楊鵬　程坤　郭雨潔

摘 要：高速公路網(wǎng)絡(luò)作為地區(qū)間高效快速的聯(lián)系形式，隨著信息技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)互聯(lián)，為高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)大數(shù)據(jù)視角下探究交通流動(dòng)提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。利用Tableau為大數(shù)據(jù)分析以及可視化提供技術(shù)支持，以廣東省高速公路2016年至2018年收費(fèi)站間出發(fā)地—目的地（O-D）數(shù)據(jù)為支撐，探究區(qū)域交通流動(dòng)特征。

關(guān)鍵詞：高速公路;聯(lián)網(wǎng)收費(fèi);大數(shù)據(jù);可視化

0 引言

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)已經(jīng)日趨成熟。高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對進(jìn)出車輛的相關(guān)信息進(jìn)行不間斷、實(shí)時(shí)、連續(xù)的觀測、記錄和存儲(chǔ)，從而通過聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)獲取的大量交通數(shù)據(jù)，為從高速公路流量視角探討區(qū)域交通流動(dòng)提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。廣東高速公路正式實(shí)現(xiàn)“一張網(wǎng)”聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)以來，積累了海量的收費(fèi)站間出發(fā)地—目的地（O-D）數(shù)據(jù)，這些運(yùn)行數(shù)據(jù)是地區(qū)發(fā)展、區(qū)域間聯(lián)系最真實(shí)的直觀反映。

高速公路每時(shí)每刻都將產(chǎn)生巨量且類型多樣的運(yùn)營數(shù)據(jù)，包含空間數(shù)據(jù)、出入口流量數(shù)據(jù)和收費(fèi)數(shù)據(jù)、卡口數(shù)據(jù)以及高速公路運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)量龐大并不是目前大數(shù)據(jù)的主要難點(diǎn)，真正的挑戰(zhàn)在于數(shù)據(jù)類型的多樣性、不確定性以及對數(shù)據(jù)處理的即時(shí)性的要求[1]。目前，用傳統(tǒng)技術(shù)難以在合理時(shí)間內(nèi)管理、處理和分析，因而無法得到數(shù)據(jù)包含的全部有價(jià)值信息，對于發(fā)掘、利用交通大數(shù)據(jù)自身的價(jià)值，是重點(diǎn)和方向[2]。

本文利用大數(shù)據(jù)可視化手段，以時(shí)間和空間為切入點(diǎn)，對廣東省高速公路路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同粒度時(shí)空分析，利用Tableau可視分析數(shù)據(jù)智能工具對數(shù)據(jù)分析進(jìn)行可視化展示?？梢暬鳛橐环N統(tǒng)計(jì)學(xué)工具特別是伴隨大數(shù)據(jù)分析而崛起的技術(shù)分支，用于創(chuàng)建一條快速認(rèn)識數(shù)據(jù)集的捷徑，正逐步成為一種令人信服的表現(xiàn)與溝通手段[3]。

1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)采集

高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)分為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，靜態(tài)數(shù)據(jù)一般指長期不會(huì)變動(dòng)的數(shù)據(jù)表，如區(qū)域編碼表、站編碼表、廣場編碼表、車道編碼表、費(fèi)率表等。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)指變化較為頻繁的表，如出口流水表、入口流水表、卡動(dòng)態(tài)表及一些統(tǒng)計(jì)表等[4]。

2 數(shù)據(jù)處理

高速公路原始數(shù)據(jù)主要包含入口數(shù)據(jù)、出口數(shù)據(jù)、路徑數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)、收費(fèi)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)。在選用的關(guān)鍵數(shù)據(jù)中，除了可以直接看到的顯示數(shù)據(jù)外，這些數(shù)據(jù)還隱含了一些其他數(shù)據(jù)內(nèi)容。配合適當(dāng)?shù)姆椒ㄒ约跋嚓P(guān)數(shù)據(jù)，可以提取出這些隱含內(nèi)容，主要包括：路段數(shù)據(jù)、地點(diǎn)數(shù)據(jù)、車型數(shù)據(jù)、超限數(shù)據(jù)、日期時(shí)間數(shù)據(jù)[4]。

基于2016年至2018年一、二月份廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，提煉并對所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。

2.1 數(shù)據(jù)過濾

收費(fèi)數(shù)據(jù)中不僅包括進(jìn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用處理所需要的各種數(shù)據(jù)，還包括了不需要的其他數(shù)據(jù)：收費(fèi)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)，因此需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾。

