智慧高速公路交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究

于群松

（中交機(jī)電工程局有限公司，北京100016）

0 引言

近年來，高速公路建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，交通運(yùn)輸體系四通八達(dá)，傳統(tǒng)交通管理服務(wù)模式所存在的弊端日益突出，無法很好地滿足交通服務(wù)。高速公路運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)為海量數(shù)據(jù)的處理、分析、利用提供了巨大的便利和幫助。智慧高速公路建設(shè)背景下，要重視對交通大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，構(gòu)建智慧高速公路交通運(yùn)營管理系統(tǒng)，實現(xiàn)車路協(xié)同化管理，在提高管理效率、質(zhì)量的同時，為駕乘人員提供高效、安全的出行服務(wù)，促進(jìn)智慧交通體系建設(shè)。

1 智慧高速公路與交通大數(shù)據(jù)概述

智慧交通體系構(gòu)建中，智慧高速公路建設(shè)是一項至關(guān)重要的內(nèi)容，是現(xiàn)代交通事業(yè)發(fā)展的必然趨勢。通過利用現(xiàn)代通信技術(shù)，實現(xiàn)交通工具、交通參與者、交通設(shè)施三者之間信息高效傳輸、共享、交互，便于實時化、動態(tài)化調(diào)整交通流量，提升交通服務(wù)效能。智慧高速公路，應(yīng)具備三項功能：一是運(yùn)行狀態(tài)智能感知功能；二是動態(tài)靈活管理運(yùn)營功能；三是高效可靠信息服務(wù)功能。高速公路運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)采集、整合高速公路運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)娇刂贫思翱刂圃O(shè)備，然后分析所采集的各項交通數(shù)據(jù)，獲取其中有價值的信息，并應(yīng)用于高速公路交通管理與服務(wù)中。目前，交通大數(shù)據(jù)在高速公路中的應(yīng)用越來越廣泛，并取得了顯著的成果[1]。

2 智慧高速公路應(yīng)用交通大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢分析

2.1 優(yōu)化交通資源配置，提高出行效率

傳統(tǒng)高速公路管理模式下，資源配置是短板。將交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用于智能高速公路管理中，可實現(xiàn)對交通資源的優(yōu)化配置，使得交通資源分配更加均勻化，提高交通資源利用率，突破來自區(qū)域、行政規(guī)劃等因素的限制，構(gòu)建智慧化高速交通信息體系，高效傳輸共享交通信息資源，更好地服務(wù)于智慧高速公路管理工作，提高交通出行效率。

2.2 優(yōu)化交通服務(wù)，提升安全保障

在過去，高速公路發(fā)生安全事故后，安全保障及響應(yīng)服務(wù)延遲。將交通大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于智慧高速公路交通管理中，極大地優(yōu)化了高速公路交通服務(wù)。利用高速車輛GPS 系統(tǒng)所提供的各項數(shù)據(jù)，可判斷車輛運(yùn)行軌跡，提前預(yù)判風(fēng)險，尤其是在面臨極端惡劣天氣的情況下，能夠提前對車主進(jìn)行行車安全提示，降低安全事故發(fā)生概率。即使發(fā)生安全事故，也能夠快速定位事故位置，便于及時展開后續(xù)救援工作。

2.3 實現(xiàn)智慧養(yǎng)護(hù)，提升運(yùn)營管理水平

眾所周知，高速公路設(shè)施設(shè)備眾多，如：通信設(shè)備、收費(fèi)設(shè)備、照明設(shè)備等等，傳統(tǒng)人工巡檢養(yǎng)護(hù)模式，效率低下，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，實時化監(jiān)測各項設(shè)備運(yùn)行狀況，有助于及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)故障問題。同時，通過采集高速公路養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)，分析高速公路路況、養(yǎng)護(hù)計劃，有助于實現(xiàn)對高速公路的規(guī)范化養(yǎng)護(hù)。此外，利用大數(shù)據(jù)科學(xué)合理地對養(yǎng)護(hù)任務(wù)進(jìn)行分解，對養(yǎng)護(hù)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，有助于達(dá)到降本增效的目的，保障高速公路高效運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。

3 智慧高速公路交通大數(shù)據(jù)的應(yīng)用策略探討

3.1 提供ETC 服務(wù)

