基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能高速公路系統(tǒng)應(yīng)用

劉琦

摘要：在大數(shù)據(jù)時代，各行各業(yè)都已通過處理大數(shù)據(jù)對產(chǎn)業(yè)進(jìn)行管理。大數(shù)據(jù)技術(shù)日益受到人們的重視與運(yùn)用，交通行業(yè)也不例外。如何準(zhǔn)確、高效地運(yùn)用在智能交通系統(tǒng)中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)也成為交通行業(yè)目前面臨的難題之一。本文從高速聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)軟件、應(yīng)用系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等軟件中收集大量數(shù)據(jù)來闡述智能高速公路中對交通大數(shù)據(jù)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù)；云平臺；智能交通；高速公路

1.基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能交通

1.1大數(shù)據(jù)技術(shù)

技術(shù)帶來革新，計算機(jī)的出現(xiàn)改變了人們的生活，其中的一項變化就是通過計算機(jī)處理而產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。據(jù)研究顯示，90%以上的數(shù)據(jù)都是過去兩年產(chǎn)生的，未來數(shù)據(jù)還將呈現(xiàn)指數(shù)式地爆炸式增長。大數(shù)據(jù)（big data）是指當(dāng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一定的規(guī)模而無法用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行處理，需要要求更高的傳輸速度和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)處理能力，利用新的大數(shù)據(jù)處理方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、截取、整理，從中提取有用資訊的技術(shù)革命。也正因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)正逐步在各行各業(yè)擴(kuò)展應(yīng)用，并受到了極大地重視。

1.2 交通大數(shù)據(jù)

交通行業(yè)也不例外，隨著城市機(jī)動車數(shù)量地大幅增長、交通方式的多元化、交通管理的現(xiàn)代化，大數(shù)據(jù)也日益成為交通行業(yè)不可避免的問題。面對如此紛雜的交通情形，急需交通部門運(yùn)用新型大數(shù)據(jù)技術(shù)采集標(biāo)本、按需分類、查詢以及處理分析城市道路、高速公路、航海關(guān)卡、火車站等地的數(shù)據(jù)。而對此數(shù)據(jù)地處理有利于交通部門迅速掌握最新狀況，預(yù)測交通狀況，并針對此提出合適的對策。相較于傳統(tǒng)的管理模式，大數(shù)據(jù)技術(shù)所提取、分析出的信息更為精確，與現(xiàn)實(shí)也更為接近，也可提高交通管理的效率。雖然大數(shù)據(jù)管理一開始的成本較高，需要投入較高的信息管理人力資源建設(shè)數(shù)據(jù)庫，但是長遠(yuǎn)下去將更為節(jié)約成本。

2.智能高速公路系統(tǒng)中的交通大數(shù)據(jù)

2.1高速公路系統(tǒng)交通大數(shù)據(jù)的來源

高速公路作為交通系統(tǒng)中不可分割的一部分，尤其是在美國等國家的交通中處于核心位置。重要的地位使得高速公路每天來往大量的車輛，同樣也在交通監(jiān)控、收費(fèi)站、指揮部、公文部、交警部門等地留下了大量的數(shù)據(jù)。下文針對不同的數(shù)據(jù)來源進(jìn)行分析：

2.1.1高速公路收費(fèi)站。

目前許多高速公路已采用電子化手段，在各個收費(fèi)站采用人工收費(fèi)與ETC收費(fèi)結(jié)合的辦法，且人工收費(fèi)在逐漸減少。ETC（Electronic Toll Collection）是將車載電子標(biāo)簽安裝在擋風(fēng)玻璃之上，使其與收費(fèi)站ETC車道上的微波天線形成微波專用短程傳遞渠道。同時利用計算機(jī)的信息傳遞技術(shù)，向銀行傳遞信息從而完成其與銀行之間的結(jié)算，達(dá)到車輛在不停車的情況下即時結(jié)算路橋費(fèi)。而ETC系統(tǒng)加速了高速公路行駛車輛類型、通行頻率、往返區(qū)間、載貨重量等數(shù)據(jù)的錄入，使得高速公路上的數(shù)據(jù)更為清晰、具體精確。

2.1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

高速公路上的監(jiān)控系統(tǒng)作為綜合的符理系統(tǒng)，將最先進(jìn)的信息收集技術(shù)與數(shù)據(jù)通訊技術(shù)相結(jié)合，在電子控制之下，利用計算機(jī)的信息處理能力，綜合處理地面運(yùn)輸管理中的信息。高速公路上的監(jiān)控系統(tǒng)能夠大范圍的監(jiān)控地面運(yùn)輸，準(zhǔn)確、及時、高效反應(yīng)地面運(yùn)輸情況，在維護(hù)高速公路的平穩(wěn)、高效運(yùn)行方面，發(fā)揮了極為關(guān)鍵的作用。

2.1.3監(jiān)控系統(tǒng)的視頻資料自然也是高速公路數(shù)據(jù)的一種。

但由于視頻數(shù)據(jù)較大，較難提取關(guān)鍵信息，因此升級監(jiān)控攝像機(jī)仍是目前關(guān)鍵的工作，高清數(shù)字化的攝像機(jī)對后期數(shù)據(jù)的處理有著關(guān)鍵的作用。

