王正瓊

（云南省交通科學研究院有限公司，云南 昆明 650000）

一、研究背景

隨著2020年1月1日全國高速公路取消省界站政策的實施，高速公路正式進入后撤站時代，全國形成“一張網(wǎng)”的運營格局，通行車輛一次進、出站，便可實現(xiàn)全國通達，提升了高速路網(wǎng)的運營效能和駕乘人員的出行體驗。但是，另一方面隨著單次出行所涉及收費金額的增長，導致高速公路車輛、人員違規(guī)違紀的概率顯著增大，為了維護高速公路的正常秩序,保證收費工作健康穩(wěn)定進行,收費稽查工作顯得尤為重要。在此背景下，從省一級高速自身經(jīng)營管理需求出發(fā)，建立健全路網(wǎng)收費數(shù)據(jù)稽核服務(wù)體系迫在眉睫。

為適應(yīng)取消省界后高速公路營運發(fā)展趨勢，有必要依據(jù)交通運輸部技術(shù)方案結(jié)合省級路網(wǎng)運營實際情況，充分利用撤站后豐富的門架、牌識、視頻、圖像等數(shù)據(jù)資源，在數(shù)據(jù)整合、分析、計算層面，業(yè)務(wù)功能流程層面對現(xiàn)有的收費管理體系進行全方位升級改造，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)篩選、提煉、分析、整合這些數(shù)據(jù)并從中獲取有價值的信息[1,2],同時依托取消省界站項目建設(shè)契機，科學評估取消省界站后相關(guān)運營數(shù)據(jù)增長范圍和規(guī)模，建設(shè)高速公路收費數(shù)據(jù)稽查服務(wù)平臺，實現(xiàn)路網(wǎng)營運數(shù)據(jù)集成融合，信息服務(wù)資源高效共享，營運分析決策支持、車輛信用評價等內(nèi)容的高速數(shù)據(jù)稽查運營服務(wù)體系。

二、建設(shè)思路

（一）建設(shè)目標

1.建設(shè)面向開放式自由流收費模式的路網(wǎng)基礎(chǔ)運營保障體系

在新收費模式下，為全程監(jiān)測門架系統(tǒng)運行情況，掌控路網(wǎng)車輛的通行態(tài)勢，確保核心收費交易數(shù)據(jù)的完整性，校驗劃撥金額的準確性。應(yīng)建立高速路網(wǎng)門架運行監(jiān)測機制，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成平臺，實現(xiàn)全路網(wǎng)高價值的門架計費、牌識數(shù)據(jù)在后臺數(shù)據(jù)中心的匯聚，為下一步信息化建設(shè)提供基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源。

基于收費生產(chǎn)系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)路網(wǎng)實體收費站和龍門架收費站收費系統(tǒng)軟、硬件資源的運行狀態(tài)監(jiān)測。

建立基于新收費模式下的主、客觀車輛逃費數(shù)據(jù)分析模型，豐富完善圖片、視頻等相關(guān)證據(jù)鏈收集信息服務(wù)，構(gòu)建路網(wǎng)稽查閉環(huán)管理流程。

2.建設(shè)新收費模式下的高速公路數(shù)據(jù)運營服務(wù)體系

基于取消省界站聯(lián)網(wǎng)收費改造方案，建設(shè)數(shù)據(jù)集成平臺，實現(xiàn)符合新收費模式技術(shù)規(guī)范的全路網(wǎng)收費流水、圖片等數(shù)據(jù)在中心一級的融合、匯聚、存儲。

依托取消省界站項目建設(shè)契機，建立適應(yīng)開放式自由流收費模式下的大數(shù)據(jù)運營服務(wù)，實現(xiàn)新收費制式下收費運營相關(guān)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、分析功能；同時圍繞路網(wǎng)大數(shù)據(jù)運營主題，重點新建車輛特征數(shù)字畫像，ETC設(shè)備運行情況分析，ETC用戶數(shù)據(jù)分析及運營數(shù)據(jù)深度挖掘等大數(shù)據(jù)應(yīng)用功能。