現(xiàn)階段，ETC 電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)實現(xiàn)了普及應(yīng)用，為廣大車主的交通出行帶來了巨大的便利。高速公路傳統(tǒng)人工收費(fèi)模式下，極易造成車輛擁堵，降低出行效率，同時也增加了收費(fèi)人員工作量。ETC 電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的啟用，實現(xiàn)了高速公路收費(fèi)無紙化、無現(xiàn)金化的管理與服務(wù)。在這一過程中，交通大數(shù)據(jù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，車主駕車經(jīng)過高速收費(fèi)站時，系統(tǒng)自動拍照識別車輛信息，并從數(shù)據(jù)庫當(dāng)中和與車輛相匹配的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比對，比對成功后放行，然后自動儲存各項數(shù)據(jù)并上傳到高速公路數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心，通過分析通行車輛，形成扣費(fèi)交易然后上傳到銀行，銀行完成交易之后即可實時返回數(shù)據(jù)管理中心，整個過程高效、快捷、精準(zhǔn)，是智慧高速公路發(fā)展的必然趨勢。同時，利用交通大數(shù)據(jù)，記錄車輛行駛軌跡，并預(yù)測車輛未來行駛路線，然后為車主推送行駛路線信息，結(jié)合車輛運(yùn)行軌跡、行駛距離，精準(zhǔn)計算收費(fèi)金額，提升高速公路服務(wù)效率。

3.2 實時交通分析

交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用于智慧高速公路中，有助于實現(xiàn)對交通狀況的實時化監(jiān)控與分析。利用交通大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，預(yù)測車輛出行狀況，科學(xué)協(xié)調(diào)車輛和公路資源，掌握和車輛、車主相關(guān)的信息，動態(tài)掌握高速公路交通狀況。高速公路交通數(shù)據(jù)的采集，主要是利用移動網(wǎng)絡(luò)基站、攝像頭等完成的，在數(shù)據(jù)采集時易于受到覆蓋面積、采集點位數(shù)量等諸多因素的影響，降低交通數(shù)據(jù)采集效率和質(zhì)量，為有效解決該問題，可借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過監(jiān)控攝像機(jī)視頻流的方式，實現(xiàn)對交通數(shù)據(jù)的動態(tài)采集、深度分析、視覺計算，確保獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。如：采集高速公路車流量信息時，可在關(guān)鍵路段設(shè)置監(jiān)控攝像機(jī)，實行24h 不間斷采集，確保獲得完整的車流量數(shù)據(jù)、車量占用率等信息。同時，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建高速公路交通信息模型，在該模型記錄、分析道路、天氣狀況，并及時通過廣播等方式，為車輛行駛提供重要的依據(jù)。如：利用路面氣象站、CO/VI 設(shè)備采集氣象環(huán)境信息，掌握溫濕度、風(fēng)向、降雨量等，然后及時反饋給車主，提前做好防范工作，規(guī)避事故的發(fā)生，保障行車安全[3]。

3.3 公共出行服務(wù)

智慧高速公路中應(yīng)用交通大數(shù)據(jù)，能夠通過短信等方式，為車主提供高速公路路況信息，結(jié)合路況、車流量，提供交通誘導(dǎo)服務(wù)以及路徑動態(tài)規(guī)劃服務(wù)，降低行車期間堵車的概率。車主利用終端設(shè)備、廣播設(shè)備，即可查詢或者收聽高速公路信息，如：服務(wù)區(qū)信息、路況信息、氣象信息、路段擁堵信息等等。尤其是在五一、十一、春節(jié)等高速公路免費(fèi)時段，按時間段，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)記錄汽車流向，提前為車主提供通暢的路線，緩解交通擁堵。利用交通大數(shù)據(jù)，交通運(yùn)輸部門有了緩解高速公路擁堵的“神器”，在高速公路出現(xiàn)擁堵的情況下，系統(tǒng)結(jié)合實時客流量分級預(yù)警，并進(jìn)行緊急調(diào)度，讓回家、返程的路更有溫度、更加安全。不難看出，大數(shù)據(jù)是緩解交通壓力的利器，可以預(yù)測未來交通情況，為改善交通狀況提供優(yōu)化方案，有助于交通運(yùn)輸部門提高對高速公路交通網(wǎng)絡(luò)的把控能力，防止和緩解交通擁堵，提供更加人性化的服務(wù)。

