傅清丁

（江西錦路科技開發(fā)有限公司，江西 南昌 330038）

0 引言

社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展、各類車輛的迅速普及，使人們對高速公路的需求進一步提高。高速公路建設(shè)里程、車輛通行量逐年上升，為加強高速公路建設(shè)、運行管理控制，有必要完善智能高速公路體系，引入交通大數(shù)據(jù)，整合各階段、各部分數(shù)據(jù)，將其納入管理進程，可以有效調(diào)整管理過程、降低管理難度，充分發(fā)揮高速公路的實際價值，提供更良好的出行環(huán)境。

1 交通大數(shù)據(jù)概述

1.1 內(nèi)涵

大數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)資料巨大到當(dāng)前的主流工具難以計算的數(shù)據(jù)，但可在有效時間內(nèi)下載、整理為輔助企業(yè)決策的相關(guān)資訊。本文所探討的交通大數(shù)據(jù)，指的是可用于各個交通卡口的實時視頻與圖片的搜集、存儲等，進行大數(shù)據(jù)分析，可以掌握高速公路在24h 內(nèi)的車流量、事故發(fā)生量、事故原因等的交通運行狀況，并對運營管理過程加以分析，明確其中的漏洞、問題，安排專業(yè)技術(shù)人員及時處理，提升數(shù)據(jù)采集效率、質(zhì)量，對比傳統(tǒng)交通信息采集、管理手段，大數(shù)據(jù)分析過程更加真實、可靠，但前期投入成本會同比增長[1]。

1.2 交通大數(shù)據(jù)特點

1.2.1 體量大，交通大數(shù)據(jù)涉及多方面的信息，在對各類數(shù)據(jù)信息處理時難以依靠簡單的公式來計算，且必須引入“艾字節(jié)”進行分析。在交通大數(shù)據(jù)分析進程中，大部分數(shù)據(jù)呈非結(jié)構(gòu)化形式，處于逐漸上漲狀態(tài)，隨時間增長而增加。

1.2.2 種類多，高速公路涉及多種類型的信息，如公路養(yǎng)護管理、收費計費、車輛監(jiān)控等，在對各類信息展開分析、處理、調(diào)度時，必須綜合考慮多方面因素。

1.2.3 價值密度低，海量高速公路信息中，有價值的數(shù)據(jù)較少，特別是部分有價值的視頻可能僅有數(shù)秒或數(shù)分鐘，需嚴控分析過程，進行精細化處理[2]。

1.2.4 信息處理快，高速公路自身的特點，使其對信息處理速度有較高要求，進行公路信息分析時，需對運營規(guī)律加以研究，再通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對其中可能涉及的問題加以快速歸納、總結(jié)、處理。

2 交通大數(shù)據(jù)在智能高速公路中的應(yīng)用

實現(xiàn)交通大數(shù)據(jù)在智能高速公路中的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵在于搭建大數(shù)據(jù)平臺，將智能高速公路運營管理中的諸項要素納入平臺統(tǒng)一管理，形成一體化管理格局，提升管理質(zhì)量。以下為具體實踐探究過程：

2.1 平臺架構(gòu)

2.1.1 平臺搭建思路

明確交通大數(shù)據(jù)平臺作為公路數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理承載體的核心地位，基于智能高速公路當(dāng)下所用的信息系統(tǒng)，進行各類數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，發(fā)揮整體化作用；重新梳理數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準、搭建數(shù)據(jù)倉庫、建設(shè)數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的快速整合、計算；提供外部接口，對接公安、路政、交警、智能地圖導(dǎo)航APP（高德地圖、百度地圖等），引入各類數(shù)據(jù)信息，進行數(shù)據(jù)的融合、分析、梳理、分類、評價、存儲、歸類、決策等，輔助客戶服務(wù)、指揮研判、預(yù)測預(yù)警、調(diào)度指揮等運營管理過程。

2.1.2 平臺整體結(jié)構(gòu)

