大數(shù)據(jù)技術(shù)在全國高速公路通行數(shù)據(jù)監(jiān)測的應(yīng)用

【摘 ?要】為了提高交通決策支持能力，構(gòu)建綜合的交通統(tǒng)計信息決策支持信息系統(tǒng)，結(jié)合交通行業(yè)的實際情況，依托行業(yè)的經(jīng)濟(jì)經(jīng)營分析，進(jìn)行詳細(xì)的理論研究和應(yīng)用研究，設(shè)計實施基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的高速公路交通監(jiān)測分析系統(tǒng)。致力于為政府統(tǒng)計工作提供最佳的信息服務(wù)，實現(xiàn)交通業(yè)務(wù)狀況的監(jiān)測分析，提高交通運輸行業(yè)的預(yù)測預(yù)警能力，為政府決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】監(jiān)測;大數(shù)據(jù);高速公路

《交通運輸信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》明確表示，有必要提高交通決策支持能力，建立綜合交通統(tǒng)計信息決策支持系統(tǒng)，切實推進(jìn)統(tǒng)計信息管理系統(tǒng)和經(jīng)營管理系統(tǒng)的互聯(lián)互通。加強互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源和信息服務(wù)的利用加強政府?dāng)?shù)據(jù)資源的相關(guān)性分析和整合 加強部門之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和比較分析，充分利用政府公共數(shù)據(jù)的價值。運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)行交通經(jīng)濟(jì)運行分析、政策實施效果評價、交通開發(fā)趨勢判斷等分析工作，提高交通宏觀調(diào)控能力。充分利用交通業(yè)務(wù)狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行交通運行狀態(tài)預(yù)測和預(yù)警、趨勢分析和及時發(fā)布，提高交通運營管理的可預(yù)測性、計劃和協(xié)同效應(yīng)。本文建立了以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)大量高速公路通行費數(shù)據(jù)的采集、存儲、計算、分析、顯示的高速公路通行量監(jiān)測分析系統(tǒng)，為政府決策提供數(shù)據(jù)支持，為社會服務(wù)提供便利。

一、高速公路通行量監(jiān)測分析系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

（一）數(shù)據(jù)報告

數(shù)據(jù)報告是指不同地方和城市的高速公路管理部門通過索引系統(tǒng)收集詳細(xì)數(shù)據(jù)，將詳細(xì)數(shù)據(jù)上傳到高速公路交通監(jiān)測分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。

（二）數(shù)據(jù)審核

由于每個業(yè)務(wù)系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)不能由平臺控制，因此無法保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。建立數(shù)據(jù)審計機制，為了滿足數(shù)據(jù)分析的需要，在存儲前清除不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

（三）分析和計算

分析和計算是指根據(jù)業(yè)務(wù)要求分類和計算已批準(zhǔn)數(shù)據(jù)的過程，為查詢和可視化顯示提供系統(tǒng)計算結(jié)果。

（四）可視化顯示

分析結(jié)果以圖形圖像的形式顯示，包括電子地圖、信號燈、統(tǒng)計表、數(shù)據(jù)表、控制板、雷達(dá)圖和其他豐富的數(shù)據(jù)顯示表單。

二、高速公路通行量監(jiān)測分析系統(tǒng)設(shè)計框架

在對各省及各部級進(jìn)行全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務(wù)要求，將基于大數(shù)據(jù)技術(shù)建立交通監(jiān)控分析系統(tǒng)。交通監(jiān)控分析系統(tǒng)使用不同地區(qū)和城市高速公路的通行費數(shù)據(jù)，使用基于Hadoop的并行計算，實現(xiàn)大量交通數(shù)據(jù)的快速開采、分析和處理。

（一）總體框架

系統(tǒng)的整體框架分為數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)APP層四個層。最后，系統(tǒng)實現(xiàn)了地方數(shù)據(jù)的報告、處理、分析和視覺顯示。

（二）數(shù)據(jù)源層

數(shù)據(jù)源層包括系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)資源，如各地區(qū)的高速公路收費系統(tǒng)和各地區(qū)的高速公路交通監(jiān)控系統(tǒng)。

（三）數(shù)據(jù)存儲

數(shù)據(jù)存儲層采用混合數(shù)據(jù)存儲模型，使用Hadoop系統(tǒng)提供的HBase和HDFS存儲大量流量監(jiān)視大數(shù)據(jù)。

（四）數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理層側(cè)重于大數(shù)據(jù)的收集、處理、提取和大數(shù)據(jù)技術(shù)下的數(shù)據(jù)處理所需的任務(wù)調(diào)度和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，數(shù)據(jù)處理以SQL/JDBC/Thrift接口等多種形式向應(yīng)用提供數(shù)據(jù)。

