基于大數(shù)據(jù)的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)信用平臺(tái)設(shè)計(jì)分析

梁貞

（1.廣西大學(xué)計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.廣西交科集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530007）

1 前言

2020年，全國(guó)取消高速公路省界收費(fèi)站并網(wǎng)切換后，高速公路收費(fèi)業(yè)務(wù)面臨新的挑戰(zhàn)。采用開(kāi)放式收費(fèi)制式，可避免封閉式收費(fèi)帶來(lái)的多種偷逃通行費(fèi)行為，但仍會(huì)存在ETC車(chē)輛惡意屏蔽OBU、使用非本車(chē)OBU逃費(fèi)、收費(fèi)站人員違規(guī)操作等情況，影響正常的收費(fèi)秩序，給高速公路運(yùn)營(yíng)方、管理方都帶來(lái)了困擾。為了有效解決這些問(wèn)題，交通管理部門(mén)提出基于高速公路大數(shù)據(jù)，建立全國(guó)高速公路聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信用管理體系，穩(wěn)定取消省界收費(fèi)站后的收費(fèi)秩序，創(chuàng)造良好的出行環(huán)境。該信用體系以各省高速公路信用平臺(tái)為基礎(chǔ)，本文對(duì)省級(jí)信用平臺(tái)功能需求進(jìn)行分析，給出平臺(tái)的總體框架、技術(shù)架構(gòu)和數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)，并介紹平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用情況。

2 平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 需求分析

2.1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源分析

平臺(tái)的數(shù)據(jù)來(lái)源包括以下途徑：（1）車(chē)輛信息：從車(chē)輛信息庫(kù)獲取車(chē)輛狀態(tài)及違法記錄。（2）聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)歷史數(shù)據(jù)：高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)以來(lái)的所有數(shù)據(jù)，包括車(chē)道的現(xiàn)金/非現(xiàn)金收費(fèi)、ETC發(fā)行、車(chē)輛通行記錄、現(xiàn)場(chǎng)特情、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、票卡、黑名單、集裝箱、收費(fèi)員值班及操作、ETC門(mén)架、固定/移動(dòng)稽查點(diǎn)、綠通、入口治超的記錄和圖像數(shù)據(jù)，以及交通運(yùn)輸部和公安廳共享的記錄和圖像數(shù)據(jù)。（3）通行異常信息：如未經(jīng)報(bào)備的車(chē)輛軸數(shù)變化、多次CPC壞卡、丟卡、卡內(nèi)信息不一致、無(wú)牌照、假冒軍車(chē)、假冒緊急車(chē)、沖卡、破壞收費(fèi)秩序、破壞收費(fèi)設(shè)施、倒換OBU、倒換通行卡、假冒綠通車(chē)等行為數(shù)據(jù)。（4）發(fā)行異常信息：辦理ETC過(guò)程中產(chǎn)生的異常情況，如假行駛證信息、假身份信息、記賬卡逾期繳費(fèi)等行為數(shù)據(jù)。（5）拓展應(yīng)用信息：信用主體在加油站、停車(chē)場(chǎng)、服務(wù)區(qū)產(chǎn)生的異常情況，如欠費(fèi)、破壞設(shè)施及其他違法行為。（6）失信被執(zhí)行人名單：失信被執(zhí)行人名下的車(chē)輛納入信用評(píng)價(jià)體系。（7）第三方信用平臺(tái)數(shù)據(jù)：信用中國(guó)、信用交通等平臺(tái)數(shù)據(jù)。

2.1.2 功能需求

平臺(tái)的用戶(hù)主要為高速公路聯(lián)網(wǎng)中心管理人員、路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司管理人員、ETC運(yùn)營(yíng)公司管理人員、收費(fèi)員、打擊逃費(fèi)稽核人員及其他接入本平臺(tái)的外部機(jī)構(gòu)。

平臺(tái)用戶(hù)希望通過(guò)高速公路收費(fèi)管理WEB端、移動(dòng)APP、微信公眾號(hào)、小程序或數(shù)據(jù)交換接口，實(shí)時(shí)查詢(xún)車(chē)輛、車(chē)輛所有人、ETC賬戶(hù)所有人及駕駛員的信用信息，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)大屏展示、公路通行收費(fèi)稽核、賬號(hào)注冊(cè)審核、業(yè)務(wù)開(kāi)通信用審核等，平臺(tái)管理員可對(duì)信用信息進(jìn)行更新管理。