結(jié)合智能高速公路運營管理基本需求，按照三層結(jié)構(gòu)模式搭建平臺：數(shù)據(jù)層、模型層、應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層作為模型算法、系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)部分，是保障交通大數(shù)據(jù)分析結(jié)果科學(xué)真實的基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)采集、處理進程中，篩選有效數(shù)據(jù)接入平臺大數(shù)據(jù)中心，實施數(shù)據(jù)串聯(lián)、共享；模型層主要用于數(shù)據(jù)融合、算法模型搭建，將得到的各類數(shù)據(jù)進行計算、分析，納入系統(tǒng)分析模塊，保障數(shù)據(jù)可視化；基于以上兩個層級，應(yīng)用層結(jié)合高速公路氣象、路網(wǎng)、路況等信息，提供安全隱患排查、智慧出行服務(wù)、機電智能運維、道路科學(xué)養(yǎng)護、交通趨勢評估、綜合稽查、交通分析等各類應(yīng)用功能[3]。

2.2 數(shù)據(jù)層搭建

2.2.1 確定數(shù)據(jù)來源

高速公路數(shù)據(jù)來源相對廣泛，如分布于高速公路各個區(qū)段的高清攝像裝置，可收集車輛抓拍圖片、視頻等；又如車輛進入收費站后，經(jīng)過地下埋設(shè)的地板線圈，地感線圈切割磁力線，產(chǎn)生微弱電流，由定焦在地感線圈的攝像機拍攝一張圖片，產(chǎn)生車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)，遞交收費卡、讀卡、寫卡等過程也會產(chǎn)生數(shù)據(jù)。歸納總結(jié)數(shù)據(jù)來源，包括但不限于：高德地圖、出行服務(wù)、養(yǎng)護施工、移動通信、數(shù)據(jù)運營、路政管理、收費、視頻監(jiān)控等[4]。

2.2.2 大數(shù)據(jù)類型分析

智能高速公路大數(shù)據(jù)包括以下部分：一是基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)信息：服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、收費站、橋梁、隧道、路段等。二是收費數(shù)據(jù)信息：免通車、征費稽查、入口承重、出站收費、ETC 監(jiān)測等，主要用于運營優(yōu)化、風(fēng)險管理、收費管理等。三是運營數(shù)據(jù)信息：指揮調(diào)度、行駛路徑、進出站點與時間、繳費類型、車流量、車牌號、車速、車型等。四是運維數(shù)據(jù)信息：路產(chǎn)巡查、道路養(yǎng)護、維修經(jīng)費、機電監(jiān)測數(shù)據(jù)、交通事件等。五是出行服務(wù)數(shù)據(jù)：收費站開閉、路況、道路問詢、氣象監(jiān)測等[5]。六是交警車管數(shù)據(jù)：車駕信息、事故處理、執(zhí)法糾違等，主要用于基礎(chǔ)采集、指揮調(diào)度、運營管理等。七是路政運營數(shù)據(jù)：施工管理、超限執(zhí)法、?；\輸、救援與災(zāi)控。八是公安管理數(shù)據(jù)：黑名單、涉車犯罪等。

2.2.3 數(shù)據(jù)處理與存儲

智能高速公路體系中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進入交通大數(shù)據(jù)平臺加以存儲、處理，各類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形式多樣，對存儲、處理過程有較高要求，表現(xiàn)在：其一，交通大數(shù)據(jù)平臺兼容Teradate、DB2、Oracle 數(shù)據(jù)庫，可直接將數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)架構(gòu)中遷移，便于技術(shù)人員完成數(shù)據(jù)處理核心設(shè)備的轉(zhuǎn)型升級[6]。其二，TDH 支持高吞吐、低時延的實時計算場景，可進行流數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲，結(jié)合實際條件無縫擴容，存儲在平臺數(shù)據(jù)管理庫。

2.3 模型層搭建

2.3.1 基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型

該模型針對的是智能高速公路已獲取的、尚未能投入使用的數(shù)據(jù)，這部分數(shù)據(jù)在精度、類型豐富度方面欠佳，將得到的數(shù)據(jù)納入模型，搭建各類數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化模型，維持數(shù)據(jù)標準一致，對各類數(shù)據(jù)展開校核、相互驗證，提升大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)分析過程的利用率、準確性。

