基于大數(shù)據(jù)分析的高速公路AI 稽核平臺(tái)建設(shè)實(shí)踐

收稿日期：2024-04-17

作者簡介：張慧燚（1971—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向：公路工程。

摘要 自取消高速公路省界收費(fèi)站以來，全國各省份實(shí)現(xiàn)了“一張網(wǎng)”聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，高速公路收費(fèi)的稽核問題變得日益復(fù)雜。文章分析了目前高速公路的稽核問題現(xiàn)狀，提出了AI稽核的整體架構(gòu)，利用大數(shù)據(jù)分析的方式進(jìn)行稽核工單處理。實(shí)踐表明，基于大數(shù)據(jù)分析的AI稽核平臺(tái)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性，可以大幅提高稽核工作人員的工作效率和工作的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞 高速公路；AI稽核；大數(shù)據(jù)分析

中圖分類號(hào) U495文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）11-0030-03

0 引言

2020年，全國取消了高速公路省界收費(fèi)站，全國各省份實(shí)現(xiàn)了“一張網(wǎng)”聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。通過對(duì)入口車道系統(tǒng)、ETC門架系統(tǒng)、出口車道系統(tǒng)、全網(wǎng)清分結(jié)算系統(tǒng)及其他相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)完善，實(shí)現(xiàn)了“一次通行、一次扣費(fèi)、一次告知”和點(diǎn)亮出口費(fèi)顯目標(biāo)[1-2]。

高速公路恢復(fù)收費(fèi)以來，高速公路系統(tǒng)包括最小費(fèi)額、路徑擬合、在線計(jì)費(fèi)等多種方式計(jì)費(fèi)。最小費(fèi)額計(jì)費(fèi)是指按照站與站之間的若干條可達(dá)行駛路徑中的最小值計(jì)費(fèi)，路徑擬合是指在車輛行駛過程中存在門架未識(shí)別或未交易成功時(shí)可自動(dòng)對(duì)車輛行駛路徑進(jìn)行還原的計(jì)費(fèi)方式，在線計(jì)費(fèi)是指結(jié)合高速公路現(xiàn)行狀況，以車輛在通行門架和收費(fèi)站時(shí)所生成的交易、牌識(shí)、北斗衛(wèi)星定位等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)車輛通行路徑的在線還原與精確計(jì)費(fèi)[3]。

隨著多種計(jì)費(fèi)模式的產(chǎn)生，逃費(fèi)方式也隨之增多，不僅局限于傳統(tǒng)的倒換卡、沖卡、U形、回頭等，還增加了屏蔽卡簽、謊報(bào)入口、大車小標(biāo)等新型、隱蔽的偷逃費(fèi)方式。同時(shí)，交通運(yùn)輸部下發(fā)了多項(xiàng)部級(jí)規(guī)則和部級(jí)規(guī)程，為全國范圍內(nèi)打擊偷逃漏費(fèi)提供了良好的政策依據(jù)和優(yōu)良的政治環(huán)境。

為加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)稽核管理工作，建立與全國“一張網(wǎng)”收費(fèi)模式相適應(yīng)的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)稽核追逃機(jī)制，維護(hù)通行費(fèi)征收合法權(quán)益，實(shí)現(xiàn)通行費(fèi)應(yīng)收盡收、應(yīng)繳盡繳，規(guī)范收費(fèi)管理工作，建設(shè)一套高速公路AI稽核系統(tǒng)尤其必要。

1 稽核現(xiàn)狀分析

高速公路通行車輛偷逃通行費(fèi)形式多樣且隱蔽性強(qiáng)，不僅造成通行費(fèi)的損失，也為高速公路運(yùn)營管理帶來了較大的困擾，形成了不良的社會(huì)影響。由于路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、影響因素多樣化、數(shù)據(jù)管理難度大、車輛作弊形式多樣化等原因，使得目前高速公路通行費(fèi)收入經(jīng)濟(jì)損失巨大。

1.1 路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

全國各省份地形、地貌類型多樣，造成了高速路網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)狀。復(fù)雜的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)加大了對(duì)高速通行車輛的監(jiān)管難度，行駛路徑曲折多變，路網(wǎng)感知能力薄弱，對(duì)高速通行計(jì)費(fèi)的精準(zhǔn)性影響巨大。

1.2 影響因素多樣化

高速公路車流情況復(fù)雜多變，收費(fèi)業(yè)務(wù)受內(nèi)外部因素影響，監(jiān)管難度日趨增大。數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、氣候干擾因素、人工校驗(yàn)效率與準(zhǔn)確性等多樣化的影響因素，都會(huì)增加稽核監(jiān)管的難度。

1.3 數(shù)據(jù)管理難度大

目前各個(gè)省份高速公路管理公司需要管理高速公路通行類數(shù)據(jù)、運(yùn)行監(jiān)測類數(shù)據(jù)、收費(fèi)站運(yùn)行類數(shù)據(jù)、收費(fèi)站運(yùn)營類數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)量龐大，分布離散，管理和應(yīng)用都面臨很大挑戰(zhàn)，難以充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值。