建立全路網(wǎng)通行車輛信用評分機制，通過多源大數(shù)據(jù)融合實現(xiàn)車、卡、人等關(guān)聯(lián)關(guān)系的綁定，形成車輛數(shù)字畫像?；谲囕v檔案數(shù)據(jù)、收費記錄、稽查記錄，對于重點減免、營運車輛和駕駛?cè)藛T進行客觀誠信計分。

（二）技術(shù)路線

項目實施以前期取消省界站高速軟、硬件設(shè)施升級、擴容、改造為基礎(chǔ)，相關(guān)數(shù)據(jù)資源整體融合，數(shù)據(jù)價值開發(fā)為重點，提升省級路網(wǎng)整體稽查打逃效能和信息化綜合營運管理服務(wù)水平為目標，實現(xiàn)收費數(shù)據(jù)挖掘、分析、計算等相關(guān)應(yīng)用服務(wù)的升級。

項目基于交通運輸部先期制定的技術(shù)規(guī)范，對取消省界站后全路網(wǎng)收費運營相關(guān)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、管理、技術(shù)等領(lǐng)域進行梳理、分析、評估，制定相應(yīng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)接口標準，指導實現(xiàn)自由流交易數(shù)據(jù)，車輛通行數(shù)據(jù)、入口治超數(shù)據(jù)，車輛圖片、視頻數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心的集成整合。

采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立車輛通行實時計算系統(tǒng)，提供實時車輛路徑擬合、軌跡還原、重點車輛跟蹤、套牌車輛實時分析、車輛旅行時間推估等查詢、分析業(yè)務(wù)。為高速出口實時核對車輛通行信息提供支持服務(wù)。

采用分布式存儲技術(shù)，建設(shè)可擴展的路網(wǎng)圖片、日志文件存儲治理體系，實現(xiàn)圖片、日志文件在中心一級統(tǒng)一存儲。完成圖片、日志文件與收費、稽查等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的融合綁定。

利用數(shù)據(jù)總線技術(shù)實現(xiàn)中心統(tǒng)一管理、安全可靠的數(shù)據(jù)交換共享體系及相應(yīng)支撐系統(tǒng)環(huán)境。

三、建設(shè)內(nèi)容

（一）數(shù)據(jù)運營基礎(chǔ)平臺

數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)。在原有高速數(shù)據(jù)集成治理框架的基礎(chǔ)上，針對取消省界站后自由流收費模式，建立實時或準實時的交易、通行、車牌識別相關(guān)數(shù)據(jù)采集接口和數(shù)據(jù)質(zhì)量管理功能，優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲策略，為收費稽查管理、大數(shù)據(jù)運營提供相關(guān)數(shù)據(jù)集成、整合、治理服務(wù)。

圖片日志檢索平臺。實現(xiàn)覆蓋全路網(wǎng)各系統(tǒng)的圖像、日志文件傳輸架構(gòu)，完成路網(wǎng)收費車道、高清卡口、ETC門架圖片、收費日志文件等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在中心一級的采集加工，統(tǒng)一存儲管理，以及快速檢索，智能分析功能。

路網(wǎng)車輛通行實時計算平臺。實時采集路網(wǎng)卡口、車道、ETC門架等車輛通行、圖像識別、車輛交易信息，實現(xiàn)車輛通行實時計算系統(tǒng)功能，提供實時車輛軌跡還原，收費路徑擬合，重點車輛跟蹤，套牌車輛實時分析，車輛旅行時間推估等查詢、分析業(yè)務(wù)。為實時稽查、路網(wǎng)應(yīng)急指揮調(diào)度提供信息支持服務(wù)。將事后收費稽查機制轉(zhuǎn)變?yōu)閷崟r稽查與事后稽查相結(jié)合的管理模式。

