陳東岳

摘要：目前，高速公路收費(fèi)設(shè)備系統(tǒng)種類繁多、集成性不高、維護(hù)難度大、管理成本高;運(yùn)營(yíng)中心對(duì)車輛限流管控調(diào)度能力不足，對(duì)識(shí)別偷逃通行費(fèi)行為（包括ETC大車小標(biāo)）、異常情況自動(dòng)攔截行為稽查難度大;收費(fèi)站出入口對(duì)車輛自動(dòng)判別車型分類難度大，人工判別車型種類繁多容易出錯(cuò);收費(fèi)站出口人工收費(fèi)自助繳費(fèi)技術(shù)不成熟;車道增值服務(wù)實(shí)時(shí)性不高、維護(hù)成本高等。基于上述問題，對(duì)收費(fèi)作業(yè)智能化系統(tǒng)運(yùn)用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析和研究，并闡述它在工程領(lǐng)域中的作用。

關(guān)鍵詞：高速公路;ETC;分析效率;收費(fèi)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U495

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.016

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，大數(shù)據(jù)在此背景下應(yīng)用越來(lái)越廣泛。高速公路作為城市發(fā)展與建設(shè)的重要組成，高速公路收費(fèi)作業(yè)智能化對(duì)高速公路發(fā)展非常關(guān)鍵?；诖髷?shù)據(jù)分析技術(shù)，促進(jìn)高速公路提高收費(fèi)系統(tǒng)的智能化。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以數(shù)據(jù)歸類分析的方式提高了高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析效率，減輕了工作人員的壓力，為高速公路收費(fèi)系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展創(chuàng)造了更多機(jī)會(huì)。

1 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)智能化介紹

大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)了高速公路收費(fèi)作業(yè)系統(tǒng)智能化。該系統(tǒng)由大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元、一體化智慧亭單元組成，大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元為操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等。

大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元的數(shù)據(jù)庫(kù)中車輛信息為：車牌信息、車型信息、車臉信息以及其他相關(guān)信息（其他相關(guān)信息包括但不限于異常信息、危險(xiǎn)車輛、軍警車輛等信息）。

數(shù)據(jù)來(lái)源包括：車道程序在車道圖像傳感器（車牌識(shí)別系統(tǒng)）采集到車輛信息經(jīng)人工修改確認(rèn)后的數(shù)據(jù)、高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中車輛信息數(shù)據(jù)、其他數(shù)據(jù)庫(kù)中車輛信息數(shù)據(jù)（例如車輛管理中心數(shù)據(jù)庫(kù)中的車輛信息數(shù)據(jù)）等。

大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元通過自身學(xué)習(xí)功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總，并建立模型進(jìn)行分析，經(jīng)分析判斷后得到車輛信息、車流量信息、行駛線路信息等[1]。大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元結(jié)合了收費(fèi)工作人員對(duì)車輛信息識(shí)別的結(jié)果和服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的車輛信息識(shí)別結(jié)果，分析出最優(yōu)的結(jié)果作為最終車輛信息結(jié)果;結(jié)合獲取的用戶反饋信息以及最終結(jié)果確定服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的車輛信息的可靠性是否滿足要求。當(dāng)不滿足要求時(shí)，利用二次采集法進(jìn)行數(shù)據(jù)重新建模分析。

2 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)智能化優(yōu)勢(shì)

大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元能夠提供完整的車輛信息，以大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元車牌信息為依托，通過車道圖像傳感器采集到車輛信息，就可以快速查詢到完整的車輛信息，車道程序就可以根據(jù)車輛信息以及通行卡記錄的行駛線路等信息自動(dòng)計(jì)算出收費(fèi)金額，實(shí)現(xiàn)出口收費(fèi)車道非現(xiàn)金自助繳費(fèi);同時(shí)，簡(jiǎn)化人工車道手動(dòng)輸入車型、車牌等信息的工作流程，對(duì)預(yù)防違規(guī)操作提供查證依據(jù)（如更改車型），為無(wú)人值守發(fā)卡機(jī)的控制程序獲得更加可靠的車輛信息;對(duì)異常車輛、ETC大車小標(biāo)車輛駛?cè)敫咚俟愤M(jìn)行自動(dòng)報(bào)警或在收費(fèi)站出口進(jìn)行自動(dòng)攔截;實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元后臺(tái)對(duì)一體化智慧亭單元異常流水?dāng)?shù)據(jù)的高效稽核功能。