2.1.4交警部門的數(shù)據(jù)。

高速公路極易發(fā)生交通事故與違章事件，交警部門對各類事件的應(yīng)急處理留下了龐雜的文件。這些文件多由交通事故案件數(shù)據(jù)、違章違法處理數(shù)據(jù)、交通救援保障數(shù)據(jù)、黑灰名單數(shù)據(jù)構(gòu)成。這些數(shù)據(jù)對于管理高速公路、預(yù)防重大交通事故有著重要的借鑒作用。

2.1.5傳感器數(shù)據(jù)。

高速公路上經(jīng)常出現(xiàn)大擁堵事件，如何讓駕駛者提前獲取知識則需要通過傳感器。傳感器可以為車主提供正確的路線與道路運(yùn)行狀況。傳感器分為紅外線傳感器、環(huán)形線圈檢測器、超聲波傳感器、微波交通檢測器、視頻車輛檢測器、壓電傳感器等等，這些傳感器的數(shù)據(jù)類型豐富，對于交通行業(yè)有著極大的借鑒意義。

2.2 高速公路系統(tǒng)交通大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

高速公路數(shù)據(jù)來源的多樣性與其本身的豐富性決定了高速公路系統(tǒng)的交通大數(shù)據(jù)具有不同于其他大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。

2.2.1數(shù)據(jù)類型多樣。

如上所示，高速公路數(shù)據(jù)來源豐富，因此數(shù)據(jù)也存在著多種形式，有監(jiān)控系統(tǒng)的視頻、交警系統(tǒng)的文本以及各類收費(fèi)數(shù)字等等。

2.2.2數(shù)據(jù)體量大。

由于數(shù)據(jù)的多樣且全天持續(xù)性，高速公路系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)模十分龐大，尤其每分每秒的視頻圖像更是難以衡量其規(guī)模。并且由于高速公路不斷地修建與各類軟件地不斷升級，數(shù)據(jù)仍在呈現(xiàn)指數(shù)型地增長。

2.2.3數(shù)據(jù)處理速度快。

交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的分析要求迅速得到結(jié)果，因此運(yùn)用的機(jī)器與軟件都是最為先進(jìn)，數(shù)據(jù)都是實(shí)時性處理，速度快。

2.2.4數(shù)據(jù)價值密度低。

數(shù)據(jù)地提取分析并非易事，有效信息并不多。

3.智能高速公路系統(tǒng)中交通大數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1智能交通云平臺的建設(shè)

高速公路系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)決定了交通系統(tǒng)需要建立獨(dú)特的數(shù)據(jù)平臺，一個可以容納海量數(shù)據(jù)并高速分析的平臺。由此智能交通云平臺應(yīng)運(yùn)而生，而智能交通平臺主要實(shí)現(xiàn)以下三種功能：

3.1.1數(shù)據(jù)的實(shí)時性。

大數(shù)據(jù)云平臺的數(shù)據(jù)包括多重信息——信號燈、停車線、車輛運(yùn)行軌跡、車牌號碼等等。

3.1.2數(shù)據(jù)海量存儲。

智能交通平臺抓拍各個關(guān)卡的車輛，并將數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)狡脚_進(jìn)行存儲。

3.1.3智能數(shù)據(jù)分析。

數(shù)據(jù)的獲得是平臺操作的第一步，數(shù)據(jù)的比對、分析和預(yù)測是平臺進(jìn)行的下一步工作，云平臺可根據(jù)自身的數(shù)據(jù)分析、模擬、回歸為交通部門提供最佳對策。

3.2 智能化營運(yùn)管理

數(shù)據(jù)分析為高速公路交通的管理提供了極大的方便，其便利主要表現(xiàn)在以下三個方面。

3.2.1預(yù)測交通形勢。

高速公路平臺上的車輛類型、通行頻率、往返區(qū)間、載貨重量等數(shù)據(jù)有利于分析高速公路不同時段車流量的分析，以及不同區(qū)段車輛行駛狀況、載貨量等等內(nèi)容。自從決定節(jié)假日高速公路免費(fèi)通行后，為了降低出行成本，更多的人選擇自駕出行，因此高速公路在節(jié)假日極易出現(xiàn)堵車現(xiàn)象，智能交通平臺為提前做好高速公路保持暢通工作提供保障。

