重慶中信渝黔高速公路有限公司 周 進(jìn)

交通大數(shù)據(jù)在智能高速公路中的應(yīng)用分析

重慶中信渝黔高速公路有限公司 周 進(jìn)

科學(xué)技術(shù)以及智能交通的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)被充分的應(yīng)用到了智能高速公路系統(tǒng)中，同時(shí)發(fā)揮著巨大的作用。本文主要闡述了交通大數(shù)據(jù)在智能高速公路中的應(yīng)用。

大數(shù)據(jù)；交通；智能；高速公路；云平臺(tái)

0.引言

隨著智能高速公路的建設(shè)和發(fā)展，在其運(yùn)營(yíng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，也就是大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)還在不斷的增長(zhǎng)，如何充分的將交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用到智能高速公路中，更好的服務(wù)于交通，成為擺在交通行業(yè)的面前的一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。

1.交通大數(shù)據(jù)內(nèi)涵

1.1 大數(shù)據(jù)內(nèi)涵

大數(shù)據(jù)(big data)，指的是所涉及的資料量規(guī)模巨大到無(wú)法透過(guò)目前主流軟件工具，在合理時(shí)間內(nèi)達(dá)到擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策有幫助的資訊。大數(shù)據(jù)（big data）是那些超過(guò)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)處理能力的數(shù)據(jù)。它的數(shù)據(jù)規(guī)模和轉(zhuǎn)輸速度要求很高，或者其結(jié)構(gòu)不適合原本的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)是繼云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)之后IT行業(yè)又一大顛覆性的技術(shù)革命。據(jù)IBM的研究稱，整個(gè)人類文明所獲得的全部數(shù)據(jù)中，有90%是過(guò)去兩年內(nèi)產(chǎn)生的。而到了2020年，全世界所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到今天的44倍。

1.2 交通大數(shù)據(jù)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促使城市機(jī)動(dòng)車輛的數(shù)量大幅增加，而原有的交通管理方式難以適應(yīng)如此龐大的交通系統(tǒng)，因此，我們需要尋找更好的解決方案，而大數(shù)據(jù)給我們提供了很大的便利。大數(shù)據(jù)產(chǎn)生正能量，將使交通管理的效率提高數(shù)倍。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠應(yīng)用于交通卡口視頻和圖片數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、分析、分類、查詢，能夠提供比以往更快、更精確地分析、預(yù)測(cè)交通狀況，并對(duì)能夠影響復(fù)雜交通的潛在因素進(jìn)行新的洞察。全新的大數(shù)據(jù)采集技術(shù)能在提高效率的同時(shí)節(jié)約成本，相比于傳統(tǒng)的信息采集與交通管理方式，經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)分析遴選后得到的信息更加真實(shí)，更加準(zhǔn)確，更加逼真接近事實(shí)。雖然短時(shí)間內(nèi)會(huì)增加信息管理的成本，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，大數(shù)據(jù)帶來(lái)的成本節(jié)約是相當(dāng)可觀的。

2.智能高速公路交通大數(shù)據(jù)的來(lái)源和特點(diǎn)

2.1 高速公路大數(shù)據(jù)的來(lái)源

高速公路營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)量大，大數(shù)據(jù)分析大有可為，這成為了專家們的共識(shí)。高速公路的數(shù)據(jù)可以分為收費(fèi)數(shù)據(jù)、交通監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、指揮調(diào)度數(shù)據(jù)、日常運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、視頻卡口數(shù)據(jù)等。智能高速公路大數(shù)據(jù)主要來(lái)源：

2．1．1 高速聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)軟件數(shù)據(jù)

不同高速公路各自數(shù)量的收費(fèi)站點(diǎn)，每個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)上數(shù)量不等的收費(fèi)車道上已經(jīng)安排好正常運(yùn)行的收費(fèi)軟件收集的龐大數(shù)據(jù)，包括通過(guò)高速公路后留下的車型類別、通行頻率、經(jīng)常往返的區(qū)間位置、載貨情況、單向以及區(qū)間貨運(yùn)量等數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的累積產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)急需等待相關(guān)部門(mén)、公司的開(kāi)發(fā)運(yùn)用。