2.3.2 交通流量預(yù)測模型

以數(shù)據(jù)層為基礎(chǔ)，收集高速公路各時段的交通流量數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)相關(guān)維度的數(shù)據(jù)分析，如車流量、路段、時間段、天氣、節(jié)假日、工作日等，進行多維度的交通流量變化預(yù)測，以圖表形式呈現(xiàn)，清晰準確地呈現(xiàn)不同時段的交通流量，作為交通調(diào)控的基礎(chǔ)參考。

2.3.3 運營管理模型

對車流、路況、ETC 門架等相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，獲得高速公路斷面車流量、路面損耗、均車速等運營指標，實施交通組織優(yōu)化，制訂應(yīng)急處置預(yù)案，引入交通仿真模型，優(yōu)化運營管理過程，如交通事故的提前預(yù)防、事故責(zé)任的正確判定、事故處理時間的大幅度減少等，保障高速公路的正常通行。

2.3.4 綜合稽查分析模型

進行入口承重、征費稽查等收費數(shù)據(jù)及車型、車牌號、行駛路徑、繳費等運營數(shù)據(jù)的收集、篩選，實現(xiàn)稽查分析、問題總結(jié)與處置、數(shù)據(jù)上報、跟蹤反饋等功能，完善稽查閉環(huán)管理體系。

完善的灌溉管理制度可以加速農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。在灌溉管理制度中，要重視對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳，使更多的農(nóng)民可以更加了解農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，調(diào)動農(nóng)民采用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的積極性。

2.3.5 突發(fā)事件評估模型

統(tǒng)計高速公路路政交通事件歷史數(shù)據(jù)，從地點、路段、天氣、時間、原因、發(fā)生頻次等不同維度，搭建突發(fā)事件評估模型，進行突發(fā)、多發(fā)事故的提前預(yù)判與處理。

2.4 應(yīng)用層搭建

應(yīng)用層按照模塊化方式布置，實現(xiàn)各模塊間數(shù)據(jù)信息共享的同時，減少模塊間的相互影響，保證對數(shù)據(jù)層的高效應(yīng)用。主要包括：

2.4.1 公路健康監(jiān)測模塊

在高速公路沿線布置若干傳感器、攝像頭，對接大數(shù)據(jù)平臺，持續(xù)采集路面高程、風(fēng)速風(fēng)力、溫度等參數(shù)，對比設(shè)定的額定值、現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)值，若監(jiān)測值大于額定值，或在監(jiān)控畫面中出現(xiàn)槽坑、麻面、裂紋等質(zhì)量缺陷，平臺發(fā)布報警信息，提示運營管理部門遞交高速公路健康監(jiān)測報告；在安排路面維修的同時，發(fā)布路況信息、安排路段封閉工作，恢復(fù)公路結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

2.4.2 交通流量預(yù)測模塊

交通流量預(yù)測，主要表現(xiàn)在：其一，依靠平臺進行車流數(shù)據(jù)實時處理，與歷史數(shù)據(jù)展開對比分析，設(shè)定流量排名，依托相應(yīng)算法輸出決策建議；相關(guān)建議被采納后，預(yù)測交通流量變化趨勢，實現(xiàn)對各階段車流密度精準預(yù)測[7]。其二，擁堵預(yù)警，節(jié)假日期間，部分高速公路會出現(xiàn)擁堵，可結(jié)合交通流量相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測未來某階段某路段車流量變化情況，發(fā)布預(yù)測圖，如在勞動節(jié)，可發(fā)布如圖1 預(yù)測圖與類似“某日9 時至13時、16 時至21 時某路面車流量將達到峰值”等預(yù)警信息，提示車主錯峰出行。