（五）數(shù)據(jù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)應(yīng)用主要為原型平臺的用戶提供，主要集中在電子地圖、信號燈、統(tǒng)計圖表、數(shù)據(jù)表、儀表板、雷達(dá)圖等豐富的數(shù)據(jù)顯示平臺。

三、高速公路通行量監(jiān)測分析系統(tǒng)功能介紹

高速公路流量監(jiān)測與分析系統(tǒng)包括“數(shù)據(jù)查詢”、“主題分析”、“動態(tài)配置”三個模塊，其中主題分析模塊是系統(tǒng)的核心模塊。包括OD分析、車輛登記分析和其他功能。

（一）數(shù)據(jù)查詢

數(shù)據(jù)查詢有兩種函數(shù)：統(tǒng)計查詢和詳細(xì)查詢。統(tǒng)計查詢是指對數(shù)據(jù)量的整體掌握，包括對乘客和卡車的流向、乘車人和卡車的駕駛量、收費行駛距離、車輛和商品的總重量、軸數(shù)等地區(qū)整體貨物量的統(tǒng)計分析。通過選擇時間和地方，可以查詢不同地區(qū)的各種指標(biāo)的統(tǒng)計報告。

（二）OD分析

城市高速公路的OD分析很大程度上涉及了該地區(qū)汽車出行規(guī)律和高速公路交通負(fù)荷容量的研究是交通規(guī)劃和相關(guān)工作的重要基礎(chǔ)

本論文的OD分析統(tǒng)計計算起始城市和終點城市，提供各地區(qū)交通流量起始城市和終點城市的統(tǒng)計分析。通過選擇起始城市、終止城市、起始時間、終止時間、車輛類型和其他條件，可以動態(tài)顯示不同城市之間的交通流量并進(jìn)行排名。

（三）車流量、行駛量、周轉(zhuǎn)量、貨運量分析

考慮到高速公路交通分析中的重要指標(biāo)，高速公路交通監(jiān)測分析系統(tǒng)提供了在多個地區(qū)對交通流量、行駛量、銷售額和貨物量進(jìn)行比較分析的功能，并使用地圖和曲線在多個維度上進(jìn)行表示。

（四）收費站流量分析

收費站流量分析是對全國、地區(qū)、單一地區(qū)、單一收費站交通量的統(tǒng)計分析。可以通過區(qū)域范圍、開始時間、結(jié)束時間、收費站名稱、車輛類型等指標(biāo)查詢設(shè)定，也可以分析收費站24小時的交通分布趨勢。

四、應(yīng)用方向

（一）數(shù)據(jù)存儲

將高速公路詳細(xì)數(shù)據(jù)合并保存，提高統(tǒng)計效率，為政府決策提供數(shù)據(jù)支持。目前有26個地區(qū)（自治市）達(dá)成了每月詳細(xì)的數(shù)據(jù)報告，有22個報告數(shù)據(jù)指標(biāo)。截至2016年11月，報告數(shù)據(jù)達(dá)到228億份，每月新增數(shù)據(jù)約7億份。本文將統(tǒng)一各省的數(shù)據(jù)存儲，管理共享中國26個省的高速公路數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計便利，提高統(tǒng)計效率，為政府決策提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)支持。

（二）監(jiān)測分析

建立基于大數(shù)據(jù)的高速公路交通監(jiān)測分析系統(tǒng)，為行業(yè)用戶提供信息服務(wù)。根據(jù)業(yè)務(wù)要求，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，本文建立了流量監(jiān)測與分析系統(tǒng)，最后實現(xiàn)了海量流量數(shù)據(jù)的快速挖掘、分析、處理和視覺顯示。目前，該系統(tǒng)為行業(yè)用戶提供信息服務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測和主題分析，加強交通運營管理的預(yù)測分析能力，并已正式投入使用。

（三）多元視覺顯示

以圖形圖像的形式顯示，包括電子地圖、信號燈、統(tǒng)計表、數(shù)據(jù)表、控制板、雷達(dá)圖等顯示方式，提高信息的直觀性和易用性，提高預(yù)測、協(xié)調(diào)和服務(wù)社會的能力。

五、結(jié)束語

大數(shù)據(jù)在交通中的應(yīng)用仍有很多有待解決的問題，由于數(shù)據(jù)傳輸時間長、工作壓力大、處理時間長，數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)應(yīng)用難以滿足實際需求。本文利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立高速公路交通量監(jiān)測分析系統(tǒng)，希望未來可以實現(xiàn)更多的信息服務(wù)，為社會帶來便利。

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作者簡介：

陳思行，男，漢族，出生年月：1992年5月，籍貫：陜西省寶雞市眉縣，專業(yè)：機械設(shè)計制造及自動化，學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，研究方向：高速公路電子系統(tǒng)研發(fā)及運維管理。