2．1．2 應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)

高速公路監(jiān)控結(jié)算中心的12122呼叫系統(tǒng)、清分系統(tǒng)、各個(gè)收費(fèi)站和各路公司運(yùn)行的稽核軟件、收費(fèi)站管理軟件和復(fù)合卡動(dòng)態(tài)管理軟件等也積累了大量的數(shù)據(jù)。主要涵蓋有交通事故、救援保障、違章違法、車輛通行量、通行費(fèi)征收、違規(guī)車輛統(tǒng)計(jì)，黑灰名單的統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)。

2．1．3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

在高速公路的互通立交、服務(wù)區(qū)、危險(xiǎn)黑點(diǎn)路段、隧道、收費(fèi)站廣場(chǎng)、收費(fèi)車道均設(shè)置了大量的視頻監(jiān)控探頭，在起初的設(shè)置目的主要是作為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)場(chǎng)景的監(jiān)控，正常運(yùn)行時(shí)，視頻圖像無(wú)人問(wèn)津，只有在交通事故、特殊環(huán)境下才進(jìn)行實(shí)施的查看與調(diào)用。數(shù)據(jù)保存方面由于其自身的數(shù)據(jù)龐大，一般情況下均保存一個(gè)月以內(nèi)，對(duì)于數(shù)據(jù)的提取與應(yīng)用就微乎其微。隨著視頻圖像的提檔升級(jí)，大量采用高清數(shù)字化攝像機(jī)，其圖像分析、異常跟蹤、人臉偵測(cè)、區(qū)域入侵偵測(cè)、越界偵測(cè)、車牌捕獲及檢索等數(shù)據(jù)的大量產(chǎn)生，為后期數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)支撐。

2．1．4 傳感器數(shù)據(jù)

RFID、微波車檢、路感線圈傳感器、氣象檢測(cè)、環(huán)境檢測(cè)、化危品專用檢測(cè)設(shè)備等遍布在高速公路上的互通立交匝道、標(biāo)識(shí)站、收費(fèi)站出入口等，它對(duì)過(guò)往的車輛進(jìn)行感知，分類統(tǒng)計(jì)、從而持續(xù)生成數(shù)據(jù)。此外，還有相關(guān)的第三方數(shù)據(jù)，例如公安交警數(shù)據(jù)、路政數(shù)據(jù)、地方道路數(shù)據(jù)、車輛維修點(diǎn)及周邊醫(yī)院數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)體量大、類型多，足以支撐起行業(yè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題。

2.2 高速公路大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

智能高速公路大數(shù)據(jù)作為重要的大數(shù)據(jù)領(lǐng)域主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

2．2．1 數(shù)據(jù)體量巨大

智能高速公路大數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)的規(guī)模龐大，以至于完全不能用G或T來(lái)衡量，而是以“ 艾字節(jié)”為單位，其中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)通常占據(jù)數(shù)據(jù)總數(shù)的90%以上，同時(shí)還表現(xiàn)出快速增長(zhǎng)和超大規(guī)模的特點(diǎn)。

2．2．2 數(shù)據(jù)類型繁多

智能高速公路大數(shù)據(jù)存在很多種不同的形式，主要包括圖像、視頻、文本以及數(shù)據(jù)庫(kù)記錄等。在高速業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，主要存在圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、收費(fèi)數(shù)據(jù)、管理與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等多種類型的數(shù)據(jù)。

2．2．3 數(shù)據(jù)價(jià)值密度低

以高速公路視頻流為例，通常一個(gè)小時(shí)左右的視頻中有用的數(shù)據(jù)也就若干秒。

2．2．4 數(shù)據(jù)處理速度快

不但對(duì)交通大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果的實(shí)時(shí)性具有較高的要求，同時(shí)還對(duì)歷史交通數(shù)據(jù)、行為習(xí)慣、周期性、隨機(jī)性數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等變化規(guī)律的分析具有比較高的要求。