1.4 車輛作弊形式多樣化

當(dāng)前司機(jī)逃費(fèi)的方式千變?nèi)f化，現(xiàn)有人工為主的稽核方式已難以滿足日益增長的需求量。換卡逃費(fèi)、大車小標(biāo)等傳統(tǒng)偷逃費(fèi)行為難以遏制，新型偷逃費(fèi)行為層出不窮。

1.5 稽核運(yùn)營效率不高

當(dāng)前稽核方式為人工稽核為主，需調(diào)取大量的信息并人工識(shí)別，導(dǎo)致稽核效率低下，耗費(fèi)人力物力且存在偶然性，準(zhǔn)確性難以保證；車輛通行數(shù)據(jù)龐大，難免會(huì)出現(xiàn)漏查、誤查等情況。如何由內(nèi)至外，從根本上提高稽核能力，需要建立一套完善的制度、規(guī)范體系。

2 AI稽核系統(tǒng)架構(gòu)

AI稽核基于大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、路徑還原、數(shù)學(xué)建模等技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)分析和證據(jù)鏈自動(dòng)生成，可以極大提高稽核準(zhǔn)確性與工作效率，有利于提升高速公路稽核管理水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)偷逃通行費(fèi)的有效追繳。

基于大數(shù)據(jù)集群提供的算力支撐，深度發(fā)揮大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)能力，構(gòu)建高速AI稽核云平臺(tái)，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)多場景應(yīng)用。結(jié)合稽核技術(shù)服務(wù)與安全保障體系，進(jìn)一步提升稽核業(yè)務(wù)水平，從而保證通行費(fèi)應(yīng)收不漏。AI稽核系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 高速AI稽核系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1 硬件提供基礎(chǔ)能力支撐

大數(shù)據(jù)集群包含8臺(tái)鯤鵬服務(wù)器與1臺(tái)核心交換機(jī)，提供存儲(chǔ)、計(jì)算等基礎(chǔ)計(jì)算能力與高性能的軟件部署環(huán)境。基于大數(shù)據(jù)服務(wù)器，構(gòu)建大數(shù)據(jù)集群，提供海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力、百億級(jí)數(shù)據(jù)處理能力、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算能力、秒級(jí)響應(yīng)能力及資源協(xié)調(diào)調(diào)度能力等。為AI稽核系統(tǒng)構(gòu)建穩(wěn)定、安全、高性能的基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境，滿足系統(tǒng)的算力需求。

2.2 大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)能力在稽核領(lǐng)域的深度應(yīng)用

通過AI能力和大數(shù)據(jù)智能分析的技術(shù)組合，建設(shè)智慧高速收費(fèi)AI稽核應(yīng)用，優(yōu)化稽核業(yè)務(wù)支撐體系。建設(shè)稽核模型、路徑擬合、證據(jù)鏈管理、稽核工單等功能模塊，支撐N個(gè)稽核應(yīng)用場景，做到計(jì)得準(zhǔn)、收得準(zhǔn)，確保自由流收費(fèi)安全可控。

稽核應(yīng)用軟件平臺(tái)包含：稽核工單、稽核模型、路徑擬合、稽核分析等多個(gè)稽核應(yīng)用，支撐N個(gè)稽核應(yīng)用場景，挖掘稽核數(shù)據(jù)價(jià)值，提高計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確性，提升稽核業(yè)務(wù)水平。

2.3 安全保障體系保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全

建設(shè)安全保障體系，提供數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)急處理等安全保障措施，建立系統(tǒng)安全保障機(jī)制，確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠。

2.4 技術(shù)服務(wù)支撐提高稽核業(yè)務(wù)水平

建立技術(shù)服務(wù)支撐體系，提供部、省、AI等多級(jí)稽核技術(shù)服務(wù)及系統(tǒng)支撐。

3 大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)

大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)分為三層，分別是數(shù)據(jù)集成層、數(shù)據(jù)分析層、大數(shù)據(jù)應(yīng)用層。具體如圖2所示。

圖2 大數(shù)據(jù)分析架構(gòu)圖

數(shù)據(jù)集成層用于內(nèi)外部數(shù)據(jù)的集成，其中，內(nèi)部集成數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)內(nèi)部的各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，主要通過ETL進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，每天可以產(chǎn)生百億級(jí)別的海量數(shù)據(jù)。外部數(shù)據(jù)是來自系統(tǒng)外部的各類數(shù)據(jù)，包括天氣信息、媒體新聞，地方新聞等信息，主要利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲進(jìn)行搜集數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分析層包括實(shí)時(shí)計(jì)算和離線分析。針對(duì)數(shù)據(jù)集成層傳輸上來的數(shù)據(jù)，通過kafka，spark stream的實(shí)時(shí)計(jì)算，最后將結(jié)果存儲(chǔ)到redis庫中。離線分析是將數(shù)據(jù)集成層傳輸過來的離線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，把非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)處理成具有一定結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。通過海量數(shù)據(jù)查詢模塊對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索，把搜索結(jié)果傳遞給海量數(shù)據(jù)計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算。