高速收費運營數(shù)據(jù)分析倉庫。針對取消省界后，收費、監(jiān)控、門架系統(tǒng)、ETC發(fā)行等相關(guān)系統(tǒng)，以及外部交警檔案信息海量數(shù)據(jù)融合、計算的需求，全面建設(shè)改造收費運營數(shù)據(jù)倉庫，在原有收費業(yè)務(wù)模式數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)收費數(shù)據(jù)、運維數(shù)據(jù)、路網(wǎng)交通事件數(shù)據(jù)以及取消省界站后門架系統(tǒng)收費、通行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成、統(tǒng)一計算、統(tǒng)一分析。為數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)分服務(wù)的擴展和能力的提升提供重要基礎(chǔ)支撐。

（二）數(shù)據(jù)稽核運營分析

通過多種手段有效集成門架、收費等業(yè)務(wù)系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，完善數(shù)據(jù)治理策略，全面提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上圍繞高速公路核心收費、運營業(yè)務(wù)領(lǐng)域相關(guān)門架運行監(jiān)測、收費劃撥金額稽核比對、偷逃費車輛稽查、車輛異常行為等預警需求，建立數(shù)據(jù)分析模型，驅(qū)動高速各級運營職能部門完善收費、稽查業(yè)務(wù)管控。

門架運行數(shù)據(jù)提取監(jiān)測系統(tǒng)：建立路網(wǎng)統(tǒng)一的門架運行監(jiān)測數(shù)據(jù)集成平臺，采集掃描門架服務(wù)器，工控機設(shè)備CPU使用率、磁盤空間、設(shè)備溫度等關(guān)鍵運行參數(shù)，集成門架計費、牌識等高價值生產(chǎn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計單位時間各門架交易OBU、CPC交易成功率、反向交易率、計費失敗率、牌識成功率等重要業(yè)務(wù)指標，對異常運行門架及時提供預警信息，為路網(wǎng)運行智慧感知、車輛路網(wǎng)通行行為分析、收費數(shù)據(jù)稽核比對提供數(shù)據(jù)資源。

路網(wǎng)收費運營監(jiān)測及模擬清分系統(tǒng)：基于開放式自由流收費特點，在路網(wǎng)中心一級統(tǒng)一監(jiān)測全路網(wǎng)各級門架、車道收費關(guān)鍵節(jié)點的收費參數(shù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、軟件版本、數(shù)據(jù)傳輸?shù)认到y(tǒng)運行情況；實現(xiàn)路網(wǎng)收費數(shù)據(jù)的模擬清分結(jié)算，完成模擬門架補點擬合、車輛路徑擬合、跨?。肪W(wǎng)）車輛鎖定等功能，提供與結(jié)算中心劃賬數(shù)據(jù)的比對功能。

收費營運稽查系統(tǒng)：集成門架、收費車道等相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，重點研發(fā)新形勢下基于自由流虛擬站收費模式的車輛偷逃費大數(shù)據(jù)分析模型和符合省級路網(wǎng)收費稽查管理特征的黑（灰）名單車輛閉環(huán)管理業(yè)務(wù)流程。

收費營運分析系統(tǒng)：車輛數(shù)字畫像功能分析、取消省界站后的稽查數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能、門架系統(tǒng)車輛及用戶分析功能、以門架數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的各類分析報表。

（三）數(shù)據(jù)稽核服務(wù)體系

依托取消省界站項目建設(shè)契機，有針對性地投入規(guī)劃高速運營數(shù)據(jù)中心，將路網(wǎng)感知數(shù)據(jù)、收費數(shù)據(jù)、交調(diào)數(shù)據(jù)、卡口數(shù)據(jù)、視頻圖像數(shù)據(jù)、ETC發(fā)行數(shù)據(jù)、ETC客服數(shù)據(jù)等相關(guān)生產(chǎn)運營數(shù)據(jù)進行融合治理，在此基礎(chǔ)上圍繞各運營業(yè)務(wù)主題，對相關(guān)信息資源進行統(tǒng)一地分析、挖掘、計算，打造高速大數(shù)據(jù)運營平臺，大力開發(fā)省高速運營數(shù)據(jù)價值，促進信息共享，系統(tǒng)整合，部門協(xié)同。