2.2 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

平臺(tái)包括七大功能：（1）系統(tǒng)管理。包括平臺(tái)的用戶(hù)管理、角色管理、資源管理和日志管理。（2）信用檔案管理。建立通行收費(fèi)公路、使用ETC及相關(guān)拓展服務(wù)的車(chē)輛、車(chē)輛所有人、ETC賬戶(hù)人及駕駛?cè)藶樾庞弥黧w的信用檔案，全面記錄信用主體、信用行為、信用評(píng)價(jià)、信用獎(jiǎng)懲、信用修復(fù)等信息。（3）信用評(píng)價(jià)名單管理。分為守信名單、一般失信名單、重點(diǎn)關(guān)注名單及嚴(yán)重失信名單。根據(jù)評(píng)價(jià)主體的最新行為，動(dòng)態(tài)調(diào)整各級(jí)信用等級(jí)的名單。（4）信用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)管理。分為車(chē)輛信用評(píng)價(jià)、車(chē)輛所有人信用評(píng)價(jià)、ETC賬戶(hù)人信用評(píng)價(jià)以及駕駛員信用評(píng)價(jià)。設(shè)置評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)最新的法律法規(guī)、相關(guān)政策，動(dòng)態(tài)更新評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。（5）信用獎(jiǎng)懲管理。包括行業(yè)內(nèi)應(yīng)用和行業(yè)外應(yīng)用。行業(yè)內(nèi)應(yīng)用，為不同的信用等級(jí)名單，制定獎(jiǎng)懲制度。如守信名單,享受包括全國(guó)ETC優(yōu)惠政策；嚴(yán)重失信名單，一定期限內(nèi)，禁止車(chē)輛通行收費(fèi)公路。行業(yè)外應(yīng)用，與其他信用公共平臺(tái)，建立完善的聯(lián)合懲戒工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信用信息共享交換，聯(lián)合獎(jiǎng)懲。（6）信用評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)布管理。省級(jí)信用平臺(tái)負(fù)責(zé)省內(nèi)高速公路信用數(shù)據(jù)分析、匯總和上傳，以及省內(nèi)高速公路信用黑名單的審核、提交。交通運(yùn)輸部路網(wǎng)中心平臺(tái)接收省級(jí)平臺(tái)數(shù)據(jù)，確認(rèn)后更新，并信息共享。（7）信用修復(fù)管理。失信行為主體主動(dòng)糾正失信行為、按照規(guī)定履行相關(guān)義務(wù)、消除不良社會(huì)影響、提出信用承諾、完成信用培訓(xùn)的，按程序可進(jìn)行逐級(jí)信用修復(fù)。

2.3 平臺(tái)總體框架設(shè)計(jì)

高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)信用平臺(tái)功能規(guī)劃主要以業(yè)務(wù)和技術(shù)雙驅(qū)動(dòng)，軟件解耦和復(fù)用為思想，規(guī)劃為“網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、支撐平臺(tái)層、應(yīng)用層和訪(fǎng)問(wèn)層”的五層功能體系架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)信用平臺(tái)總體框架

平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)層依托省級(jí)高速公路內(nèi)網(wǎng)、全國(guó)高速公路內(nèi)網(wǎng)、公眾服務(wù)外網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信用平臺(tái)信息的可靠傳輸和路由。數(shù)據(jù)層是存儲(chǔ)和處理層，包括聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)平臺(tái)的ETC發(fā)行、通行交易和稽查等數(shù)據(jù)，以及共享的第三方機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)。支撐平臺(tái)層為集成的第三方應(yīng)用平臺(tái)，包括GIS地理信息服務(wù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)引擎、數(shù)據(jù)交換引擎、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、數(shù)據(jù)可視化工具平臺(tái)等。應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)大屏展示、平臺(tái)權(quán)限管理、系統(tǒng)配置、信用檔案管理、信用評(píng)價(jià)名單管理、信用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)管理、信用獎(jiǎng)懲管理、信用評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)布管理、信用修復(fù)管理、信息預(yù)警及統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。訪(fǎng)問(wèn)層直接和用戶(hù)交互，用戶(hù)可直接訪(fǎng)問(wèn)集成信用評(píng)價(jià)功能的應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信用評(píng)價(jià)管理、高速公路偷逃費(fèi)用稽核和追繳、ETC發(fā)行信用評(píng)估等。

2.4 平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

平臺(tái)有并發(fā)量大、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型多、查詢(xún)響應(yīng)要求高特點(diǎn)，因此采用NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)（Redis，MongoDB、Hbase）、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（Oracle）、分布式文件系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以滿(mǎn)足不同場(chǎng)景的需求。通過(guò)Kafka作為數(shù)據(jù)接入的緩沖層，支持大量數(shù)據(jù)的寫(xiě)入，保證數(shù)據(jù)大量訪(fǎng)問(wèn)的實(shí)時(shí)性、正確性和穩(wěn)定性。高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)信用大數(shù)據(jù)平臺(tái)包括流式計(jì)算、離線(xiàn)計(jì)算，并根據(jù)業(yè)務(wù)處理數(shù)據(jù)，最后將計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)分析、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)。平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)信用平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

