吳松

摘要：文章分析了國內(nèi)高速公路通行費(fèi)稽查系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了應(yīng)用云邊端架構(gòu)和大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘車輛通行數(shù)據(jù)識(shí)別逃費(fèi)車輛、開發(fā)高速公路稽查系統(tǒng)的思路和設(shè)計(jì)方案，同時(shí)對(duì)稽查工作提出了實(shí)踐建議，為運(yùn)營單位開發(fā)稽查系統(tǒng)、開展稽查工作提供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路稽查;大數(shù)據(jù);云邊端架構(gòu)

中國分類號(hào)：U492.8 +5

0引言

2020-01-01，全國29個(gè)省的487個(gè)省界收費(fèi)站全部撤銷，新建2.5萬套ETC門架，5萬多條收費(fèi)車道完成ETC改造，全國的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)正式并入“一張網(wǎng)”運(yùn)行。撤站后由于減少了人工通道，一些逃費(fèi)現(xiàn)象未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，給高速公路運(yùn)營單位帶來了大量的經(jīng)濟(jì)損失[1]。傳統(tǒng)的稽查系統(tǒng)依靠規(guī)則觸發(fā)以及人工檢索車輛通行記錄，工作效率低下，逃費(fèi)檢出程度低，且高速公路運(yùn)營稽查工作按省、按運(yùn)營單位分割，各省、各運(yùn)營單位的標(biāo)準(zhǔn)、管理制度及流程各不相同，跨企業(yè)特別是跨省協(xié)調(diào)難度大，逃費(fèi)查證難度大，給稽查工作帶來了很大的困難[2]。

1現(xiàn)狀分析

目前，大多數(shù)高速公路運(yùn)營單位都建設(shè)了高速公路通行費(fèi)稽查系統(tǒng)，在車輛出站時(shí)識(shí)別車輛是否有逃費(fèi)行為。傳統(tǒng)的稽查系統(tǒng)都是基于規(guī)則觸發(fā)，如判斷通行時(shí)間是否有異常，扣費(fèi)卡通行路徑與車牌識(shí)別路徑是否一致等?；谝?guī)則的觸發(fā)方式極大程度依賴于規(guī)則的準(zhǔn)確性，而且只能對(duì)本次通行的情況進(jìn)行判斷，無法綜合車輛歷史通行情況分析車輛逃費(fèi)的可能性;當(dāng)司機(jī)提出本次通行有若干特殊情況，收費(fèi)員很難進(jìn)行核實(shí)，為避免擁堵或造成社會(huì)影響，往往只能放行。

許多省份都建立了基于大數(shù)據(jù)分析的稽查系統(tǒng)，綜合通行記錄、清分記錄、牌識(shí)路

徑，以及車輛照片，訓(xùn)練出逃費(fèi)模型，將模型分析出的疑似逃費(fèi)車輛添加到嫌疑名單，由稽核人員進(jìn)行人工核實(shí)后，再將其錄入黑名單。大數(shù)據(jù)分析不要求預(yù)設(shè)規(guī)則，只需要不斷校準(zhǔn)識(shí)別結(jié)果，大大提高了逃費(fèi)識(shí)別效率。然而大數(shù)據(jù)稽查系統(tǒng)需要大量樣本訓(xùn)練才能得出逃費(fèi)模型，識(shí)別逃費(fèi)行為滯后，并且逃費(fèi)模型更新后司機(jī)的下次逃費(fèi)行為才能被

[KG（0.12mm]識(shí)別出來，不能回溯分析司機(jī)的歷史逃費(fèi)行為，造成歷史逃費(fèi)行為不能受到處罰，司機(jī)仍會(huì)抱著僥幸心理逃費(fèi)。