3.交通大數(shù)據(jù)在智能高速公路中的應(yīng)用

3.1 智能交通云平臺(tái)

3．1．1 海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

智能交通系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控城市的交通狀態(tài)，將各個(gè)路口的車輛實(shí)時(shí)抓拍數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)云平臺(tái)進(jìn)行長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

3．1．2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢

通過(guò)大數(shù)據(jù)云平臺(tái)可實(shí)時(shí)掌控任一車輛的行駛，運(yùn)行軌跡、分析車輛是否違章。大數(shù)據(jù)平臺(tái)中包含信號(hào)燈、停車線、車輛運(yùn)行軌跡、車牌號(hào)碼等信息；所拍照片清晰；可辨車牌號(hào)碼、車體顏色和車型；記錄信息包含違章地點(diǎn)、類型、時(shí)間、燈色等相關(guān)執(zhí)法數(shù)據(jù)。

3．1．3 智能數(shù)據(jù)分析

大數(shù)據(jù)云平臺(tái)對(duì)海量的交通信息進(jìn)行比對(duì)、分析和預(yù)測(cè)，為車輛出行提供最優(yōu)路徑規(guī)劃、交通管理服務(wù)、刑偵分析、模式識(shí)別。

3.2 營(yíng)運(yùn)管理中的運(yùn)用

大數(shù)據(jù)在高速公路運(yùn)營(yíng)管理中的運(yùn)營(yíng)主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面。

（1）一是增收堵漏，識(shí)別偷逃通行費(fèi)行為，通過(guò)分析收費(fèi)數(shù)據(jù)，經(jīng)常性超時(shí)行駛的車輛，查找換卡車輛信息；也可通過(guò)車牌抓拍系統(tǒng)、截取出入口車牌對(duì)比信息，對(duì)出入口車牌不一致、重量有較大偏差的，對(duì)比經(jīng)常計(jì)重逃費(fèi)、綠色運(yùn)輸車輛違規(guī)加大檢查力度，實(shí)現(xiàn)增收；通過(guò)數(shù)據(jù)分析可實(shí)現(xiàn)對(duì)公司整體收入的掌握及對(duì)未來(lái)收費(fèi)趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，給經(jīng)營(yíng)決策層對(duì)公司未來(lái)的整體發(fā)展戰(zhàn)略提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。例如重慶中信渝黔高速公路公司在收費(fèi)營(yíng)運(yùn)管理方面很早就建立了視頻硬盤(pán)錄像稽核系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)比查詢?cè)撥囕v在收費(fèi)站入口、出口的視頻信息、收費(fèi)信息、音頻信息，以此判斷該車輛是否存在偷逃通行費(fèi)行為，打擊違規(guī)違法，增加營(yíng)運(yùn)收入。

（2）二是營(yíng)運(yùn)的分析與預(yù)測(cè)，通過(guò)分析周邊區(qū)域的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、人口狀況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，年高速公路車流量變化、通行費(fèi)收入狀況、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)等，進(jìn)行車流量預(yù)測(cè)與分析，結(jié)合收費(fèi)站車流量數(shù)據(jù)，能較準(zhǔn)確預(yù)判節(jié)假日、高峰時(shí)間收費(fèi)站的車流情況，從而為收費(fèi)站開(kāi)道保暢工作提前做好準(zhǔn)備安排。

（3）另外，針對(duì)市場(chǎng)化程度高的運(yùn)營(yíng)主體（主要是指高速公路上市公司），還可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行市場(chǎng)營(yíng)銷。比如通過(guò)Ebay、淘寶、京東等商務(wù)平臺(tái)建立的大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)可以準(zhǔn)確分析用戶的購(gòu)物行為；通過(guò)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供的用戶數(shù)分析人流量信息量。高速公路相關(guān)運(yùn)營(yíng)主體在相應(yīng)領(lǐng)域，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析來(lái)開(kāi)展市場(chǎng)營(yíng)銷工作也可稱為一個(gè)思考的方向。

