從LBS大數(shù)據(jù)背后分析外灘踩踏事故始末

上海外灘踩踏事故發(fā)生已經(jīng)過(guò)去了半個(gè)多月，痛定思痛，從普通民眾到專(zhuān)家教授，紛紛通過(guò)媒體對(duì)此事發(fā)表了自己的意見(jiàn)，希望能找到事故的真正原因，避免悲劇再度發(fā)生。

　　百度研究院大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室BDL(Big Data Lab)，秉承“以數(shù)據(jù)說(shuō)話”的理念，基于百度數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)智能分析技術(shù)，嘗試對(duì)當(dāng)時(shí)的情況進(jìn)行數(shù)據(jù)化描述，希望可以給相關(guān)人士提供一些參考。

　　圖1標(biāo)明了南京東路地鐵站附近區(qū)域(左下藍(lán)框)、外灘源附近區(qū)域(右上藍(lán)框)、事發(fā)地陳毅廣場(chǎng)附近區(qū)域(右下黑框)和外灘區(qū)域(右側(cè)紅框)位置在2014年12月31日事發(fā)當(dāng)時(shí)的人群熱力圖。顏色越紅表示人群越密集，越藍(lán)表示越稀疏。下文將聚焦在三個(gè)問(wèn)題上進(jìn)行討論。

圖1 2014.12.31 事發(fā)時(shí)外灘區(qū)域人群熱力圖

一、當(dāng)時(shí)的人流量大到什么程度？事發(fā)當(dāng)時(shí)是否是當(dāng)晚人流量最大的時(shí)候？

　　通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，我們可以看到：

　　1）如圖2所示，事發(fā)當(dāng)晚，外灘區(qū)域（包含陳毅廣場(chǎng)）確實(shí)非常擁擠，人流量已經(jīng)達(dá)到了平時(shí)最高值的3倍多。

 圖2 2014.12.29-2015.1.2外灘區(qū)域人流量趨勢(shì)

　　2）如圖3所示，31日當(dāng)晚20:30左右，南京東路地鐵站（紫線）也曾出現(xiàn)過(guò)一個(gè)人流高峰。而事發(fā)當(dāng)時(shí)（黑色虛線），并不是陳毅廣場(chǎng)（紅線）人流量最大的時(shí)候，其兩次人流量高峰出現(xiàn)在21點(diǎn)和24點(diǎn)。

圖3 2014.12.31-2015.1.1人流量趨勢(shì)圖

二、當(dāng)時(shí)人流的對(duì)沖到底是什么樣的程度

　　有專(zhuān)家表示人流對(duì)沖可能是踩踏的很大一個(gè)原因，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合地圖定位信息，從歷史定位與軌跡數(shù)據(jù)里可以看到事發(fā)地的人流方向相對(duì)于其他節(jié)假日確實(shí)顯得更加復(fù)雜。我們用中秋節(jié)、國(guó)慶節(jié)以及跨年三個(gè)節(jié)日的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

（1）中秋前夜               （2）國(guó)慶當(dāng)晚             （3）跨年當(dāng)晚

圖4 外灘和外灘源區(qū)域人群分布熱力圖（2小時(shí)）

　　通過(guò)圖4的2小時(shí)人群分布熱力圖可以看出，三個(gè)節(jié)日當(dāng)晚人流量基本相當(dāng)，不過(guò)分布不同。中秋節(jié)（圖4（1））和國(guó)慶（圖4（2））人群主要分布在外灘觀景大道和陳毅廣場(chǎng)附近，而在跨年當(dāng)天22點(diǎn)之后（圖4（3）），人群主要分布在中山東一路、陳毅廣場(chǎng)和外灘源附近。

  （1）中秋前夜               （2）國(guó)慶當(dāng)晚             （3）跨年當(dāng)晚

圖5 外灘和外灘源區(qū)域人群流動(dòng)方向示意圖（部分采樣）

　　圖5采樣選取了部分人群，示意他們的運(yùn)動(dòng)方向。圖中，每個(gè)箭頭代表一名行人，箭頭的顏色及指向表示其前進(jìn)方向。圖5（3）可以看出，跨年當(dāng)晚人群從 南京東路流向陳毅廣場(chǎng)，導(dǎo)致在晚上21點(diǎn)左右，陳毅廣場(chǎng)的人流量達(dá)到一個(gè)峰值（圖3）。而之后，更多的人群開(kāi)始從陳毅廣場(chǎng)沿著中山東一路流向北部的外灘 源，也就是事發(fā)當(dāng)天燈光秀所在地。

 （1）中秋前夜          （2）國(guó)慶當(dāng)晚             （3）跨年當(dāng)晚

圖6 外灘區(qū)域人群流動(dòng)方向分布圖

　　我們進(jìn)一步對(duì)圖5中外灘區(qū)域的人流進(jìn)行量化分析，得到了圖6所示的人群流動(dòng)方向分布圖。圖6中每一扇形分區(qū)代表不同的人流方向，扇區(qū)半徑表示該方向 人流量大小。圖6（1-2）分別表示中秋和國(guó)慶當(dāng)晚的情況，可以看出，人流方向比較簡(jiǎn)單和清晰，即南北向人流較多，其他方向人流較少。圖6（3）顯示了跨 年當(dāng)晚的外灘區(qū)域的人流方向。除了南北雙向的人流，還有其他多個(gè)方向人流，人群流動(dòng)方向分布混亂。