3.4 涉牌違法車輛治理

近年來，交通運(yùn)輸部門高度重視涉牌違法車輛治理工作，交通大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，為該項工作的開展提供了很大便利和幫助，極大地提升了交通秩序。但是，當(dāng)前在高速行車時，依然有違禁、超速、遮擋號牌、編造涂改號牌等現(xiàn)象，其目的就是躲避交通監(jiān)控設(shè)備的取證，逃避交通法規(guī)的處罰，這對高速公路交通秩序造成了較大影響，同時也產(chǎn)生了惡劣的社會影響。在過去的一段時間里，交通運(yùn)輸部門在處理上述違法行為時，大多是設(shè)置專門警力進(jìn)行布控查處，耗時耗力，并且效果不理想。在高速公路交通管理中應(yīng)用交通大數(shù)據(jù)，針對監(jiān)控設(shè)備所抓拍的遮擋、污損、變造號牌和超速等行為，成立專業(yè)打擊小組，對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，對車輛廠牌、顏色、外觀等車輛特征線索進(jìn)行匯總，然后結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺精準(zhǔn)分析，查找違法車輛的真實車牌號碼，結(jié)合車牌號碼搜尋新車軌跡照片，然后將其和監(jiān)控設(shè)備所抓拍的違法照片進(jìn)行對比分析，最終確定車輛違法行為，然后錄入違法系統(tǒng)并通知車主接受處罰。不僅如此，該方法同樣適用于一些大排量摩托車駕駛?cè)苏趽跆柵茞阂膺`禁上高速的行為的管理工作中，為高速公路交通安全提供了重要保障[4]。

3.5 高速公路養(yǎng)護(hù)管理

大數(shù)據(jù)應(yīng)用于智慧高速公路中，使得公路養(yǎng)護(hù)管理工作更加的高效化、便捷化。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)及多維度數(shù)字化管理平臺，采集上傳高速公路路橋、隧道等信息，定期查看高速公路使用、損壞狀況，提前發(fā)現(xiàn)所存在的問題，并制定針對性的解決修復(fù)措施，延長高速公路使用壽命。同時，借助交通大數(shù)據(jù)，分析一定期限內(nèi)高速公路車流量、事故發(fā)生狀況、使用年限，進(jìn)而制訂相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)周期計劃，定時定期地做好對高速公路的養(yǎng)護(hù)管理工作，最大限度地規(guī)避行車安全問題的發(fā)生，提高交通出行效率和質(zhì)量。此外，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建智慧高速管養(yǎng)一體化平臺，加強(qiáng)路政、交警、高德等相關(guān)單位的互聯(lián)互通，實現(xiàn)養(yǎng)護(hù)、機(jī)電管理等各項工作深度融合，有助于營造“暢安舒美”的高速公路通行環(huán)境。

3.6 智慧交通監(jiān)控

智慧高速公路建設(shè)過程中，智慧交通監(jiān)控平臺發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，該平臺的建立，離不開交通大數(shù)據(jù)的強(qiáng)有力支撐。目前，高速公路交通監(jiān)測監(jiān)控存在一定的盲區(qū)，這對于后期突發(fā)事件的處理是不利的。借助智慧交通監(jiān)控平臺，整合高速公路各個路段、服務(wù)區(qū)、路政等多方路況信息，然后做出科學(xué)的交通研判，并整合資源調(diào)度利用，有助于實現(xiàn)對突發(fā)事件的聯(lián)動處理。不僅如此，智慧交通監(jiān)控平臺，還具有應(yīng)急調(diào)度指揮的作用，該平臺能夠?qū)崿F(xiàn)對區(qū)域間和部門間的協(xié)調(diào)聯(lián)動指揮管理，具備多項功能，如：突發(fā)事件預(yù)警、監(jiān)測、應(yīng)急指揮協(xié)調(diào)等等，有助于集中化、高效化處理突發(fā)事件，提高路網(wǎng)管理、協(xié)調(diào)、指揮能力，確保高速公路網(wǎng)絡(luò)始終處于暢通的運(yùn)行狀態(tài)，滿足民眾出行需求[5]。

3.7 交通安全監(jiān)管

近年來，毒駕、酒駕現(xiàn)象屢禁不止，對公共行車安全造成了巨大的威脅，因此加強(qiáng)交通安全監(jiān)管至關(guān)重要。高速公路車流量巨大，車速快，利用傳統(tǒng)路面稽查模式稽查毒駕、酒駕等違法駕駛行為，費(fèi)時又費(fèi)力，猶如大海撈針。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行交通安全監(jiān)管，可實現(xiàn)精準(zhǔn)化布控與打擊，讓毒駕無所遁形、酒駕無法隱匿。如：按照以人到車，以車查人的方式，利用大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行對比、碰撞分析，并結(jié)合路面監(jiān)控系統(tǒng)、車輛稽查系統(tǒng)，在路面進(jìn)行精準(zhǔn)布警，發(fā)揮大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和警力資源的雙重作用，實現(xiàn)精準(zhǔn)化布控、指揮，為交通安全監(jiān)管提供重要的情報。此外，交通運(yùn)輸部門、禁毒部門相互協(xié)作，實現(xiàn)情報信息高效傳輸與共享，明確交通安全監(jiān)管工作當(dāng)中各方的責(zé)任、任務(wù)以及工作流程，進(jìn)而形成工作合力，有助于促進(jìn)高速公路交通安全監(jiān)管工作效率和質(zhì)量的提升，為交通出行提供重要的安全保障。

