就是人很多，这是我们和其他国家不同的地方，而且大城市中每个人都有这种拥挤的体验。所以，保障公共场所的人群安全是一个很有现实意义的话题。”陈瑶说。她介绍，“优行地铁”平台现在已经有了一个个人客户端的雏形，开始在松江大学城做测试，用户可以根据平台提供的信息来自主规划线路，管理机构也能够使用后台的企业端来监督管理。
个人客户端的雏形，目前长这样：
（图片来源：Innotech）
Innotech说，他们未来还计划在数据支持下，推出优行助理等其他项目产品，将公共场所的范围扩大——公园、小区、体育场等都需要更加智能的管理和运营模式。
数据侠门派
本期数据侠：Innotech团队，团队成员包括：陈瑶、来国明、汪达钦、蔡正宇，王凯，段旭，潘红星，李志磊，苗润生，冀宇强等大学老师、业内人士和在校研究生。
陈瑶，Innotech队长，上海对外经贸大学副教授、博士，企业管理硕士生导师，上海对外经贸大学数据科学与管理决策重点实验室运营管理中心主任研究领域包括运营优化和算法、大数据分析、物流与供应链模型等：
来国明，美国德克萨斯大学奥斯汀分校（UT-Austin）副教授、博士，信息系统与运营管理博士生导师，研究领域包括运营优化模型、多智能体算法等：
汪达钦，东华大学副教授、博士，物流与电子商务硕士生导师，研究领域包括数据挖掘与机器学习，服务运营优化等：
如何加入数据侠
“数据侠”栏目网罗全球最IN的大数据侠客，利用人工智能、机器学习以及各种前瞻算法，打造理性而酷炫的数据可视化盛宴。过去，我们用文字，视频，图片传达信息。现在，我们用大数据阐述事实及其背后逻辑趋势。
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欢迎关注12月22日SODA决赛
上海开放数据创新应用大赛（SODA）是一个城市级别数据创新平台，通过众筹政府与企事业单位数据资源，面向社会大众众包创新解决方案，从而解决城市问题，促进数据流动。2015年SODA举办第一届大赛，聚焦城市交通，吸引全球500余创新方案。
2016年SODA的主题为城市安全，覆盖交通、食品、治安等多个领域，来自全球优秀的数据侠们，从不同角度应用大数据，守卫城市安全。
2016年SODA决赛路演将于12月22日（周四）在上海举办，来自上海、武汉、天津、杭州、英国等地的10支决赛队伍将现场路演其城市安全创新解决方案，涉及警力优化、食品安全评价、社会协同治理、环境安全可视化、大规模人群应急响应等现实问题，最终将通过现场评审，角逐出20万元SODA大奖得主。
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