大數(shù)據(jù)應(yīng)用層包括數(shù)據(jù)倉庫，海量圖片處理平臺(tái)，站級(jí)AI圖片、AI稽核等內(nèi)容模塊。其中數(shù)據(jù)分析層的實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)綌?shù)據(jù)倉庫進(jìn)行處理存儲(chǔ)，方便后續(xù)使用。數(shù)據(jù)分析層的離線分析模塊將分析結(jié)果給到AI稽核模塊進(jìn)行處理。海量圖片處理平臺(tái)是將高清卡口拍攝到的各種車輛圖片進(jìn)行處理，找出疑似偷逃稅的圖片給到站級(jí)AI圖片模塊進(jìn)行處理。最后，各種圖片信息作為證據(jù)鏈傳送給AI稽核模塊進(jìn)行下一步處理。

4 總體業(yè)務(wù)流程

系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程如圖3所示。

流程說明：

A.省中心數(shù)據(jù)、發(fā)行數(shù)據(jù)、拆分?jǐn)?shù)據(jù)、治超數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)需要接收并且匯聚至大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行分析處理，稽核模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)后，得到疑似偷逃費(fèi)數(shù)據(jù)。

B.系統(tǒng)得到疑似偷逃費(fèi)數(shù)據(jù)后，自動(dòng)匹配稽核模型并且生成稽核工單和稽核證據(jù)鏈，并推送至省中心稽核平臺(tái)及稽核應(yīng)用，供二者進(jìn)行處理。其中稽核應(yīng)用模塊將數(shù)據(jù)傳輸給路徑擬合模塊、稽核數(shù)據(jù)查詢模塊、稽核數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行處理。

C.省中心稽核平臺(tái)將稽核工單和證據(jù)鏈推送至高速公路收費(fèi)站后，基層稽核人員核驗(yàn)確認(rèn)提交的追繳名單無誤后，把追繳工單向上提交，工單提交至路段和省中心進(jìn)行審核。

D.省中心稽核平臺(tái)審核完成確認(rèn)后，生成偷逃費(fèi)用追繳名單，并將校驗(yàn)結(jié)果、稽核結(jié)論反饋給AI稽核系統(tǒng)。

5 AI稽核平臺(tái)優(yōu)勢

AI稽核平臺(tái)具有以下優(yōu)勢：

5.1 實(shí)用性

依照用戶要求，堅(jiān)持實(shí)用性為主的原則，完全滿足高速公路AI稽核建設(shè)項(xiàng)目的各項(xiàng)需求，在考慮未來發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，既滿足需要，又避免過度追求系統(tǒng)的超前性，以減少不必要的投資。

5.2 可靠性、安全性

引入業(yè)界領(lǐng)先的技術(shù)手段，吸取行業(yè)領(lǐng)先經(jīng)驗(yàn)，為系統(tǒng)高可靠性的總體設(shè)計(jì)提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)，為關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)進(jìn)行冗余備份，保證系統(tǒng)的可靠性、安全性。

5.3 先進(jìn)性

通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，既防止片面追求某一熱點(diǎn)技術(shù)，又充分體現(xiàn)系統(tǒng)的先進(jìn)性，最大限度地采用成熟、可繼承、具備廣闊發(fā)展前景的先進(jìn)技術(shù)，使系統(tǒng)能在未來數(shù)年內(nèi)不落后，并通過軟件升級(jí)即可實(shí)現(xiàn)更多新功能，延長系統(tǒng)的生命周期和使用價(jià)值，適應(yīng)業(yè)務(wù)和技術(shù)發(fā)展方向。

5.4 開放性

各業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)的國際、國內(nèi)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)之間的透明性和互通互聯(lián)，并充分考慮與其他監(jiān)控系統(tǒng)的連接。

5.5 可擴(kuò)展性

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅滿足目前系統(tǒng)的要求，而且還考慮了今后發(fā)展的需要，使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。

6 結(jié)語

自取消省界收費(fèi)站以來，全國實(shí)現(xiàn)了“一張網(wǎng)”聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，給高速公路的收費(fèi)工作提供了很強(qiáng)的便利性。但是，高速公路的偷逃費(fèi)行為依然存在，而且有愈演愈烈的趨勢。大數(shù)據(jù)分析和AI技術(shù)的日益成熟，給交通行業(yè)注入新的活力。利用大數(shù)據(jù)分析和AI技術(shù)解決稽核問題成為越來越多高速公路管理公司的選擇。充分利用大數(shù)據(jù)分析的超強(qiáng)計(jì)算能力和AI技術(shù)的高效處理能力，將其應(yīng)用于交通稽核領(lǐng)域，可以有效地減輕人工稽核的負(fù)擔(dān)，提升稽核的準(zhǔn)確性和有效性，使高速公路稽核這一復(fù)雜問題得以解決。

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