大數據分析在高速公路收費管理中的應用

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我國幅員遼闊，交通發展迅速，交通網四通八達，交通運輸量極大，在整個運輸事業中，高速公路承擔著十分重要的任務，可以極大地促進經濟發展，便利生產生活。這是由于高速公路在經濟、生產生活中的作用越來越明顯，因此對于高速公路收費系統也提出了更高的要求，應該不斷向現代化、數據化、信息化的方向發展，使得高速公路收費管理效率更高，服務水平更佳。高速公路收費系統在應用過程中，伴隨著大量數據的產生。因此，對于整個高速公路的長期發展服、務水平以及建設方向等方面來講，對其進行大數據分析已經成為了必不可少的一項重要舉措，由此可以在整體上提高高速公路運營水平，提高收費管理效率。

一、大數據分析在高速公路收費管理中的應用特點

從當前來看，大數據分析應用在高速公路收費管理中所體現的特點，主要有以下幾個方面：

（一）數據系統龐大

在高速公路使用過程當中，一旦有車輛經過，收費站系統將自動為每輛車輛進行拍照。由于車輛通行量大，即便一張照片拍攝后內存僅為0.5M，但是將全年通行車輛進行監控記錄后的數據規模可以達到上百T。這樣龐大的數據規模，對于高速公路收費系統、監控系統來說，一年的數據基本可以達到很高的PB級別。值得注意的是這個樣龐大的數據體系，目前仍然處于不斷增長的狀態。

（二）數據種類繁多

在高速公路使用時會根據通行車輛通行時間段的不同所形成的數據類型有所差別。比如在收費站出入口對車輛進行拍攝后所形成的數據為非結構化數據;另外，大數據在系統中進行應用時所形成的結構化數據。另外，還存在服務區數量以及高速公路位置、地區、地質災害等形成的數據等各種數據類型，因此高速公路運行中形成的數據種類繁多。

（三）有用數據量的大小

高速公路數據進行收集后規模龐大，在眾多的數據信息中只有極少部分的數據可以作為有效數據使用，大部分數據不會產生作用，在保存相應時間后可以刪除。高速公路收費站監控系統完備，24小時進行監控，因此長年累月形成巨大的數據系統，但是這通常起到的作用只是發現異常情況，平常的數據并不會產生價值。當有一些數據顯示存在異常后，通過對其進行分析，可以實現發現高速公路交通網絡存在異常狀況的目的，此時才是數據發揮作用的關鍵時期。

（四）信息的及時性

高速公路收費站收集大量數據是為了更好的利用數據，因此必須保證高速公路收費站所得到的數據快速及時的到達系統中心，便于對數據進行分析，尤其是當道路發生異常情況，以及突發事件時，需要通過反饋的實時信息對情況作出分析，因此，此時消息的準確性、及時性就顯得尤為必要。

二、大數據分析在高速公路收費管理中的應用現狀

目前，隨著科學技術的不斷發展，大數據時代已經充分地走進了生活生產的各個環節，因此大數據分析在高速公路收費管理中得到了廣泛的應用，同時占據了重要的地位，以及產生了深遠的影響。大數據分析可以幫助高速公路收費管理提高效率，使功能更加完善，比如數據分析可以應用在車輛交費逃費識別中，避免出現偷逃高速費用的行為。同時互聯網的普及有利于數據在收費系統中進行聯網收費，加強對整個收費管理體系的運營工作。在高速公路收費中，有一項情況是對過往車輛通過行車重量進行計費的，對于這種情況，通過數據分析可以準確地計量車輛重量，防止車輛偷費逃費。在高速公路中都有對車輛的抓拍系統，該系統的使用可以對不同路段，通過車輛出現不同車牌信息的情況進行抓拍和識別。