大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元能夠提供實(shí)時(shí)和歷史車流量數(shù)據(jù)，為高速公路運(yùn)營(yíng)者對(duì)車輛調(diào)度與管理提供精準(zhǔn)的車流數(shù)據(jù)，減少高速公路擁堵情況。大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元會(huì)自動(dòng)收集通行卡中記錄的車輛行駛線路，并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，輸入車牌就可以查詢到行駛線路圖及報(bào)告，車輛行駛線路的數(shù)據(jù)生存期為90 d;對(duì)定向跟蹤的車輛以車牌信息跟蹤，當(dāng)車輛駛?cè)牖蝰偝龈咚俟窌?huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)提示，還可以向其他系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)提示[2]。

3 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析不足

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方面的發(fā)展，一直備受高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的關(guān)注?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)基數(shù)不斷增加，為收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析帶來(lái)了巨大壓力。基于此深入剖析高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的不足，由此進(jìn)一步優(yōu)化收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析模式，抓住大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析發(fā)展帶來(lái)的機(jī)遇。結(jié)合高速公路收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行情況，存在的問題主要體現(xiàn)在收費(fèi)流水?dāng)?shù)據(jù)的處理準(zhǔn)確性方面：①收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析。不能實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)處理，加上數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)較為落后，總數(shù)核對(duì)方式依然以傳統(tǒng)模式為主。如果在數(shù)據(jù)分析期間發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)調(diào)取數(shù)據(jù)信息進(jìn)行再次細(xì)化處理，這樣一來(lái)導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析過于分散，缺乏整體性，影響收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確性。②數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)不到位。所謂數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，主要體現(xiàn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化區(qū)分，軋管之間聯(lián)系不緊密，導(dǎo)致數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性失效。一旦收費(fèi)系統(tǒng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)分析問題，必須安排專門處理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)查找、分析，嚴(yán)重影響到高速公路收費(fèi)系統(tǒng)工作效率，并增加了高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的運(yùn)行成本。③數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不完善。數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)管理不到位，積壓數(shù)據(jù)過多，規(guī)范性、科學(xué)性缺失。數(shù)據(jù)基數(shù)增加，數(shù)量變化巨大，如果數(shù)據(jù)處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息價(jià)值降低[3]。④數(shù)據(jù)分析處理方式落后。因?yàn)槭艿焦芾碛^念的影響，數(shù)據(jù)分析處理方式更新不及時(shí)，不僅沒有為高速收費(fèi)系統(tǒng)帶來(lái)便利，反而增加了很多運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)，影響高速公路收費(fèi)系統(tǒng)智能化發(fā)展。

4 大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元工作原理與應(yīng)用

4.1 大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元工作原理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集方面，一體化智慧收費(fèi)亭實(shí)時(shí)主動(dòng)上傳動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)定時(shí)獲取高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，手動(dòng)獲取或自動(dòng)獲取其他數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過抽取、裝載處理后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)傳輸方面，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元，得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息集，自動(dòng)對(duì)采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元結(jié)合了收費(fèi)工作人員對(duì)車輛信息識(shí)別的結(jié)果與服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的車輛信息識(shí)別結(jié)果，分析出最優(yōu)的車輛信息識(shí)別結(jié)果作為最終車輛信息結(jié)果;結(jié)合獲取的用戶反饋信息以及最終結(jié)果確定服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的車輛信息的可靠性是否滿足要求。當(dāng)確定不滿足要求時(shí)，利用二次采集法進(jìn)行數(shù)據(jù)重新建模型進(jìn)行分析。

4.1.1 提取完整的車輛信息

在數(shù)據(jù)中心中抽取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保存到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，以車牌信息進(jìn)行分類，同一車牌的所有信息歸為一類，并建立車牌、車型、車臉一一對(duì)應(yīng)的車輛信息模型，當(dāng)數(shù)據(jù)量達(dá)到模型預(yù)設(shè)的閾值后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，其數(shù)據(jù)特征符合模型作出唯一判斷標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)得到唯一車牌對(duì)應(yīng)其車型、車臉以及附加信息的車輛信息;對(duì)無(wú)法確定的車輛信息進(jìn)行二次數(shù)據(jù)采集，二次數(shù)據(jù)采集后的數(shù)據(jù)特征仍然不符合模型作出唯一判斷標(biāo)準(zhǔn)，則生產(chǎn)異常報(bào)告轉(zhuǎn)為人工處理。