3.3 道路交通安全管理中運(yùn)用

由于高速公路領(lǐng)域的管理主體不同（有些地區(qū)運(yùn)營(yíng)、路政是不同主體在管理，另外還涉及道路安全的交警以及其他管理主體），因此大數(shù)據(jù)的應(yīng)用具有廣泛性，不但能對(duì)路面狀況以及天氣狀況、車流輛等與事故之間進(jìn)行分析，找出關(guān)聯(lián)性。找到改進(jìn)思路，做出預(yù)防措施，而且能根據(jù)不同時(shí)間高速公路上車輛流量多少、不同車型結(jié)構(gòu)、道路鋪設(shè)特點(diǎn)，做出如高速公路主線控制、匝道控制、客貨分離、遠(yuǎn)程引導(dǎo)等動(dòng)作，提高高速公路通行狀況，更好地為司乘人員提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。如重慶內(nèi)環(huán)高速公路根據(jù)路面、車流量狀況，實(shí)行客貨分離，限時(shí)段監(jiān)禁行，匝道入口控制等措施，有效緩內(nèi)環(huán)高速公路的堵車問(wèn)題。強(qiáng)化高速公路信息發(fā)布，檢測(cè)分析通過(guò)高速公路移動(dòng)電話，對(duì)其定點(diǎn)、精準(zhǔn)發(fā)布道路交通安全信息，提升了道路服務(wù)水平。

3.4 在道路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的運(yùn)用

隨著中國(guó)高速公路路網(wǎng)的成熟，通車?yán)锍倘找嬖龃?，后期養(yǎng)護(hù)工作責(zé)任大、任務(wù)重，養(yǎng)護(hù)維修后數(shù)據(jù)難以更新等現(xiàn)象。目前高速公路的道路養(yǎng)護(hù)工作主要是由高速公路運(yùn)營(yíng)管理單位負(fù)責(zé)，分別將不同類別的日常養(yǎng)護(hù)、專項(xiàng)維修委托給不同的施工單位，最后養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)參差不齊，零零碎碎的保存在紙質(zhì)資料中，后期查詢難度大，不便于高效、精準(zhǔn)管理。重慶中信渝黔高速公路公司在此基礎(chǔ)上，將定期檢測(cè)、專項(xiàng)設(shè)計(jì)與工程監(jiān)理服務(wù)一體化，建立高速公路電子資產(chǎn)平臺(tái)，將沿線路面、橋梁、隧道、涵洞、立交、收費(fèi)站、邊坡、廣告、監(jiān)控設(shè)備等等一一登記建檔，形成一個(gè)完整的、可視化的四維的地圖。該系統(tǒng)大到橋梁、小到每一個(gè)護(hù)欄板立柱都一一登記在冊(cè)，后期維護(hù)時(shí)只需在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)終端設(shè)備對(duì)維護(hù)設(shè)施進(jìn)行維修記錄實(shí)時(shí)上傳，并完成了數(shù)據(jù)更新。同時(shí)根據(jù)平臺(tái)記錄的建設(shè)時(shí)間、維修狀況、路面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)貧庀?、環(huán)境因素、路面載荷、車流量等制定出全壽命周期的路面、橋梁、隧道結(jié)構(gòu)物的養(yǎng)護(hù)周期計(jì)劃。

4.結(jié)語(yǔ)

在智能交通領(lǐng)域里，大數(shù)據(jù)已智能交通推入新的歷史發(fā)展高潮；在此基礎(chǔ)上運(yùn)用云計(jì)算信息技術(shù)，空前提高了交通信息公路各項(xiàng)數(shù)據(jù)資源的利用率以及單位空間的計(jì)算能力，更為有效的降低了系統(tǒng)維護(hù)成本，所以，大數(shù)據(jù)，將為智能交通的發(fā)展提供強(qiáng)力的支持和技術(shù)保障。

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