大數(shù)據(jù)在高速公路交通運(yùn)營管理中應(yīng)用

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【摘要】本文首先概述高速公路交通運(yùn)營管理中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的必要性，隨后從交通狀況分析、車輛逃費(fèi)稽查、公共出行服務(wù)等方面，就大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用展開簡要分析，最后探討大數(shù)據(jù)智慧交通運(yùn)營管理的展望，為打造基于“大數(shù)據(jù)+高速公路管理”的智慧交通模式提供一定的經(jīng)驗(yàn)借鑒。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；智慧交通；高速公路；交通運(yùn)行評估

0引言

信息時(shí)代，將大數(shù)據(jù)技術(shù)與高速公路管理工作深度融合，是我國公路事業(yè)發(fā)展的必然趨勢?；诖髷?shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，構(gòu)建智慧高速公路交通運(yùn)營管理系統(tǒng)，既能進(jìn)一步減輕公路管理人員的壓力，同時(shí)也能為駕乘人員提供更好的出行服務(wù)[1-2]。目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)在建筑、教育、交通等行業(yè)得到推廣應(yīng)用，而全國各地的高速公路管理部門也在開發(fā)和試用智慧交通系統(tǒng)方面進(jìn)行大量嘗試[3-4]。本文介紹的一種基于大數(shù)據(jù)的智慧高速公路交通運(yùn)營管理系統(tǒng)，從系統(tǒng)架構(gòu)上包含數(shù)據(jù)服務(wù)層、數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器等，可以提供車路協(xié)同管理、車輛逃費(fèi)稽查、交通狀況分析等常用功能，無論是高速公路管理還是公眾出行服務(wù)，均發(fā)揮顯著作用。從應(yīng)用情況來看，具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享、應(yīng)用功能齊全、系統(tǒng)響應(yīng)及時(shí)等特點(diǎn)，存在推廣價(jià)值。

1大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧交通運(yùn)營管理中的必要性

近年來，我國高速公路的通車?yán)锍踢B年增加，在助力區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展方面扮演重要角色。但是隨著車流量的不斷增加，高速公路交通運(yùn)營管理的壓力也在同步增加，交通擁堵、車輛逃費(fèi)、交通事故等情形的發(fā)生率也呈上升趨勢，一方面影響了高速公路的通行率，削弱了其價(jià)值；另一方面則增加了維護(hù)成本，給公路管理部門帶來較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?；诖?，主動(dòng)順應(yīng)“智慧交通”的發(fā)展趨勢，將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)應(yīng)用到高速公路管理中，構(gòu)建智慧交通運(yùn)營管理系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)采集路況信息，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和深入分析，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、預(yù)警、指揮、協(xié)調(diào)的有機(jī)統(tǒng)一。在減輕工作人員壓力、降低人工成本的基礎(chǔ)上，還能實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)管、智能化分析、自動(dòng)化收費(fèi)、人性化服務(wù)，為過往車輛提供便捷服務(wù)。隨著高速公路全國聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，為高速公路海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享創(chuàng)設(shè)了必要條件，構(gòu)建智慧高速公路交通運(yùn)營管理系統(tǒng)既有可行性，也有必要性。

2大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧交通運(yùn)營管理中的應(yīng)用研究

2.1實(shí)時(shí)交通狀況分析

利用分布在高速公路各處的監(jiān)控裝置獲取道路信息，然后通過大數(shù)據(jù)分析實(shí)時(shí)掌控交通狀況，是智慧高速公路交通運(yùn)營管理系統(tǒng)的基本功能。另外，在實(shí)施交通狀況分析的基礎(chǔ)上，還能為運(yùn)營、收費(fèi)等其他業(yè)務(wù)的開展提供支持。為了盡可能全面、詳細(xì)地掌握高速公路各路段的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，一方面要增加采集點(diǎn)的布置密度、擴(kuò)大其覆蓋范圍，另一方面還要保證數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)、同步傳遞。有線通信方面，應(yīng)使用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；無線通信方面，盡快推廣5G網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)分析方面，除了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)外，還包括基于人工智能的深度分析、專家決策技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對交通狀況的準(zhǔn)確分析。