2解決思路

車輛在高速公路通行過程中積累了大量的數(shù)據(jù)，如出入車道記錄、門架計(jì)費(fèi)記錄、抓拍記錄、卡口抓拍記錄、清分結(jié)果等，通過挖掘車輛在高速公路通行中積累的通行數(shù)據(jù)，可以精確識(shí)別出車輛的通行路徑。由于各種數(shù)據(jù)上傳的時(shí)間節(jié)點(diǎn)不統(tǒng)一，無法在車輛出站時(shí)收集完所有的通行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)稽查的局限性很大（車輛離開收費(fèi)站前完成稽查）。大多數(shù)稽查系統(tǒng)都是事后稽查，在完成清分后，通過數(shù)據(jù)分析，識(shí)別出車輛的實(shí)際通行路徑，對(duì)比車輛的收費(fèi)路徑，識(shí)別出疑似逃費(fèi)車輛，再由稽核人員人工核實(shí)確定逃費(fèi)車輛。

絕大多數(shù)逃費(fèi)車輛都具有重復(fù)多次的特征，將上一步驟確定的逃費(fèi)車輛所有的通行記錄重新抽取出來，用大數(shù)據(jù)分析這些通行記錄，識(shí)別出疑似逃費(fèi)行為，再交由稽查人員進(jìn)行核實(shí)。由于分析的樣本全部是逃費(fèi)車輛的通行記錄，樣本精準(zhǔn)，大大提高了分析效率?；槿藛T核實(shí)逃費(fèi)通行記錄后，將車輛錄入黑名單。在該車輛再次進(jìn)入高速公路時(shí)，高速公路運(yùn)營單位將對(duì)車輛所有歷史逃費(fèi)金額進(jìn)行追繳，大大提高了車輛逃費(fèi)成本，使得司機(jī)不敢逃、不想逃。

3設(shè)計(jì)方案

車輛的通行數(shù)據(jù)非常龐大，分散存儲(chǔ)在各路段或收費(fèi)站的收費(fèi)系統(tǒng)上。傳統(tǒng)的云計(jì)算技術(shù)把所有的通行數(shù)據(jù)全部抽取到省中心進(jìn)行統(tǒng)一保存和分析處理，大大增加了省中心的存儲(chǔ)成本與計(jì)算能力，隨著路網(wǎng)復(fù)雜性的增加，將會(huì)使省中心的處理能力不堪重負(fù)。

云邊端協(xié)同技術(shù)為解決云平臺(tái)算力負(fù)擔(dān)提供了解決方案，其核心思想是將云中心的功能根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)范圍、計(jì)算的復(fù)雜程度以及實(shí)時(shí)性要求進(jìn)行劃分，將全局的、計(jì)算復(fù)雜的、非實(shí)時(shí)響應(yīng)的功能保留在云中心，將局部的、計(jì)算復(fù)雜度低、需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的功能下放到靠近數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)邊緣，如將大數(shù)據(jù)分析功能保留在云中心，將數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、預(yù)處理和相關(guān)應(yīng)用程序等部署至近數(shù)據(jù)源的邊緣，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的就近處理，提高響應(yīng)速度[3]。同時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過邊緣節(jié)點(diǎn)的預(yù)處理和結(jié)構(gòu)化處理，再上傳到云中心進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，減少了云中心處理的數(shù)據(jù)量，降低了云中心的處理壓力[4]。

云邊端的分層結(jié)構(gòu)充分融合了邊緣計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)展性得到大大提高。在云邊端的分層架構(gòu)中，云中心負(fù)責(zé)處理全局性的、復(fù)雜度高的、實(shí)時(shí)性要求不高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);邊緣節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理局部的、復(fù)雜度低、實(shí)時(shí)性要求較高的本地?cái)?shù)據(jù)業(yè)務(wù);端服務(wù)則作為數(shù)據(jù)輸入的源頭，提供多元精細(xì)化信息，以支撐上層決策和精準(zhǔn)分析[5]。由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在已有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備上，云邊端的分層結(jié)構(gòu)無論是云中心還是邊緣節(jié)點(diǎn)，在存儲(chǔ)上不會(huì)產(chǎn)生太高的設(shè)備成本。端服務(wù)是輕量級(jí)的應(yīng)用，常利用用戶已有設(shè)備，可以是在已有的計(jì)算和存儲(chǔ)資源上部署微服務(wù)，也可以是從用戶已有的一些傳感器采集數(shù)據(jù)。相對(duì)傳統(tǒng)的云計(jì)算，云邊端架構(gòu)既減輕了云中心的數(shù)據(jù)流量壓力，又提高了數(shù)據(jù)處理效率，并發(fā)處理能力更強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性更高，但云邊端結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)分散到了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，整個(gè)系統(tǒng)的安全防護(hù)要求也更高[6]。