2.2 數(shù)據(jù)處理

在進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)，需注意進(jìn)行預(yù)處理的數(shù)據(jù)之間的先后關(guān)系。有部分?jǐn)?shù)據(jù)屬于獨(dú)立數(shù)據(jù)，例如：當(dāng)量交通量，不論先處理或者后處理均無關(guān)系。也有一部分?jǐn)?shù)據(jù)是屬于依賴關(guān)系的數(shù)據(jù)，例如：地市級OD交通量，必須按照特定的先后順序處理，才能保證得到正確的處理結(jié)果[5]。

（1）創(chuàng)建字段。高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)的可視化是在時(shí)空維度的展示，因此，利用收費(fèi)站作為車輛在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的標(biāo)識，將站點(diǎn)信息按照行政區(qū)域采用四級編碼，有助于地市級或區(qū)域交通量聚類分析。高速公路收費(fèi)站如表1所示。

（2）創(chuàng)建計(jì)算字段。按照高速公路車型劃分利用當(dāng)數(shù)量創(chuàng)建計(jì)算字段，在此基礎(chǔ)上利用Tableau進(jìn)行聚合分析，計(jì)算字段可按照公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)要求設(shè)定。

INT（If [車型]=1 Then [車流量]*1

ELSEIF [車型]=2 Then [車流量]*1

ELSEIF [車型]=3 Then [車流量]*1.5

ELSEIF [車型]=4 Then [車流量]*2.5

ELSEIF [車型]=5 Then [車流量]*4

END）

3 聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)可視化分析與應(yīng)用

3.1 區(qū)域交通量分析

將廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)按照珠三角、粵西、粵東、粵北聚合分析，區(qū)域間高速出行總量呈兩極分化，珠三角地區(qū)高速出行量（O-D一端或全部在珠三角地區(qū)）占全省高速出行總量的80%以上，2018年珠三角、粵西、粵東、粵北高速出行總量分別為84.3%、3.8%，3.9%和8.0%，說明珠三角地區(qū)為主要交通發(fā)生源。

3.2 地市級交通量排名分析

廣東省區(qū)域交通出行需求不均衡，但地市級出行需求穩(wěn)定的特點(diǎn)。聚焦地市級交通出行需求，珠三角核心城市廣州、深圳、佛山和東莞高速出行量占據(jù)前列。珠海市雖是廣東省面積最小的城市，但以特殊的地理位置和優(yōu)越的旅游資源，高速出行總量仍超過粵東西北地區(qū)各市，這反映出社會(huì)發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)規(guī)模和資源稟賦是選擇高速出行的重要因素。

3.3 區(qū)域出行需求分析

珠三角城市內(nèi)部存在很強(qiáng)的交通聯(lián)系，其中廣州-東莞-深圳為主要交通走廊，日均流量達(dá)到103萬當(dāng)量數(shù)。此外，廣東市、深圳市以及東莞市內(nèi)部的高速出行量級巨大，分別為4.1億、5億、0.8億，分別占出行量的65.1%、77.5%和38.8%。此外廣佛也是主要高速走廊。

3.4 高速公路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢

珠三角地區(qū)高速公路發(fā)達(dá)，其中水官高速、廣深高速、機(jī)場高速是最“繁忙”的高速公路?；仡檹V東省公路發(fā)展歷程，首先是實(shí)現(xiàn)珠三角地區(qū)城市間的互聯(lián)和融合，隨著珠三角經(jīng)濟(jì)向外輻射，高速公路網(wǎng)絡(luò)同步向粵東西北延伸，高速公路網(wǎng)絡(luò)發(fā)展可以反映出區(qū)域經(jīng)濟(jì)外溢和城市群融合的歷程。

4 結(jié)論與展望

本文利用廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化研究，可以看出廣東省高速公路出行需求分布存在一定的不均衡性，同時(shí)，核心城市間交通走廊效應(yīng)十分明顯，但對城市發(fā)生水平與交通出行需求間的內(nèi)在聯(lián)系未進(jìn)行定性分析，因此，在未來結(jié)合經(jīng)濟(jì)發(fā)展、路段阻抗等因素，對區(qū)域間交通聯(lián)系強(qiáng)度進(jìn)行多維分析，為高速公路需求管理提供多種技術(shù)手段。

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