4.1.2 提取車流量信息

在數(shù)據(jù)中心中抽取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)進(jìn)、出收費(fèi)站的車流量，數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中。前端應(yīng)用工具可以查詢到歷史和實(shí)時(shí)的車流量信息，車流量信息可以個(gè)性化圖形界面供用戶查看。對(duì)實(shí)時(shí)車流量信息分析，當(dāng)車流量達(dá)到用戶預(yù)設(shè)值的80%時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生黃色警報(bào)提示，當(dāng)超過高速公路最大承載量時(shí)產(chǎn)生紅色警報(bào)提示，為高速公路運(yùn)營(yíng)者對(duì)車輛調(diào)度與管理提供精準(zhǔn)的車流數(shù)據(jù)，減少高速公路擁堵情況。

4.1.3 記錄車輛行駛線路

車輛在駛?cè)敫咚俟窌r(shí)，復(fù)合通行卡記錄了初始的入口站信息，車輛行駛到分支路段時(shí)，復(fù)合通行卡會(huì)收到分支路段標(biāo)識(shí)機(jī)發(fā)出標(biāo)記信息，并記錄在復(fù)合通行卡內(nèi)。在車輛駛出高速公路時(shí)，車道程序通過讀卡器模塊獲得相關(guān)信息，上傳到大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)單元。輸入車牌就可以查詢到行駛線路圖及報(bào)告，車輛行駛線路的數(shù)據(jù)生存期為90d;對(duì)定向跟蹤的車輛通過車牌信息進(jìn)行跟蹤，當(dāng)車輛駛?cè)牖蝰偝龈咚俟窌?huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)提示，還可以向其他系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)提示。

4.2 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用

4.2.1 信息數(shù)據(jù)分析應(yīng)用

信息數(shù)據(jù)分析方面，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用幫助高速公路收費(fèi)系統(tǒng)科學(xué)處理海量信息，并且按照數(shù)據(jù)分析類型進(jìn)行歸類，比如文檔、圖片、視頻等，調(diào)整數(shù)據(jù)信息格式，有效處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，比如DOC、wmv等，大數(shù)據(jù)信息分析技術(shù)為其提供了便利條件。大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)分析與轉(zhuǎn)化等，主要集中在數(shù)據(jù)信息、信號(hào)處理等方面，為領(lǐng)導(dǎo)者提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息資料，幫助其制訂更適合高速公路收費(fèi)系統(tǒng)發(fā)展的方案決策。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用，尋找到了隱藏在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模態(tài)與數(shù)據(jù)變化規(guī)律，提高了數(shù)據(jù)處理效率。

4.2.2 數(shù)據(jù)集成管理應(yīng)用

高速公路數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用還體現(xiàn)在收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成管理方面。將數(shù)據(jù)按照規(guī)定格式與要求設(shè)計(jì)成不同的存儲(chǔ)模塊，對(duì)數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)集成管理，便于管理者觀察高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)變化形態(tài)，從中發(fā)現(xiàn)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)管理的不足，并且予以改進(jìn)。數(shù)據(jù)集成管理可幫助高速公路收費(fèi)系統(tǒng)解決數(shù)據(jù)冗雜情況，并且融入更多的處理技術(shù)，以聯(lián)網(wǎng)化發(fā)展形式，科學(xué)調(diào)整不同格式下數(shù)據(jù)信息處理與存儲(chǔ)等產(chǎn)生的矛盾，制訂更詳細(xì)的數(shù)據(jù)管理計(jì)劃，按照不同存儲(chǔ)模塊對(duì)數(shù)據(jù)信息展開有效管理。積極擴(kuò)大信息數(shù)據(jù)庫(kù)，制訂詳細(xì)到位的解決方案，使收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息處理更加靈活簡(jiǎn)單，為高速公路未來(lái)發(fā)展奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能化交通也應(yīng)該成為交通發(fā)展的新方向，高速公路智能化能有效提高高速公路的運(yùn)行效率。這對(duì)于我們現(xiàn)代化交通是一個(gè)很大的問題。本文闡述的智能系統(tǒng)大大提高收費(fèi)車道智能化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，希望該系統(tǒng)能夠給行業(yè)提供借鑒作用。

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