基于大数据技术的智能高速公路系统应用

刘琦

摘要：在大数据时代，各行各業都已通过处理大数据对产业进行管理。大数据技术日益受到人们的重视与运用，交通行业也不例外。如何准确、高效地运用在智能交通系统中产生的海量数据也成为交通行业目前面临的难题之一。本文从高速联网收费软件、应用系统、视频监控系统等软件中收集大量数据来阐述智能高速公路中对交通大数据的应用情况。

关键词：大数据技术；云平台；智能交通；高速公路

1.基于大数据技术的智能交通

1.1大数据技术

技术带来革新，计算机的出现改变了人们的生活，其中的一项变化就是通过计算机处理而产生的大数据的出现。据研究显示，90%以上的数据都是过去两年产生的，未来数据还将呈现指数式地爆炸式增长。大数据（big data）是指当数据呈现一定的规模而无法用传统的数据库系统进行处理，需要要求更高的传输速度和数据库系统处理能力，利用新的大数据处理方式对数据进行分类、截取、整理，从中提取有用资讯的技术革命。也正因此，大数据技术正逐步在各行各业扩展应用，并受到了极大地重视。

1.2 交通大数据

交通行业也不例外，随着城市机动车数量地大幅增长、交通方式的多元化、交通管理的现代化，大数据也日益成为交通行业不可避免的问题。面对如此纷杂的交通情形，急需交通部门运用新型大数据技术采集标本、按需分类、查询以及处理分析城市道路、高速公路、航海关卡、火车站等地的数据。而对此数据地处理有利于交通部门迅速掌握最新状况，预测交通状况，并针对此提出合适的对策。相较于传统的管理模式，大数据技术所提取、分析出的信息更为精确，与现实也更为接近，也可提高交通管理的效率。虽然大数据管理一开始的成本较高，需要投入较高的信息管理人力资源建设数据库，但是长远下去将更为节约成本。

2.智能高速公路系统中的交通大数据

2.1高速公路系统交通大数据的来源

高速公路作为交通系统中不可分割的一部分，尤其是在美国等国家的交通中处于核心位置。重要的地位使得高速公路每天来往大量的车辆，同样也在交通监控、收费站、指挥部、公文部、交警部门等地留下了大量的数据。下文针对不同的数据来源进行分析：

2.1.1高速公路收费站。

目前许多高速公路已采用电子化手段，在各个收费站采用人工收费与ETC收费结合的办法，且人工收费在逐渐减少。ETC（Electronic Toll Collection）是将车载电子标签安装在挡风玻璃之上，使其与收费站ETC车道上的微波天线形成微波专用短程传递渠道。同时利用计算机的信息传递技术，向银行传递信息从而完成其与银行之间的结算，达到车辆在不停车的情况下即时结算路桥费。而ETC系统加速了高速公路行驶车辆类型、通行频率、往返区间、载货重量等数据的录入，使得高速公路上的数据更为清晰、具体精确。

2.1.2视频监控系统的数据。

高速公路上的监控系统作为综合的符理系统，将最先进的信息收集技术与数据通讯技术相结合，在电子控制之下，利用计算机的信息处理能力，综合处理地面运输管理中的信息。高速公路上的监控系统能够大范围的监控地面运输，准确、及时、高效反应地面运输情况，在维护高速公路的平稳、高效运行方面，发挥了极为关键的作用。

2.1.3监控系统的视频资料自然也是高速公路数据的一种。

但由于视频数据较大，较难提取关键信息，因此升级监控摄像机仍是目前关键的工作，高清数字化的摄像机对后期数据的处理有着关键的作用。

2.1.4交警部门的数据。

高速公路极易发生交通事故与违章事件，交警部门对各类事件的应急处理留下了庞杂的文件。这些文件多由交通事故案件数据、违章违法处理数据、交通救援保障数据、黑灰名单数据构成。这些数据对于管理高速公路、预防重大交通事故有着重要的借鉴作用。

2.1.5传感器数据。

高速公路上经常出现大拥堵事件，如何让驾驶者提前获取知识则需要通过传感器。传感器可以为车主提供正确的路线与道路运行状况。传感器分为红外线传感器、环形线圈检测器、超声波传感器、微波交通检测器、视频车辆检测器、压电传感器等等，这些传感器的数据类型丰富，对于交通行业有着极大的借鉴意义。

2.2 高速公路系统交通大数据的特点

高速公路数据来源的多样性与其本身的丰富性决定了高速公路系统的交通大数据具有不同于其他大数据的特点。

2.2.1数据类型多样。

如上所示，高速公路数据来源丰富，因此数据也存在着多种形式，有监控系统的视频、交警系统的文本以及各类收费数字等等。

2.2.2数据体量大。

由于数据的多样且全天持续性，高速公路系统的数据规模十分庞大，尤其每分每秒的视频图像更是难以衡量其规模。并且由于高速公路不断地修建与各类软件地不断升级，数据仍在呈现指数型地增长。

2.2.3数据处理速度快。

交通系统的数据的分析要求迅速得到结果，因此运用的机器与软件都是最为先进，数据都是实时性处理，速度快。

2.2.4数据价值密度低。

数据地提取分析并非易事，有效信息并不多。

3.智能高速公路系统中交通大数据的实际应用

3.1智能交通云平台的建设

高速公路系统大数据的特点决定了交通系统需要建立独特的数据平台，一个可以容纳海量数据并高速分析的平台。由此智能交通云平台应运而生，而智能交通平台主要实现以下三种功能：