2.2車輛逃費(fèi)稽查

車輛逃費(fèi)不僅會直接損害公路管理部門的運(yùn)營收益，而且還會帶來諸多的安全隱患?，F(xiàn)階段，高速公路收費(fèi)站常用的車輛逃費(fèi)稽查手段，都是以進(jìn)出口安裝抓拍設(shè)備、做好車輛信息記錄與識別等方式，但是仍然存在諸多應(yīng)用缺陷。基于大數(shù)據(jù)的智慧高速公路交通運(yùn)營管理系統(tǒng)，對車輛逃費(fèi)稽查方面進(jìn)行了優(yōu)化。其功能的實(shí)現(xiàn)主要包括以下方法：（1）分析套牌車輛。收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)的監(jiān)控設(shè)備，在采集車輛信息后，會將車輛的型號、顏色、車牌號、出入站時(shí)間等上傳到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等技術(shù)，如果發(fā)現(xiàn)使用同一車牌的汽車型號不同，同一時(shí)間出現(xiàn)在不同的位置，則判斷存在套牌的可能。然后提取相關(guān)車輛的信息，做進(jìn)一步的跟蹤觀察，并識別套牌與被套牌車輛，發(fā)出警報(bào)，提醒就近的交警、路政等部門攔截套牌車輛。（2）分析頻繁過車情況。在收集車輛基本信息后，如果發(fā)現(xiàn)同一車牌的車輛，在短時(shí)間內(nèi)多次通過同一收費(fèi)站，可以根據(jù)其過車頻率判斷是否存在車調(diào)換的情況。將車輛信息發(fā)送給該收費(fèi)站，由相關(guān)人員對車輛及其駕駛?cè)藛T進(jìn)行更深入的調(diào)查，打擊逃費(fèi)行為。（3）貨車分析。由于大型貨車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)更高，加上多以長途運(yùn)輸為主，在各類車輛的逃費(fèi)行為中占比較高。因此，應(yīng)當(dāng)針對大型貨車進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)管。如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有連續(xù)空車長途行駛，或連續(xù)重車短途行駛，應(yīng)當(dāng)將這些貨車的車牌號、型號等記錄下來，并根據(jù)其行駛路線及時(shí)將報(bào)警信息發(fā)送給就近的服務(wù)站，由路政人員對該貨車進(jìn)行進(jìn)一步檢查，以判斷是否存在逃費(fèi)行為。

2.3公共出行服務(wù)

設(shè)計(jì)和研發(fā)智慧高速公路交通運(yùn)營管理系統(tǒng)的初衷是：①創(chuàng)新管理模式，維護(hù)公路管理部門的效益；②優(yōu)化出行服務(wù)，提升駕乘人員的行車體驗(yàn)。因此，提供更多數(shù)量、更高質(zhì)量的出行服務(wù)，是大數(shù)據(jù)技術(shù)在公路管理中應(yīng)用功能的一種直接體現(xiàn)。從實(shí)踐應(yīng)用情況來看，公共出行服務(wù)內(nèi)容主要包括：（1）提供實(shí)時(shí)路況信息。系統(tǒng)利用獲取到的路況信息，開展分析之后，對路面擁堵情況進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷，然后以短信或廣播等途徑提示靠近擁堵路段的車輛人員，以便于提前調(diào)整路線，在幫助駕乘人員節(jié)省時(shí)間的同時(shí)，也防止進(jìn)一步加重?fù)矶聠栴}，積極幫助高速公路更快地恢復(fù)正常通行。（2）提示收費(fèi)站信息或速度信息。根據(jù)駕乘人員的需要，該系統(tǒng)可提供多種便捷信息。例如在靠近收費(fèi)站時(shí)，會自動(dòng)提示當(dāng)前收費(fèi)站的空余車位，以及下一收費(fèi)站的距離等，另外，根據(jù)車輛行駛路線，如果發(fā)現(xiàn)車輛從一條高速駛?cè)肓硪粭l高速，且限速不一致時(shí)，自動(dòng)提示當(dāng)前路段的限速標(biāo)準(zhǔn)，防止出現(xiàn)超速行為。