大數據在高速公路收費管理中的應用已經取得了一些成效，但是仍然存在一些問題需要解決。在高速公路收費管理中涉及到的大量數據，需要進行進一步深入的挖掘。這項工作，主要是由與交通行業有著相關聯系的研究所或高等院校的研究項目來承擔。這部分任務的研究工作由于沒有專業的部門對數據進行發掘，因此在現有的研究成果中，主要是對于數據整體方面的概括，并沒有對詳細的細節內容進行很多的研究，從而得出針對收費管理具體內容的研究成果。這主要是由于現有研究單位的研究目的不涉及較具體的內容，另外一方面就是很少有單位或者個人投入大量的精力，對收費數據進行深入的探索和研究，更不要說能夠挖掘出有利于改進高速公路收費管理弊端的有效舉措。即便目前存在一些問題，但是從整體上來講，我國高速公路收費管理方面應用大數據進行分析已經成為了一種潮流和趨勢，同時處于一個不斷完善和進步的過程中，對于以后的發展方向應該是對收集到的大量數據進行更加詳細的分析，并且將有用信息應用到實際管理中。

三、大數據分析在高速公路收費管理中的應用

（一）加強對高速公路收費預測

我國高速公路收費管理經過多年的發展，在收費過程中不斷涌現出各種問題。主要就是發生在司機偷逃過路費方面，對于大多數車輛的收費是沒有問題的，主要問題是發生在需要進行計重收費的車輛方面，司機為了減輕重量，逃脫費用招數頻出，使得高速公路收費管理情況不佳，漏失了很多費用。此時，通過大數據對高速公路通行的各項費用進行準確的預測，就起到了十分關鍵的作用，打造一個新型的數據化收費模式，就可以對收費金額的流向以及金額的多少進行合理、有效地預測，幫助高速公路收費管理人員預估不同路段不同車流量下的收費情況。隨著大數據的發展與應用，很多新開發的軟件應用在了高速公路收費中，比如目前最主要也是應用最廣泛的數據挖掘、遺傳算法，灰色理論等方法。下面是兩種主要的方式：

這兩種都是定性預測的方式。第一種方式中，主要包含的是數學中平均增長率法、指數曲線以及類比法等模型的預測方法。第二種方法包括回歸分析、一元回歸曲線、多元回歸曲線等模型。在實際的使用過程當中并不會完全應用到所有的預測模型，只需要根據工作的實際需要選擇合適的方式和模型即可。

（二）分析處理數據

在高速公路運營過程中，監控以及運行系統中會有大量的數據產生，各種數據的形式不同，大部分為文本、圖片等多種非結構性數據，如DOC、DOCX、JPG格式等。對于數據種類龐大且形式不同的各項數據，如何進行快速精準的分析處理就成為了重要問題，因此將大數據分析應用在數據規模龐大的信息中，可以幫助數據進行分析。

（三）加強數據管理

數據的集成管理是保障各項數據得到及時收集同時進行有效整理，保證面對高速公路收費中產生的海量數據時，如何對數據進行有效地利用，使其產生最大的效果，提高高速公路收費管理的效率就顯得尤為重要。

大數據分析應用在高速公路收費管理的數據集成管理方面，優勢十分明顯，主要是可以將高速公路中應用的多項系統數據，根據數據特有的現象特征，以不同的形式進行集成管理、分析、儲存。同時可以根據數據從始至終的變化路徑中尋找出可以將多數據進行結合的方法，加強對大量數據的整合工作，更加精準的確定有效信息，剃除無用的冗余信息。

四、結語

多年來，隨著經濟社會發展的需要，高速運輸行業的發展也處于一個日漸上升的趨勢，在發展過程當中，高速公路各方面的水平都得到了切實的提高，使整體的交通建設情況得到了良好的改善。但是在這個過程當中，隨著通行量的不斷增加，對高速公路也造成了一定的壓力，尤其是為高速公路收費管理帶來了一定的困難，面對新的形勢以及新的技術日益成熟的條件，如何加強高速公路收費管理，實現管理更加科學化，成為了一個需要關注的問題。大數據的產生和發展，為解決高速公路收費管理中的各項問題提供了重要的契機。大數據分析應用在收費管理中已經卓有成效，但是也存在一些問題，在這方面需要在未來進行進一步的改進，根據實際情況做出調整，加強對大數據分析的整體把控，更好的應用在高速公路中，實現高速公路收費管理水平的不斷提升，前景更加廣闊。

參考文獻：

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（作者簡介：蘇度，本科，工程師，作者單位：河南省交通運輸廳高速公路少林寺至新鄉管理處，研究方向：高速公路征收、路政、養護管理。）