大數據背景下高速公路收費系統數據分析

鄭俊宏

福建省高速公路集團有限公司漳州管理分公司機電維護中心 福建漳州 363000

互聯網技術發展迅速，大數據在此背景下應用越來越廣泛。高速公路作為城市發展與建設的重要組成，高速公路收費作業智能化對高速公路發展非常關鍵。基于大數據分析技術，促進高速公路提高收費系統的智能化。大數據分析技術，以數據歸類分析的方式提高了高速公路收費系統數據分析效率，減輕了工作人員的壓力，為高速公路收費系統未來發展創造了更多機會。

1 高速公路聯網收費業務需求分析

隨著取消高速公路省界收費站工作的推進，實現全國聯網后，交通運輸部路網監測與應急處置中心必須對全部的跨省收費交易進行清（拆）分結算，各省區的清分結算中心在實現省內交易清（拆）分結算的同時，需要對涉及本省的跨省交易進行核對。可以預見，在實現全國聯網后，無論是對部路網中心，還是對各省區的清分結算中心而言，都將面臨前所未有的海量數據的處理難題；繼續采用現有的部省兩級聯網管理模式、設備資源、MTC清分結算規則和周期．勢必無法滿足新聯網環境下海量數據存儲和處理的安全可靠性要求。因此，通過采用新的聯網收費管理模式及最新的云計算技術解決上述問題，是一種非常好的選擇[1]。

2 大數據背景下高速公路收費系統數據分析要點

2.1 高速公路計重收費數據的應用方法

若能有效利用高速公路計重收費數據，推算以出入口收費站為起訖點的交通OD分布矩陣以及路網貨運量分布現狀，利用交通仿真手段為高速公路規劃建設和運營養護提供技術支持，通過建立一套適用于高速公路的仿真評價指標體系，就可以為高速公路系統的建設、運營養護方案的比選、評價和優化提供依據。

鑒于此，高速公路計重收費數據的應用分為以下4個部分：

（1）高速公路網出入口為起訖點的OD矩陣和路網貨運量分布推算。對交通仿真區域的高速公路的計重收費數據進行收集并修正；對高速公路系統中各出入口位置的車輛流量和其他相關交通信息進行計算和分析，通過分析歷史數據或其他統計方法獲取的資料以確定轉向交通量；最終推算出以出入口為起訖點的分時段高速路網OD矩陣和路網貨運量分布[2]。

（2）基于交通需求信息的高速公路微觀仿真數學模型的建立。通過采集高速公路的路網拓撲結構、道路幾何特征、交通流量數據和收費站分布位置等，將這些統計資料作為初始數據，建立高速公路微觀仿真的數學模型。

（3）高速公路微觀仿真數學模型的參數標定與檢驗。參數標定是保證交通仿真模擬準確性的關鍵步驟。目前常用的仿真模型主要根據國外交通特征開發而成，與我國實際交通情況存在較大差異，尤其道路路況、車輛性能和駕駛員行為等方面，故而需要基于我國高速公路的實際交通流數據對仿真模型進行標定和檢驗。

（4）高速公路微觀仿真數學模型的評價體系的建立。針對高速公路的微觀仿真數學模型，建立一套科學的評價方法和指標體系將有助于方案比選的合理化，借助于評價方法對備選方案進行全面而系統的定量定性分析，最終能夠從技術上、經濟上和易操作性上得出可行且滿意的方案。

2.2 信息數據分析應用

信息數據分析方面，大數據分析技術的應用幫助高速公路收費系統科學處理海量信息，并且按照數據分析類型進行歸類。大數據信息處理技術、數據分析與轉化等，主要集中在數據信息、信號處理等方面，為領導者提供更加準確的數據信息資料，幫助其制訂更適合高速公路收費系統發展的方案決策。大數據分析技術的應用，尋找到了隱藏在高速公路收費系統中的數據模態與數據變化規律，提高了數據處理效率。

2.3 數據集成管理應用

高速公路數據分析技術應用還體現在收費系統數據集成管理方面。將數據按照規定格式與要求設計成不同的存儲模塊，對數據信息實現集成管理，便于管理者觀察高速公路收費系統數據變化形態，從中發現高速公路收費系統管理的不足，并且予以改進。數據集成管理可幫助高速公路收費系統解決數據冗雜情況，并且融入更多的處理技術，以聯網化發展形式，科學調整不同格式下數據信息處理與存儲等產生的矛盾，制訂更詳細的數據管理計劃，按照不同存儲模塊對數據信息展開有效管理。積極擴大信息數據庫，制訂詳細到位的解決方案，使收費系統數據信息處理更加靈活簡單，為高速公路未來發展奠定扎實的基礎[3]。

2.4 記錄車輛行駛線路

車輛在駛入高速公路時，復合通行卡記錄了初始的入口站信息，車輛行駛到分支路段時，復合通行卡會收到分支路段標識機發出標記信息，并記錄在復合通行卡內。在車輛駛出高速公路時，車道程序通過讀卡器模塊獲得相關信息，上傳到大數據服務平臺單元。輸入車牌就可以查詢到行駛線路圖及報告，車輛行駛線路的數據生存期為90d；對定向跟蹤的車輛通過車牌信息進行跟蹤，當車輛駛入或駛出高速公路會自動發出警報提示，還可以向其他系統發出警報提示。

3 結語

通過加強交通基礎設施的使用效率、科學運用已有交通信息數據資源、引進先進的交通仿真決策技術，創建高速公路交通微觀仿真系統，以應對交通路網優化升級評價、交通應急管理預案、基礎設施改造、高速公路交通控制、路段路面養護評價等交通技術環節所帶來的挑戰，這些已經成為當前高速公路運輸體系的迫切需求。計重收費數據與交通微觀仿真技術的結合正是方案評選的有效工具，這種方式能夠有效降低試驗花銷和危險性，同時還具備相應的可重復操作性，通過計算機對小型車輛和重型車輛（貨車）混合運輸的復雜現象進行深入模擬和分析，找出現狀和未來交通設施及交通技術方案的優缺點，最終對高速公路交通系統進行優化和決策。