2.4交通運(yùn)行評估

基于高速公路各處的監(jiān)控設(shè)備、抓拍設(shè)備獲取路況實(shí)時(shí)信息，通過數(shù)據(jù)分析掌握路網(wǎng)流量、飽和情況，判斷特殊時(shí)段的交通量變化趨勢，以及開展交通違法研判等。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，交通運(yùn)行評估的主要內(nèi)容包括：①流量及行駛量。實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控范圍內(nèi)高速公路重點(diǎn)路段、支路的車流量情況，并評估和預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)車流量變化情況，從而為緩解交通擁堵提供幫助；②交通組成。同一路段中不同類型車輛的占比，即為交通組成。交通組成越復(fù)雜，通行能力受到的影響越明顯，尤其是大噸位重載貨車占比較高的情況下，高速公路通行能力明顯降低；③客貨運(yùn)輸輔助。監(jiān)測客車、貨車的行駛路線和客貨流密度。在客車與貨車比較集中、客貨流密度較大的路段，有較大概率發(fā)生擁堵，可提前做好疏導(dǎo)，提高高速公路特殊路段的通行率；④道路適應(yīng)程度。用于表示各路段的擁擠程度和服務(wù)水平。相同車流量的情況下，服務(wù)水平越高，發(fā)生擁堵現(xiàn)象的概率越低。系統(tǒng)在收集路況信息的基礎(chǔ)上，自動(dòng)對各個(gè)路段的服務(wù)水平進(jìn)行評級，根據(jù)評級結(jié)果為高速公路的交通運(yùn)營管理提供決策依據(jù)。等級劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3大數(shù)據(jù)智慧交通運(yùn)營管理的展望

目前，我國的交通基礎(chǔ)設(shè)施雖比較完善，但國內(nèi)的智慧交通運(yùn)營管理發(fā)展明顯慢于國外?！敖煌?大數(shù)據(jù)”是未來交通管理發(fā)展的大方向，其核心就在于智能管控與大數(shù)據(jù)應(yīng)用，大數(shù)據(jù)與交通相結(jié)合，不僅有利于快速有效傳達(dá)信息、優(yōu)化交通系統(tǒng)，同時(shí)在優(yōu)化決策分析上，大數(shù)據(jù)的分析能力更是可以提供強(qiáng)有力的決策支撐。交通運(yùn)營管理不合理，可能會導(dǎo)致很多交通問題，而基于海量大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，可以多方面有效地進(jìn)行交通管理運(yùn)營決策，進(jìn)而提高運(yùn)營管理的整體效率。

4結(jié)論

大數(shù)據(jù)與高速公路管理的深度融合是我國大力發(fā)展“智慧交通”下的必由之路。當(dāng)前基于大數(shù)據(jù)的高速公路交通運(yùn)營管理系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入試點(diǎn)應(yīng)用的階段，從實(shí)際應(yīng)用效果來看，在公路運(yùn)營管理和公眾出行服務(wù)之間達(dá)到統(tǒng)籌兼顧。對于公路管理部門來說，依托該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對路況信息的實(shí)施監(jiān)管，對逃費(fèi)車輛做到稽查追蹤，在保障高速公路通行率、維護(hù)公路管理部門運(yùn)營效益等方面發(fā)揮積極作用；對于車輛駕乘人員來說，能夠獲得更加便捷的出行服務(wù)，通過實(shí)時(shí)播報(bào)路況，了解前方交通狀況，以便于合理規(guī)劃行車路線。下一步，還要從技術(shù)層面完善智慧高速公路交通運(yùn)營管理系統(tǒng)，特別是要優(yōu)化拓展應(yīng)用功能、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定等方面，從而在高速公路綜合管理方面發(fā)揮更加出色的作用。

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作者:申雄 單位:招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司