1.車輛通行特征數(shù)字畫像

在數(shù)據(jù)中心整合多個系統(tǒng)的車輛通行信息，為路網(wǎng)每輛通行車輛建立特征分析檔案。

車輛基礎(chǔ)信息。信息包括車輛車型、客貨標識、品牌型號、座位數(shù)、軸數(shù)、行駛證編號、綁定OBU設(shè)備編號等靜態(tài)信息。

通行統(tǒng)計。該車輛全生命周期高速總通行次數(shù)、總通行里程、總收費金額、總減免金額等信息。

通行特征。該車輛經(jīng)常行駛高速路段、經(jīng)常行駛?cè)肟谡?、?jīng)常行駛出口站、經(jīng)常途經(jīng)的服務(wù)區(qū)等信息。

特殊交易統(tǒng)計。統(tǒng)計車輛交易狀態(tài)，如超時車次數(shù)、超限車次數(shù)、綠通減免車次數(shù)、出入口信息不符次數(shù)等特殊或異常交易特征。

近期通行統(tǒng)計。顯示該車輛最近時間范圍內(nèi)（月、季度）的通行次數(shù)、通行里程、實收金額、平均通行速度等信息。顯示該車輛最近一年月均通行次數(shù)、通行里程、月均通行金額等信息。

歷史明細。顯示該車輛全生命周期歷史通行交易流水，對于異常交易記錄用紅色提示。

信用評分。據(jù)根大數(shù)據(jù)實現(xiàn)車、卡、人等關(guān)聯(lián)關(guān)系的綁定，基于車輛檔案數(shù)據(jù)、收費記錄、稽查記錄對于重點減免、營運車輛和駕駛?cè)藛T進行客觀誠信計分。

2.收費稽查數(shù)據(jù)分析

圍繞收費運營主題，整合相關(guān)聯(lián)網(wǎng)收費數(shù)據(jù)，卡口數(shù)據(jù)、ETC客服數(shù)據(jù)、收費稽查等智慧高速業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)收費車輛軌跡分析，路網(wǎng)套牌車輛實時分析報警，偷逃費車輛畫像，潛在ETC用戶特征分析。

3.門架及ETC設(shè)備運行情況監(jiān)控

基于門架、ETC車道收費記錄結(jié)合ETC車道日志，實現(xiàn)ETC車道運行分析，車道通過率分析，標簽交易成功率分析等。

4.ETC用戶數(shù)據(jù)分析

基于ETC發(fā)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)路網(wǎng)車輛交易記錄實現(xiàn)ETC潛在用戶分析，ETC用戶畫像，ETC信用評價等功能。

5.運營數(shù)據(jù)深度挖掘

對收費、監(jiān)控、運維、養(yǎng)護海量數(shù)據(jù)進行預處理，分析出對于高速運營管理有價值的信息、規(guī)律和方法，最終形成挖掘知識信息和決策支持信息。主要功能包括征費收入與車流量預測，路網(wǎng)通行車輛城際遷徙分析，車輛旅行OD時間等。

6.實時計算分析

實時采集路網(wǎng)卡口、車道、ETC門架等車輛圖像識別信息，建立車輛通行實時計算系統(tǒng)，提供實時車輛軌跡還原、重點車輛跟蹤、套牌車輛實時分析、車輛旅行時間推估等查詢、分析業(yè)務(wù)。為高速出口實時核對車輛通行信息提供信息支持服務(wù)。

7.海量圖像日志存儲搜索分析

建設(shè)覆蓋全路網(wǎng)各系統(tǒng)的圖像、日志文件傳輸架構(gòu)，利用分布式存儲技術(shù)，實現(xiàn)路網(wǎng)收費車道、高清卡口、ETC門架圖片、收費日志文件等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在中心一級的采集加工，統(tǒng)一存儲管理，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)圖片資源快速檢索，以及圖像人工智能分析等功能。