3.8 高速服務(wù)區(qū)智慧管理

服務(wù)區(qū)是高速交通系統(tǒng)的重要組成部分，能夠為廣大車主提供休息、飲食、加油等多方面的服務(wù)，滿足車主交通出行需求。交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用于高速服務(wù)區(qū)，有助于實現(xiàn)對高速服務(wù)區(qū)的智慧化管理，提高服務(wù)質(zhì)量，提高廣大車主的滿意度。

近年來，隨著人們生活條件的不斷提升，汽車數(shù)量逐年增長，尤其是在節(jié)假日，廣大車主對于高速公路服務(wù)區(qū)的需求激增，這對高速公路服務(wù)區(qū)運(yùn)營管理服務(wù)工作提出了更高的要求，如何才能夠在滿足司乘人員基本需求的同時，提升運(yùn)營管理服務(wù)水平，帶給司乘人員更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)區(qū)使用體驗，成為研究思考的關(guān)鍵問題。高速公路服務(wù)區(qū)中，停車誘導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)揮著非常重要的作用，如：車輛信息檢測采集、油品服務(wù)等等。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建高速公路服務(wù)區(qū)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)，動態(tài)化、實時化采集服務(wù)區(qū)停車位信息，并即時更新服務(wù)區(qū)內(nèi)加油站油品相關(guān)信息，將F 型可變情報板設(shè)置在高速公路服務(wù)區(qū)入口匝道前300m 的位置，將所采集到的信息預(yù)先展示給廣大的司乘人員，司乘人員結(jié)合所提供的信息及實際情況，提前決定是否進(jìn)入服務(wù)區(qū)，減少不必要的時間浪費(fèi)，同時也有助于促進(jìn)高速公路服務(wù)區(qū)服務(wù)水平的提升。

不僅如此，高速公路服務(wù)區(qū)，將借助交通大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建車輛檢測采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個部分組成，如：車輛車牌識別系統(tǒng)、誘導(dǎo)顯示系統(tǒng)等等。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可實時化監(jiān)測高速公路服務(wù)區(qū)出入口車輛，并將車牌、車型等方面的信息上傳至服務(wù)區(qū)監(jiān)控中心，利用軟件實時處理進(jìn)、出服務(wù)區(qū)的不同類型車輛信息，然后分析高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)不同類型車位的占有情況，實時動態(tài)統(tǒng)計服務(wù)區(qū)內(nèi)的車位信息，并展示在服務(wù)區(qū)入口前所設(shè)置的F 型情報板上，駕駛?cè)藛T可提前預(yù)知服務(wù)區(qū)車位使用狀況，避免陷入進(jìn)入服務(wù)區(qū)后無車位的尷尬境地。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于高速公路服務(wù)區(qū)管理中，通過搭建油品及服務(wù)區(qū)相關(guān)擴(kuò)展功能采集平臺，管理人員每天統(tǒng)計服務(wù)區(qū)內(nèi)油品消耗狀況，并將剩余油品標(biāo)號、價格等及時更新到服務(wù)區(qū)入口前所設(shè)置的F 型信息情報板上，便于駕駛?cè)藛T結(jié)合汽車燃油剩余量提前加油，避免缺油影響出行甚至引發(fā)安全事故。

4 結(jié)語

綜上所述，大數(shù)據(jù)技術(shù)可為智慧交通系統(tǒng)建設(shè)提供有利的契機(jī)。智慧高速公路建設(shè)中，要充分意識到交通大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值與優(yōu)勢，充分發(fā)揮出交通大數(shù)據(jù)的作用，將高速公路與交通大數(shù)據(jù)深度融合，構(gòu)建智慧交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)，為高速公路車輛提供高效的出行服務(wù)，提高出行效率，保障出行安全，促進(jìn)交通服務(wù)效率和質(zhì)量的提升，推動現(xiàn)代交通事業(yè)智慧化發(fā)展。