基于大数据技术的高速公路应用与研究

罗建伟

摘要：高速公路在全部综合交通运输体系中的份量也会越来越重要，高速公路项目的立项、规划、建设序列遴选上一定要在充分考虑区域内外的客货流的流量、流向、客货流结构等重要数据的基础上谨慎选择。本文基于大数据技术的高速公路应用与研究展开论述。

关键词：大数据技术；高速公路应用；研究

中图分类号：F542文献标识码：A

引言

“大数据”这一概念自从被提出之后，得到了业界广泛的关注和讨论。那么大数据的概念是什么呢？维基百科对大数据的定义是“所涉及的数据量规模巨大到无法通过传统方式，在合理时间内进行截取、管理、处理，并整理成为人类所能解读的信息”。这个概念主要在描述大数据体量大这一特征。而美国白宫在2014年发布的《大数据白皮书》中这样定义：“大数据集是庞大的、多样化的、复杂的、纵深的和分布式的,它由各类仪器设备、传感器、网上交易、电子邮件、视频、点击流以及现在与未来所有可以利用的其他数字化信号源产生。”

1大数据技术下的高速公路规划和建设

高速公路是永久性基础设施，需要科学系统的规划来指导建设。运用传统的统计分析方法，高速公路预测统计考虑因素繁多、覆盖空间范围大、收集数据量巨大、人工调查耗时耗力，并且在时效上没办法满足要求，从整体数据采集的成本与效益来看，也耗费巨大。而在互联网时代，通过大数据分析处理，充分利用道路网络、人口、车流、GDP等相关数据，建立数据集市和数据仓库，预测未来较长一段时间内高速公路的车辆通行需求，利用数学建模、计算机模拟和云平台强大的处理能力，将影响出行需求的更多因素纳入预测参数，更科学地模拟和预测高速公路未来较长一段时间的车辆通行需求，未来会成为高速公路规划的重要手段。据了解，目前广东省国内生产总值约占国内生产总值的11%，而高速公路通车里程却只占国内高速公路通车总里程的6.2%。此外，一些客流、高速公路的物流量大、国道通行能力不足，广州、汕头、珠海等大中城市交通很拥堵，而偏远地区交通建设落后，且与周边省区相通的运输通道数量偏少。因此，建设高速公路、提升交通设施总量和运输能力对现阶段广东省交通运输体系的发展依然起着重要作用。为破解上述难题，需要加大高速公路道路硬件投资，用增加省内高速公路里程，开设车流拥堵路段的平行路线，拓宽部分路段增设收费窗口和人员等加大基础设施建设的方法缓解交通压力。

2路网中心数据系统的特点

路网中心在“十二五”信息化整体规划中推动天津市高速公路行业管理信息系统的建设，形成了公路基础数据库、地理信息系统、养护决策管理系统、应急管理系统、信息加工融合系统和路网运行监测系统，为高速公路应急事件处置搭建信息化平台，为高速公路路网日常管理提供辅助性决策分析，为公众出行提供信息服务等多种功能，使得天津“智慧高速”的基本框架初具雏形。之前，路网管理系统中的数据分布在不同的业务系统中，很多数据只能在各自的系统中使用和查看，从而形成了信息孤岛，各个系统只能展现各自业务范围内关的简单数据统计图表。同时，业务系统中传统的柱状图、饼图等简单图表很难清晰表达全部数据的含义，也不能满足新形势下路网管理工作对数据解读的需要，导致原本很多的数据分析结果不能带给工作人员清晰明了的结果，反而让他们在琳琅满目的分析结果前不知所措，这样的问题在全路网数据并发的情况下则更为突出。因此，为了有效提高路网管理过程中大量数据分析结果的有效展示能力，充分挖掘之前没有发现的关注点，梳理展现各个数据之间潜在的关系，最终辅助从事路网管理的工作人员进行更好的决策和优化，就需要借助可视化的技术开展数据分析工作。