圖1 “勞動節(jié)”日均交通量（萬輛）預(yù)測圖

2.4.3 事故管理模塊

2.4.4 逃費稽查模塊

結(jié)合車輛信息、CPC 卡交易記錄等數(shù)據(jù)，靈活應(yīng)用逃費稽查分析模型，歸納總結(jié)人工經(jīng)驗的分析結(jié)果，展開智能科學(xué)分析，在各類異常數(shù)據(jù)提取、篩選、對比中，展開逃費稽查，制作稽核工單，鎖定嫌疑車輛，確認后對其違法行為加以處理。具體情況如下：其一，違法逃費，按照我國法律，在春節(jié)、勞動節(jié)、國慶節(jié)等節(jié)假日期間會對小型車輛實施免費通行政策，但部分不滿足條件的車輛，仍會選擇免費車道通行，針對這一情況，稽查分析模型引入既定算法，進行免費通行標準座位數(shù)、車型座位數(shù)對比分析，判斷其有無違法逃費行為。其二，“大車小標”判定，利用稽查模型對降低車型行為展開分析，參考ETC 辦理與繳費信息、承重數(shù)據(jù)、車型等信息展開分析，若有以下現(xiàn)象可判定其屬于大車小標：噸位大，座位多的二型車甚至三型車、四型車，在ETC 通行卡上記錄的車型比實際車型小的車輛；針對貨車、客車、拖掛車輛違法使用其他車輛ETC 的行為，給予嚴懲。其三，套牌分析，借助稽查模型，對車牌號、車型、車身顏色、違法信息、出入站時間等數(shù)據(jù)展開綜合分析，若顯示同一車牌在不同車輛上使用，初步判定為套牌行為，在提取車輛信息后展開跟蹤調(diào)查，發(fā)出預(yù)警信息。

2.4.5 道路狀況分析模塊

該模塊主要包括以下功能：一是路況信息提示，在線獲取交通信息，如氣象預(yù)警、事故多發(fā)路段、擁堵路段、繞行方案等，提示臨近車輛。二是服務(wù)區(qū)提示，距離服務(wù)區(qū)小于2km 時，結(jié)合駕乘人員需求，提示服務(wù)區(qū)相關(guān)信息，包括服務(wù)區(qū)距離、基礎(chǔ)設(shè)施、空余車位與其他相關(guān)服務(wù)等。三是收費站提示，在即將抵達收費站時，提示收費站相關(guān)信息，如開閉情況、車輛匯聚情況、是否可通行等信息。

2.4.6 收費管理模塊

該模塊包括：其一，收費額預(yù)測，結(jié)合交通流量確定各階段收費額，對相關(guān)高速公路路段展開月度、季度、年度交通流量預(yù)測，獲取計算時間段內(nèi)預(yù)測收費額，預(yù)測高速公路收費情況。其二，收費人員配置，預(yù)測未來交通量后，分析車流量規(guī)律，尤其是日間與夜間、工作日與節(jié)假日間的車流量區(qū)別，作為調(diào)整各個收費站人員配置的參考，避免出現(xiàn)“車多人少”“車少人多”的情況。其三，車道開閉，綜合相關(guān)信息，合理安排ETC、人工車道數(shù)量，減少運維費用。

2.4.7 其他

除了上述功能模塊外，應(yīng)用層包括其他功能：其一，路徑識別，結(jié)合駕駛員不同駕駛習(xí)慣、道路情況、收費分析結(jié)果等信息，推薦不同路徑，提升通行體驗。其二，路網(wǎng)營銷，結(jié)合車牌數(shù)據(jù)，依據(jù)車輛歸屬地、行駛路徑、所屬單位、消費行為等展開大數(shù)據(jù)分析，進行針對性營銷，如針對旅行社、客運站、大中型物流等，實施按月、按季包繳的收費制度；針對運輸業(yè)務(wù)靈活，可達到相應(yīng)趟數(shù)的車輛推行按次包繳制度。

3 結(jié)語

綜上所述，文章就交通大數(shù)據(jù)在智能高速公路中的應(yīng)用展開綜合分析，提出交通大數(shù)據(jù)平臺搭建思路。要求給予整個探究過程足夠的重視，明確其中的優(yōu)勢與不足，持續(xù)進行大數(shù)據(jù)平臺的調(diào)整、優(yōu)化，滿足不同階段智能高速公路運維格局的需要，發(fā)揮大數(shù)據(jù)在不同層面的最大功效，輔助高速公路建設(shè)、運營管理進程，推動可持續(xù)發(fā)展。