3.1.1数据的实时性。

大数据云平台的数据包括多重信息——信号灯、停车线、车辆运行轨迹、车牌号码等等。

3.1.2数据海量存储。

智能交通平台抓拍各个关卡的车辆，并将数据实时传输到平台进行存储。

3.1.3智能數据分析。

数据的获得是平台操作的第一步，数据的比对、分析和预测是平台进行的下一步工作，云平台可根据自身的数据分析、模拟、回归为交通部门提供最佳对策。

3.2 智能化营运管理

数据分析为高速公路交通的管理提供了极大的方便，其便利主要表现在以下三个方面。

3.2.1预测交通形势。

高速公路平台上的车辆类型、通行频率、往返区间、载货重量等数据有利于分析高速公路不同时段车流量的分析，以及不同区段车辆行驶状况、载货量等等内容。自从决定节假日高速公路免费通行后，为了降低出行成本，更多的人选择自驾出行，因此高速公路在节假日极易出现堵车现象，智能交通平台为提前做好高速公路保持畅通工作提供保障。

3.2.2加强执法能力。

交通事故地发生往往非常偶然，车主道德水平也良莠不齐，因此事故与违规不可避免。监控系统可以全程监控道路，为处置逃票、超速等交通违法行为提供有效的证据。那些超时行驶的车辆可以通过数据分析，找到换卡信息；对于重量有偏差、违规绿色车辆、经常逃避计重、出入卡牌不一致的车辆，可以通过车牌抓拍系统，获取前后车牌的比对信息，从而加强对这些违规行为的打击，增加相关收入；公司的整体发展状况也可以通过数据分析进行有效掌握和分析，包括调控整体收入和预测发展前景，进而对公司在未来的战略计划提供有利援助。最常见的是利用监控系统，及时监控车辆在收费站的缴费情况，防止车辆偷逃车辆通行费。从而高效收缴我国税收，打击车辆违法违规操作，保障营运收入。

3.2.3智能交通平台的数据可以为宣传高速公路进行宣传，ETC系统越来越普及，高速公路给人们带来了巨大的便利。利用大数据对车流量等数据的分析可为高速公路市场营销提供便利，增强消费者的信息。高速公路也可与支付宝、微信、银联等支付手段进行合作，为人们的出行生活带来更大的便利。

3.3 加强道路交通安全管理的水平

高速公路上事故多发，很大程度上与气象灾害、车流量、路、人有着极大的关系。利用大数据进行回归分析，找出事故各类因素与事故之间的回归性，以此做出预防措施，防止更大的经济、人员损失。数据将为后续工作的开展提供信息来源。例如可以通过监控不同时间段车流量的数据变化以及车辆车型的构成，为高速公路建设中的匝道设置、控制，主线路引导以及客货分离提供决策依据，使司乘成员可以得到更好的品质服务，从而让高速公路系统更加稳定。例如，我国某省利用高速公路监控中得到的车辆流量、路面交通等信息，采取了客货分离、匝道入口控制以及一定时段内限行的手段，高效缓解了高速公路堵车的问题。同时利用系统检测到的数据，在合适的地点投放救援电话，精准发布重要道路的交通安全等相关信息，从而提高了高速公路服务质量。

3.4提高道路养护过程的精益化管理

任何工程都需要监督、管理和维护，高速公路由于行驶速度快、车流量大、载货量大等原因，后期需要投入大量的资金进行养护工作，如修整公路、检查监控系统、保障路灯等内容。而此工作并不是无头苍蝇，必须有效可循才可以高效、准确地进行。传统时期高速公路的施工材料只零星保存在文件中，不容易快速查询，容易耽误修复的最佳时机。然而通过计算机大数据平台，能够将沿线的道路信息（包括路面、桥梁、隧道、涵洞、立交、收费站等等）以及监控设备等信息进行整合，建立统一的信息档案，甚至将大到桥梁、小到每一个护栏板立柱都一一登记在册，并且录入了每一次维修与检修的工作内容，极易寻找问题的关键所在，对症下药。且高速公路24小时的监控系统也为交通部门传递实时信息，及时处理突发事件。交通部门可利用信息系统记录维修近况以及路面结构，同时也可派专门的人员分析数据，根据信息平台提供的数据结果，对道路环境、车流量等变化进行整体的把控，从而制定高效的管理计划。

4.结束语

我国高速公路的发展方兴未艾，但运用大数据技术进行管理已是不可逆转的趋势，而此技术也将交通系统推入发展高峰期。如何做好道路交通管理工作，维护经济大动脉的健康、顺昌，这是交通管理部门的责任，而智能交通平台为其提供手段支持。智能交通平台由于其自身所具的特点为交通系统的发展提供了很大的帮助，车流量、载货量、监控数据、传感数据等信息不仅为交通系统的运营提供便利，也极大加强了道路交通安全管理的水平。目前，大部分高速公路已经运用了大数据信息处理技术，并取得了一定良好的结果，因此此技术的推广有一定的事实支持。

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