基于云邊端架構(gòu)的大數(shù)據(jù)稽查系統(tǒng)，端服務(wù)是安裝在各種通行數(shù)據(jù)的服務(wù)器上的微服務(wù)，負(fù)責(zé)檢索通行數(shù)據(jù)，并將通行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，傳送到邊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理。為了便于部署和減少端服務(wù)對(duì)原有服務(wù)器的影響，端服務(wù)常通過容器的方式封裝部署[7]。邊緣節(jié)點(diǎn)不存儲(chǔ)原始通行數(shù)據(jù)，只對(duì)本路段的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，保存運(yùn)算后的結(jié)果，不做大數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)在云平臺(tái)分析后，將挖掘出的逃費(fèi)模型下發(fā)到邊緣節(jié)點(diǎn)上，使邊緣節(jié)點(diǎn)更容易識(shí)別出逃費(fèi)行為。云邊端架構(gòu)將數(shù)據(jù)的檢索和結(jié)構(gòu)化功能分散在到了通行數(shù)據(jù)的原有服務(wù)器上，充分利用了原有服務(wù)器的運(yùn)算能力，端服務(wù)只負(fù)責(zé)檢索數(shù)據(jù)不做任何運(yùn)算，相對(duì)原有服務(wù)器而言只增加了一路查詢，不會(huì)增加太大的資源壓力。同時(shí)，將部分計(jì)算能力分散到了邊緣節(jié)點(diǎn)上，提高了服務(wù)響應(yīng)速度，降低了云平臺(tái)的資源壓力，也降低了云平臺(tái)和邊緣節(jié)點(diǎn)之間的吞吐量。相對(duì)傳統(tǒng)的云計(jì)算架構(gòu)，云邊端架構(gòu)無須在云中心平臺(tái)配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備以及大吞吐量、高帶寬的交換機(jī)，降低了云中心硬件要求，邊緣服務(wù)器可以使用廉價(jià)的x86設(shè)備，也可以降低系統(tǒng)建設(shè)成本。

云邊端架構(gòu)的稽查系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下頁圖1所示。

基于云邊端架構(gòu)的稽查系統(tǒng)，在省中心建立大數(shù)據(jù)分析云中心，在路段中心建設(shè)邊緣節(jié)點(diǎn)，在各數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)節(jié)點(diǎn)安裝端服務(wù)。端服務(wù)負(fù)責(zé)檢索通行數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化上傳到邊緣節(jié)點(diǎn)，邊緣節(jié)點(diǎn)基于規(guī)則對(duì)車輛通行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)判，篩選出疑似逃費(fèi)車輛，由稽查人員進(jìn)行人工核實(shí)。省中心向所有端服務(wù)從各系統(tǒng)提取出確認(rèn)為逃費(fèi)車輛的所有歷史通行記錄，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。識(shí)別出疑似逃費(fèi)記錄，再交由稽查人員進(jìn)行人工核實(shí)。根據(jù)人工核實(shí)結(jié)果，省中心更新逃費(fèi)規(guī)則，下發(fā)到邊緣節(jié)點(diǎn)。工作流程如圖2所示。