3大数据分析在高速公路收费管理中的应用

(1)可以对高速公路通行费用进行预测,在我国高速公路的发展过程中，在实际的收费过程中存在很多的问题，特别是在称重收费的过程中，会出现司机逃费的现象，从而给高速公路造成了严重的经济损失。通过采用新的收费方式之后，可以对高速公路以后经济的收入进行有效的预测，可以有效的帮助管理人员对高速公路的车流量和收费进行分析。近些年，随着信息化的不断的发展，有很多新软件和新方式被广泛应用到了高速公路收费管理中。其中，在对相关数据的挖掘、理论的完善以及遗传算法等都经常要使用数据。而在对交通量进行测量的过程中，也明确提出了两种方式，第一种是包括平均增长法、类比法以及指数曲线法等预测的定性预测方式；第二种主要包括回归曲线、趋势曲线法、回归分析预测法以及一元回归曲线等预测的定性预测方式。在实际的工作过程中，必须及时的做好对相关技术内容的把握，只有充分的依据实际需求，才能够做好对应对方式的选择和应用，只有这样，才能达到预期的预测效果[4]。(2)对数据进行分析处理,高速公路在实际的运行过程中，会产生大量的信息数据，其中由文档、文本以及图片等非结构数据占据着非常大的比例，且数据在结构形式上也存在着很大的不同，如：XML可扩展标记语言、DOC文件扩展名以及JPG图像格式等。对于这些非结构的数据来说，怎样才能对其进行合理的归纳和收集成为了非常重要的一部分内容。

4大数据分析在高速公路收费管理中的应用

(1)数据筛选,高速公路收费站的车道完成车辆通行收费交易后会产生各种数据，包括车道架空、工班合计数、图片信息、出口流水以及入口流水等信息。收费站会实时收集这些数据，并将这些数据传输给路段分中心和省中心。高速公路收费站数据中的出入口流程主要有收费交易需要的各种数据，比如缴费方式、收费金额、行驶里程、地点、时间以及车辆信息等。如广东省高速公路原始交易数据中的入口流水数据主要有53个字段，而出口流水数据主要有135个字段。出口流水数据中还包含入口流水数据的很多信息，因此高速公路收费数据信息挖掘主要针对出口流水数据。通过对高速公路原始数据的审查，可以筛选出额定总重、总重、车辆总轴数、最重车型、车种、车道类型、车道编号、收费站编号以及出口时间等信息，这些信息中涉及车辆的缴费、载重、行驶以及时空等信息，对交通行业以及别的行业有重要的现实意义。(2)数据预处理,高速公路收费站产生的数据比较多，原始流水信息中包含较多的内容，比如最终收费轴组信息中包含了轴重、轮组以及轴型等多种信息，这就需要使用一些归约和简化的技巧。可以在高速公路原始数据中选择相应的字段，并且对数据进行预处理，主要是计算和统计数据，比如车辆的超载程度、不同类型车辆超载车辆数、不同类型车辆行驶里程和时间、不同轴型轴载和轴数大小分布以及交通量的组成分布等。

结束语

目前，国内对于智慧高速的定义还没有统一认识和统一标准。智慧高速公路的恃征是与云计算、大数据和物联网、人工智能等新一代互联网技术融合，实现对高速公路透彻全面、实时准确的感知，掌握每段路、每辆车和每个结构物的现状并精准预测发展趋势。总而言之，智慧高速是以信息化、智能化为载体，运用人工智能、大数据、云计算和互联网＋等新一代信息技术实现人、车、路和周围环境的和谐统一，实现高速公路信息化、智能化和高效化。

参考文献

[1]孙金海,林述韬,周志梅.大数据分析技术在高速公路运营管理中的典型应用[J].中国交通信息化,2018(05):84-87.

[2]赖海燕.大数据驱动下的高速公路运营管理效益浅析[J].中国交通信息化,2018(04):38-39+44.

[3]魏强.基于大数据技术的收费软件日志汇聚平台方案[J].中国交通信息化,2018(S1):149+157.

[4]彭兴刚.智能高速公路中交通大数据的应用探析[J].低碳世界,2018(02):216-217.

[5]刘蓉.大数据视角下高速公路收费系统存在的问题与对策[J].数字技术与应用,2016(04):232.