大数据背景下高速公路收费系统数据分析

郑俊宏

福建省高速公路集团有限公司漳州管理分公司机电维护中心 福建漳州 363000

互联网技术发展迅速，大数据在此背景下应用越来越广泛。高速公路作为城市发展与建设的重要组成，高速公路收费作业智能化对高速公路发展非常关键。基于大数据分析技术，促进高速公路提高收费系统的智能化。大数据分析技术，以数据归类分析的方式提高了高速公路收费系统数据分析效率，减轻了工作人员的压力，为高速公路收费系统未来发展创造了更多机会。

1 高速公路联网收费业务需求分析

随着取消高速公路省界收费站工作的推进，实现全国联网后，交通运输部路网监测与应急处置中心必须对全部的跨省收费交易进行清（拆）分结算，各省区的清分结算中心在实现省内交易清（拆）分结算的同时，需要对涉及本省的跨省交易进行核对。可以预见，在实现全国联网后，无论是对部路网中心，还是对各省区的清分结算中心而言，都将面临前所未有的海量数据的处理难题；继续采用现有的部省两级联网管理模式、设备资源、MTC清分结算规则和周期．势必无法满足新联网环境下海量数据存储和处理的安全可靠性要求。因此，通过采用新的联网收费管理模式及最新的云计算技术解决上述问题，是一种非常好的选择[1]。

2 大数据背景下高速公路收费系统数据分析要点

2.1 高速公路计重收费数据的应用方法

若能有效利用高速公路计重收费数据，推算以出入口收费站为起讫点的交通OD分布矩阵以及路网货运量分布现状，利用交通仿真手段为高速公路规划建设和运营养护提供技术支持，通过建立一套适用于高速公路的仿真评价指标体系，就可以为高速公路系统的建设、运营养护方案的比选、评价和优化提供依据。

鉴于此，高速公路计重收费数据的应用分为以下4个部分：

（1）高速公路网出入口为起讫点的OD矩阵和路网货运量分布推算。对交通仿真区域的高速公路的计重收费数据进行收集并修正；对高速公路系统中各出入口位置的车辆流量和其他相关交通信息进行计算和分析，通过分析历史数据或其他统计方法获取的资料以确定转向交通量；最终推算出以出入口为起讫点的分时段高速路网OD矩阵和路网货运量分布[2]。

（2）基于交通需求信息的高速公路微观仿真数学模型的建立。通过采集高速公路的路网拓扑结构、道路几何特征、交通流量数据和收费站分布位置等，将这些统计资料作为初始数据，建立高速公路微观仿真的数学模型。

（3）高速公路微观仿真数学模型的参数标定与检验。参数标定是保证交通仿真模拟准确性的关键步骤。目前常用的仿真模型主要根据国外交通特征开发而成，与我国实际交通情况存在较大差异，尤其道路路况、车辆性能和驾驶员行为等方面，故而需要基于我国高速公路的实际交通流数据对仿真模型进行标定和检验。

（4）高速公路微观仿真数学模型的评价体系的建立。针对高速公路的微观仿真数学模型，建立一套科学的评价方法和指标体系将有助于方案比选的合理化，借助于评价方法对备选方案进行全面而系统的定量定性分析，最终能够从技术上、经济上和易操作性上得出可行且满意的方案。

2.2 信息数据分析应用

信息数据分析方面，大数据分析技术的应用帮助高速公路收费系统科学处理海量信息，并且按照数据分析类型进行归类。大数据信息处理技术、数据分析与转化等，主要集中在数据信息、信号处理等方面，为领导者提供更加准确的数据信息资料，帮助其制订更适合高速公路收费系统发展的方案决策。大数据分析技术的应用，寻找到了隐藏在高速公路收费系统中的数据模态与数据变化规律，提高了数据处理效率。

2.3 数据集成管理应用

高速公路数据分析技术应用还体现在收费系统数据集成管理方面。将数据按照规定格式与要求设计成不同的存储模块，对数据信息实现集成管理，便于管理者观察高速公路收费系统数据变化形态，从中发现高速公路收费系统管理的不足，并且予以改进。数据集成管理可帮助高速公路收费系统解决数据冗杂情况，并且融入更多的处理技术，以联网化发展形式，科学调整不同格式下数据信息处理与存储等产生的矛盾，制订更详细的数据管理计划，按照不同存储模块对数据信息展开有效管理。积极扩大信息数据库，制订详细到位的解决方案，使收费系统数据信息处理更加灵活简单，为高速公路未来发展奠定扎实的基础[3]。

2.4 记录车辆行驶线路

车辆在驶入高速公路时，复合通行卡记录了初始的入口站信息，车辆行驶到分支路段时，复合通行卡会收到分支路段标识机发出标记信息，并记录在复合通行卡内。在车辆驶出高速公路时，车道程序通过读卡器模块获得相关信息，上传到大数据服务平台单元。输入车牌就可以查询到行驶线路图及报告，车辆行驶线路的数据生存期为90d；对定向跟踪的车辆通过车牌信息进行跟踪，当车辆驶入或驶出高速公路会自动发出警报提示，还可以向其他系统发出警报提示。

3 结语

通过加强交通基础设施的使用效率、科学运用已有交通信息数据资源、引进先进的交通仿真决策技术，创建高速公路交通微观仿真系统，以应对交通路网优化升级评价、交通应急管理预案、基础设施改造、高速公路交通控制、路段路面养护评价等交通技术环节所带来的挑战，这些已经成为当前高速公路运输体系的迫切需求。计重收费数据与交通微观仿真技术的结合正是方案评选的有效工具，这种方式能够有效降低试验花销和危险性，同时还具备相应的可重复操作性，通过计算机对小型车辆和重型车辆（货车）混合运输的复杂现象进行深入模拟和分析，找出现状和未来交通设施及交通技术方案的优缺点，最终对高速公路交通系统进行优化和决策。