3.2.2加強(qiáng)執(zhí)法能力。

交通事故地發(fā)生往往非常偶然，車主道德水平也良莠不齊，因此事故與違規(guī)不可避免。監(jiān)控系統(tǒng)可以全程監(jiān)控道路，為處置逃票、超速等交通違法行為提供有效的證據(jù)。那些超時行駛的車輛可以通過數(shù)據(jù)分析，找到換卡信息；對于重量有偏差、違規(guī)綠色車輛、經(jīng)常逃避計重、出入卡牌不一致的車輛，可以通過車牌抓拍系統(tǒng)，獲取前后車牌的比對信息，從而加強(qiáng)對這些違規(guī)行為的打擊，增加相關(guān)收入；公司的整體發(fā)展?fàn)顩r也可以通過數(shù)據(jù)分析進(jìn)行有效掌握和分析，包括調(diào)控整體收入和預(yù)測發(fā)展前景，進(jìn)而對公司在未來的戰(zhàn)略計劃提供有利援助。最常見的是利用監(jiān)控系統(tǒng)，及時監(jiān)控車輛在收費(fèi)站的繳費(fèi)情況，防止車輛偷逃車輛通行費(fèi)。從而高效收繳我國稅收，打擊車輛違法違規(guī)操作，保障營運(yùn)收入。

3.2.3智能交通平臺的數(shù)據(jù)可以為宣傳高速公路進(jìn)行宣傳，ETC系統(tǒng)越來越普及，高速公路給人們帶來了巨大的便利。利用大數(shù)據(jù)對車流量等數(shù)據(jù)的分析可為高速公路市場營銷提供便利，增強(qiáng)消費(fèi)者的信息。高速公路也可與支付寶、微信、銀聯(lián)等支付手段進(jìn)行合作，為人們的出行生活帶來更大的便利。

3.3 加強(qiáng)道路交通安全管理的水平

高速公路上事故多發(fā)，很大程度上與氣象災(zāi)害、車流量、路、人有著極大的關(guān)系。利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，找出事故各類因素與事故之間的回歸性，以此做出預(yù)防措施，防止更大的經(jīng)濟(jì)、人員損失。數(shù)據(jù)將為后續(xù)工作的開展提供信息來源。例如可以通過監(jiān)控不同時間段車流量的數(shù)據(jù)變化以及車輛車型的構(gòu)成，為高速公路建設(shè)中的匝道設(shè)置、控制，主線路引導(dǎo)以及客貨分離提供決策依據(jù)，使司乘成員可以得到更好的品質(zhì)服務(wù)，從而讓高速公路系統(tǒng)更加穩(wěn)定。例如，我國某省利用高速公路監(jiān)控中得到的車輛流量、路面交通等信息，采取了客貨分離、匝道入口控制以及一定時段內(nèi)限行的手段，高效緩解了高速公路堵車的問題。同時利用系統(tǒng)檢測到的數(shù)據(jù)，在合適的地點(diǎn)投放救援電話，精準(zhǔn)發(fā)布重要道路的交通安全等相關(guān)信息，從而提高了高速公路服務(wù)質(zhì)量。

3.4提高道路養(yǎng)護(hù)過程的精益化管理

任何工程都需要監(jiān)督、管理和維護(hù)，高速公路由于行駛速度快、車流量大、載貨量大等原因，后期需要投入大量的資金進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，如修整公路、檢查監(jiān)控系統(tǒng)、保障路燈等內(nèi)容。而此工作并不是無頭蒼蠅，必須有效可循才可以高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行。傳統(tǒng)時期高速公路的施工材料只零星保存在文件中，不容易快速查詢，容易耽誤修復(fù)的最佳時機(jī)。然而通過計算機(jī)大數(shù)據(jù)平臺，能夠?qū)⒀鼐€的道路信息（包括路面、橋梁、隧道、涵洞、立交、收費(fèi)站等等）以及監(jiān)控設(shè)備等信息進(jìn)行整合，建立統(tǒng)一的信息檔案，甚至將大到橋梁、小到每一個護(hù)欄板立柱都一一登記在冊，并且錄入了每一次維修與檢修的工作內(nèi)容，極易尋找問題的關(guān)鍵所在，對癥下藥。且高速公路24小時的監(jiān)控系統(tǒng)也為交通部門傳遞實(shí)時信息，及時處理突發(fā)事件。交通部門可利用信息系統(tǒng)記錄維修近況以及路面結(jié)構(gòu)，同時也可派專門的人員分析數(shù)據(jù)，根據(jù)信息平臺提供的數(shù)據(jù)結(jié)果，對道路環(huán)境、車流量等變化進(jìn)行整體的把控，從而制定高效的管理計劃。

4.結(jié)束語

我國高速公路的發(fā)展方興未艾，但運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行管理已是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，而此技術(shù)也將交通系統(tǒng)推入發(fā)展高峰期。如何做好道路交通管理工作，維護(hù)經(jīng)濟(jì)大動脈的健康、順昌，這是交通管理部門的責(zé)任，而智能交通平臺為其提供手段支持。智能交通平臺由于其自身所具的特點(diǎn)為交通系統(tǒng)的發(fā)展提供了很大的幫助，車流量、載貨量、監(jiān)控數(shù)據(jù)、傳感數(shù)據(jù)等信息不僅為交通系統(tǒng)的運(yùn)營提供便利，也極大加強(qiáng)了道路交通安全管理的水平。目前，大部分高速公路已經(jīng)運(yùn)用了大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)，并取得了一定良好的結(jié)果，因此此技術(shù)的推廣有一定的事實(shí)支持。

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