　　針對(duì)產(chǎn)生復(fù)雜人群流動(dòng)方向的原因，有專(zhuān)家這樣推測(cè)，中秋節(jié)、國(guó)慶節(jié)游客只是單純的外灘游覽；而在跨年當(dāng)晚，很多游客是為了去觀看燈光秀，但是到了陳 毅廣場(chǎng)后才發(fā)現(xiàn)燈光秀地點(diǎn)更改（往年都在陳毅廣場(chǎng)，今年更改為外灘源）。從百度搜索關(guān)鍵詞分析里面也看到這一趨勢(shì)。當(dāng)晚23:20左右，搜索“燈光秀取消 了么”和“燈光秀門(mén)票”的關(guān)鍵詞的數(shù)量急劇增加（圖7）。

圖7 搜索“燈光秀取消了么”和“燈光秀門(mén)票”的關(guān)鍵詞指數(shù)

　　從手機(jī)地圖使用習(xí)慣來(lái)看，游客去目的地前，一般都會(huì)提前利用地圖搜索目的地和規(guī)劃路線，燈光秀地點(diǎn)在外灘源，那么用戶應(yīng)該會(huì)搜索“外灘源”并規(guī)劃路 徑。我們研究了當(dāng)晚游客到底在什么位置通過(guò)百度地圖搜索“外灘源”，發(fā)現(xiàn)大部分都集中在外灘附近（圖8中紅色區(qū)域），這從某種程度上就說(shuō)明用戶原本不知道 燈光秀更改為外灘源，到了外灘以后才發(fā)現(xiàn)改了地方，所以才掏出手機(jī)進(jìn)行地圖搜索。

圖8 以“外灘源”為目標(biāo)的地圖搜索發(fā)起點(diǎn)熱力圖

三、群體聚集是突發(fā)情況，可以預(yù)警嗎？

　　我國(guó)人口眾多，重大文體活動(dòng)、節(jié)假日集會(huì)等活動(dòng)中，容易出現(xiàn)因人群過(guò)度擁擠而引發(fā)的危險(xiǎn)乃至事故。那么是否可以提前預(yù)測(cè)，做到事前預(yù)警呢？大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室對(duì)百度的定位數(shù)據(jù)、搜索數(shù)據(jù)進(jìn)行了深度挖掘，探索預(yù)警的可能性。

 圖9 外灘地圖搜索與人群匯聚情況趨勢(shì)圖

　　圖9代表2014年12月25日至31日，外灘地圖搜索請(qǐng)求與人群匯聚情況的歷史趨勢(shì)。從兩條曲線經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化和對(duì)齊后的走勢(shì)中，我們不難看出他們基本一致的漲落趨勢(shì)。平時(shí)，外灘的地圖搜索和人群匯聚程度基本穩(wěn)定，但在2014年的最后一天，兩者都達(dá)到了最高峰。

圖10 外灘地圖搜索請(qǐng)求與人員到達(dá)數(shù)量相關(guān)性分析

　　通過(guò)對(duì)百度的定位數(shù)據(jù)、搜索數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘。進(jìn)一步對(duì)2014年12月31日的地圖搜索請(qǐng)求與人員到達(dá)數(shù)量進(jìn)行相關(guān)性分析。由圖10得到，在百度地圖 中，相關(guān)地點(diǎn)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)和實(shí)際到達(dá)該地點(diǎn)人群數(shù)量具有極高的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)超過(guò)0.9（越接近1，說(shuō)明越相關(guān)）。這表明，用戶去目的地前，一般都會(huì)提前 利用百度地圖搜索地點(diǎn)和規(guī)劃路線。為了挖掘用戶的時(shí)間提前量，包括外灘跨年時(shí)的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室又對(duì)大量歷史群體聚集場(chǎng)合的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，包括 鳥(niǎo)巢足球賽等。

圖11 外灘地圖搜索與人群數(shù)量的互相關(guān)性曲線

　　通過(guò)對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，相關(guān)地點(diǎn)的地圖搜索請(qǐng)求峰值會(huì)早于人群密度高峰幾十分鐘出現(xiàn)（可參見(jiàn)圖9）。在圖11中我們給出了搜索量和人群數(shù)量之 間的互相關(guān)性相對(duì)于時(shí)延的變化曲線，其中X軸的值為時(shí)延量，負(fù)值即表示提前量，例如-10對(duì)上去曲線的值，就是提前10小時(shí)的搜索量與人群數(shù)量的相關(guān)性。 圖中可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)量的互相關(guān)性曲線在-1.5小時(shí)的時(shí)候達(dá)到了峰值，這意味著，根據(jù)地圖上相關(guān)地點(diǎn)搜索的請(qǐng)求量，我們至少可能提前幾十分鐘預(yù)測(cè)出人流量 峰值的到來(lái)。