4實(shí)踐建議

目前的稽查工作存在以下幾個(gè)問題：（1）對(duì)于司機(jī)偷逃通行費(fèi)方面的監(jiān)管力度不足，沒有有效的解決方案;（2）高速公路運(yùn)營單位之間缺乏交流和協(xié)調(diào)，不能及時(shí)了解在其他地方已出現(xiàn)的逃費(fèi)現(xiàn)象，對(duì)識(shí)別的疑似逃費(fèi)現(xiàn)象很難協(xié)調(diào)相關(guān)單位配合;（3）稽查人員水平參差不齊，企業(yè)內(nèi)部制度不健全，缺乏有效的激勵(lì)和處罰措施。產(chǎn)生這些問題的主要原因是：（1）在法律層面缺乏專門處罰司機(jī)偷逃通行費(fèi)的法律條例，發(fā)現(xiàn)司機(jī)偷逃通行費(fèi)只能追繳偷逃金額，不能進(jìn)行額外處罰，司機(jī)偷逃通行費(fèi)的成本低;（2）缺乏官方的交流和協(xié)調(diào)平臺(tái)，企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)不能充分交流，查證協(xié)調(diào)工作的流程太多太復(fù)雜，效率低;（3）企業(yè)缺乏提升稽查人員水平技能的措施，稽查人員專業(yè)技術(shù)能力不強(qiáng)，對(duì)各種減免優(yōu)惠制度理解不透徹，怕?lián)?zé)任寧縱勿枉。不少企業(yè)雖然重視稽查工作，對(duì)稽查人員成功追繳也有一定的獎(jiǎng)勵(lì)，但卻沒有制定相應(yīng)的懲罰措施，缺乏識(shí)別稽查人員工作失誤的手段。

基于大數(shù)據(jù)分析的稽查系統(tǒng)需要依賴人工核實(shí)偷逃通行費(fèi)的結(jié)果，稽查人員的能力直接影響著系統(tǒng)的識(shí)別效果，稽查人員識(shí)別的逃費(fèi)記錄越準(zhǔn)確、越完整，大數(shù)據(jù)分析得出的逃費(fèi)模型就越精準(zhǔn)。因此，稽查工作必須堅(jiān)持系統(tǒng)建設(shè)與制度建設(shè)并重的方針，通過組織學(xué)習(xí)、培訓(xùn)和交流，不斷提高稽查人員的專業(yè)技術(shù)能力和對(duì)制度的理解。同時(shí)，健全管理體系和制度，把偷逃費(fèi)的識(shí)別及處置方案加入企業(yè)日常管理制度中，進(jìn)一步完善稽查獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，細(xì)化績效考核內(nèi)容，使得各個(gè)崗位上的員工都能積極地參與其中，形成相互監(jiān)督的機(jī)制，降低稽查人員參與違法事件的可能性。

5結(jié)語

邊緣計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析等信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了高速公路收費(fèi)稽核業(yè)務(wù)由傳統(tǒng)人工方式向智慧化處理的轉(zhuǎn)變。本文圍繞高速公路稽查系統(tǒng)設(shè)計(jì)與稽查工作的實(shí)踐展開了深入研究，對(duì)稽查工作的現(xiàn)狀和存在問題進(jìn)行了分析，探討了問題的解決思路，并結(jié)合云邊端技術(shù)提出了研發(fā)稽查系統(tǒng)的整體技術(shù)架構(gòu)，討論了系統(tǒng)的工作流程，可為高速公路運(yùn)營單位建設(shè)稽查系統(tǒng)、開展稽查工作提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡波.四川高速集團(tuán)偷逃通行費(fèi)治理研究[D].成都：電子科技大學(xué)，2020.

[2]劉永.基于云管邊端架構(gòu)的高速AI稽查系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦與信息技術(shù)，2029（1）：58-60，67.

[3]潘虎.高速公路收費(fèi)稽查系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京：東南大學(xué)，2019.

[4]吳衛(wèi).邊緣計(jì)算環(huán)境下物聯(lián)網(wǎng)身份認(rèn)證與隱私保護(hù)技術(shù)研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2019.

[5]吳正坤.云邊端協(xié)同應(yīng)用卸載機(jī)制的研究[D].南京：南京郵電大學(xué)，2020.

[6]原呂澤芮，顧潔，金之儉.基于云-邊-端協(xié)同的電力物聯(lián)網(wǎng)用戶側(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用框架[J].電力建設(shè)，2020，41（7）：1-8.

[7]張迅頔，白文娟，高寒，等.高速公路偷逃費(fèi)稽查篩選方法研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2020，16（4）：311-315，362.