2.5 平臺(tái)數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

平臺(tái)數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)緩沖、數(shù)據(jù)寫(xiě)入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)緩存、上層調(diào)用過(guò)程。平臺(tái)數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)信用平臺(tái)數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)

處理過(guò)程：（1）數(shù)據(jù)預(yù)處理。平臺(tái)系統(tǒng)將接收的雜亂無(wú)規(guī)則的數(shù)據(jù)處理為符合規(guī)范的、完整的能被保存的數(shù)據(jù)。（2）數(shù)據(jù)緩沖。經(jīng)過(guò)預(yù)處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)后，根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)入不同的緩沖區(qū)隊(duì)列，系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分流和緩存歸類(lèi)。（3）數(shù)據(jù)寫(xiě)入。當(dāng)緩沖隊(duì)列中的數(shù)據(jù)達(dá)到閾值或觸發(fā)寫(xiě)入操作時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)入數(shù)據(jù)寫(xiě)入模塊。（4）數(shù)據(jù)集群。采用HBase技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)集群，進(jìn)行高效的計(jì)算和存儲(chǔ)。（5）數(shù)據(jù)查詢(xún)。數(shù)據(jù)查詢(xún)是指用戶(hù)使用SQL語(yǔ)句從HBase集群中進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，并將數(shù)據(jù)返回用戶(hù)的過(guò)程。（6）數(shù)據(jù)緩存。采用Redis 緩存服務(wù)器，負(fù)責(zé)緩存訪(fǎng)問(wèn)頻率較高的數(shù)據(jù)。

2.6 應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)

高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)信用平臺(tái)提供在線(xiàn)信息服務(wù)，可應(yīng)用于全國(guó)高速公路稽核、ETC業(yè)務(wù)辦理信用評(píng)估及其他共享信用服務(wù)。（1）全國(guó)高速公路稽核。各省聯(lián)網(wǎng)中心管理人員、稽查人員在線(xiàn)獲取信用數(shù)據(jù)，可快速識(shí)別逃費(fèi)車(chē)輛，并現(xiàn)場(chǎng)處理偷逃費(fèi)用追繳，維護(hù)良好的收費(fèi)秩序。對(duì)外共享高速收費(fèi)嚴(yán)重失信名單，在車(chē)輛營(yíng)運(yùn)許可申請(qǐng)辦理、車(chē)輛過(guò)戶(hù)等環(huán)節(jié)開(kāi)展聯(lián)合懲戒，增大高速通行費(fèi)追繳力度。（2）ETC業(yè)務(wù)辦理信用評(píng)估。ETC運(yùn)營(yíng)公司業(yè)務(wù)辦理人員，在辦理用戶(hù)開(kāi)戶(hù)、掛失、注銷(xiāo)等業(yè)務(wù)時(shí)，可從信用平臺(tái)獲取客戶(hù)信用評(píng)價(jià)信息，為辦理業(yè)務(wù)提供決策參考。（3）共享信用服務(wù)。依托信用中國(guó)、信用交通等信用公共平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信用信息共享交換，并通過(guò)信用平臺(tái)將信用名單下發(fā)到收費(fèi)車(chē)道，對(duì)失信名單車(chē)輛、駕駛員進(jìn)行攔截，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合獎(jiǎng)懲。

3 結(jié)語(yǔ)

本文研究設(shè)計(jì)的信用平臺(tái)已應(yīng)用于某省高速公路聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中心、高速公路運(yùn)營(yíng)公司及全境收費(fèi)高速公路收費(fèi)站，對(duì)ETC發(fā)行、監(jiān)控、收費(fèi)等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對(duì)高速公路參與主體進(jìn)行信用評(píng)價(jià)分級(jí)，輔助提供收費(fèi)稽核決策，有效提高高速公路通行收費(fèi)偷、漏、逃費(fèi)行為的打擊效率。下一步將在研發(fā)平臺(tái)基礎(chǔ)上，積極對(duì)接第三方的信用評(píng)價(jià)平臺(tái)，研究信用數(shù)據(jù)共享模式，不斷挖掘信用評(píng)價(jià)增值服務(wù)潛力，以推動(dòng)跨地區(qū)、跨部門(mén)、跨領(lǐng)域的聯(lián)合獎(jiǎng)懲，探索開(kāi)展市場(chǎng)化信用服務(wù)應(yīng)用。