高速公路大數(shù)據(jù)運營體系研究

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摘要：本文基于高速公路運營體系六大子系統(tǒng)及高速公路的大數(shù)據(jù)來源，分析了大數(shù)據(jù)在高速公路運營管理體系中的應(yīng)用，該研究能夠更好的為高速公路運營發(fā)展提供安全保障，對當(dāng)前高速公里養(yǎng)護(hù)及管理提供有力的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：高速公路；大數(shù)據(jù)；運營管理

1前言

在高速公路的運營過程中，主要包括經(jīng)營、養(yǎng)護(hù)成本、賠付以及運營安全及企業(yè)績效這六大子系統(tǒng)。在高速公路的運行過程中，這六大子系統(tǒng)有規(guī)律的進(jìn)行著，這種規(guī)律可以產(chǎn)生一定的數(shù)據(jù)，日積月累構(gòu)成了一個龐大的數(shù)據(jù)庫，被稱為高速公路運營的大數(shù)據(jù)[1]。

2高速公路中大數(shù)據(jù)的來源

高速公路中的大數(shù)據(jù)主要有以下幾個來源：①高速公路收費系統(tǒng)（ETC）：高速公路上都對應(yīng)著自己的收費站，使用收費站的收費系統(tǒng)可以查詢到所有經(jīng)過車輛的過路費用及車輛信息，日積月累構(gòu)成了一個龐大的數(shù)據(jù)庫，這個數(shù)據(jù)可以精確地定位到車輛在高速公路的位置及費用信息；②應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)：監(jiān)控及結(jié)算中心的清賬管理系統(tǒng)、12306人工服務(wù)系統(tǒng)、收費站的資金查詢軟件、過橋過路費用管理計算軟件等大量數(shù)據(jù)可以很好的構(gòu)成高速公路數(shù)據(jù)庫；③傳感器數(shù)據(jù)[2]：高速公路上的路感線圈、標(biāo)識站以及收費站出入口的RFID傳感器，能夠感知過往車輛，為數(shù)據(jù)庫提供有效的數(shù)據(jù)；④視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)：道路中分帶及兩側(cè)、收費站出入口的視頻監(jiān)控以及隧道路口可以很好的為數(shù)據(jù)庫提供視頻支持。以上的數(shù)據(jù)根據(jù)結(jié)構(gòu)性能不同可以分為兩大類，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)[3]，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要是高速公路收費系統(tǒng)及其相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要是在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中生成及保存，如SQLServer和Or－acle。而像監(jiān)控視頻、圖片等非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)并沒有存放在關(guān)系數(shù)據(jù)可中。目前，非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)在高速路網(wǎng)中占比高達(dá)80%，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用軟件很難完成相應(yīng)的任務(wù)。

3高速公路中大數(shù)據(jù)的特點

（1）規(guī)模大、樣式多[4]：高速公路的管理系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)種類較多，有以收費系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為主的結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)，也有監(jiān)控設(shè)備抓拍的靜態(tài)車牌圖片以及傳感器等產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)。除此之外養(yǎng)護(hù)巡查、交警管制以及高速公路相關(guān)聯(lián)的其他系統(tǒng)信息，如服務(wù)區(qū)是否正常使用，收費車輛是否按照規(guī)定行駛以及周邊便道及交叉口是否通暢等問題，以及天氣環(huán)境、地質(zhì)或者人為等災(zāi)害獲得的原始數(shù)據(jù)。（2）數(shù)據(jù)密度價值：數(shù)據(jù)量非常的龐大，但是沒有一個很好的規(guī)劃，這些數(shù)據(jù)都是沒有用的[5]。例如，高速公路監(jiān)控中心能夠在每天，每個小時產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)及監(jiān)控視頻，一旦發(fā)生交通事故及以外災(zāi)害，數(shù)據(jù)只能夠顯示幾秒鐘甚至更少的問題，不能夠很好的表達(dá)當(dāng)時發(fā)生的問題。因此，數(shù)據(jù)的異常檢測應(yīng)該是路網(wǎng)檢測的重點。（3）高效性及高速性：高速公路數(shù)據(jù)處理必須要做到及時高效，因為事故往往也是發(fā)生的時間短，速度快。例如，如果某路段發(fā)生交通擁堵，收費站的收費數(shù)據(jù)要快速到達(dá)監(jiān)控結(jié)算中心進(jìn)行信息處理，系統(tǒng)要及時獲得車輛數(shù)量等信息，如果時間較長可能會出現(xiàn)人員傷亡等情況[6]。報表生成這種簡單的操作并不能夠成為大數(shù)據(jù)分析的主體，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和各種BI工具可以不重要的數(shù)據(jù)丟棄，并建立數(shù)據(jù)集市能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析[7]，OLAP在目前的軟件系統(tǒng)中已經(jīng)不能夠滿足數(shù)據(jù)庫的需求，再者數(shù)據(jù)庫具有“面向主題”[8]的特性，這種特性決定了數(shù)據(jù)庫必須是隨著時間不斷變化的，而這種不穩(wěn)定的變化難以處理目前多變的環(huán)境問題，更不可能在談及高效和高速等效率特征。

4高速公路運營體系中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

4.1在經(jīng)營系統(tǒng)中的應(yīng)用。在高速公路經(jīng)營過程中，主要有收費管理數(shù)據(jù)、監(jiān)控中心的視頻、照片以及其他與公路相關(guān)的運營等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的收集及整理能夠分析預(yù)測高速公路的經(jīng)管能力，通過對通行費用、車輛量大小及道路通行狀況的分析預(yù)測，能夠提醒在路上的司機注意避讓高峰路段或者選擇其他高速繞行方案。再者，在經(jīng)管中運用大數(shù)據(jù)還能實現(xiàn)高速公路路段的精準(zhǔn)營銷。4.2在養(yǎng)護(hù)子系統(tǒng)中的應(yīng)用。在養(yǎng)護(hù)管理方面，高速公路也離不開大數(shù)據(jù)的技術(shù)支持。建立智能化的養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)是當(dāng)前高速公路養(yǎng)護(hù)的重點工作，實現(xiàn)高速公路健康狀況的實時監(jiān)測，能夠?qū)︷B(yǎng)護(hù)效果起到重點作用。其主要分為以下兩個方面：①建立數(shù)字化養(yǎng)護(hù)安全管理平臺。通過GPS、遙感、無人機設(shè)備等信息技術(shù)的應(yīng)用，建立原始數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合計算機語言生成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠綜合分析道路橋梁的主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)物使用情況、相關(guān)設(shè)計內(nèi)容說明、施工資料以及養(yǎng)護(hù)管理人員的資料等情況。通過數(shù)據(jù)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)物目前狀況快速分析，一旦有結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)損壞，系統(tǒng)能夠第一時間通知相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理人員進(jìn)行維修和保養(yǎng)；②可以對高速公路實現(xiàn)全壽命周期養(yǎng)護(hù)計劃。高速公路受環(huán)境、車輛等外部因素的影響，使用壽命也有所減弱，通過大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，能夠?qū)@些外部因素進(jìn)行相應(yīng)的分析，從而預(yù)測高速公路的損壞情況及使用壽命，有助于養(yǎng)護(hù)管理人員及時對相應(yīng)結(jié)構(gòu)物進(jìn)行實時監(jiān)控、制定計劃并實施維修。4.3在維權(quán)子系統(tǒng)中的應(yīng)用。在維權(quán)子系統(tǒng)中的應(yīng)用主要分兩點：①對偷逃通行費用的行為進(jìn)行識別；②對超載超速車輛的情況進(jìn)行處理。對偷稅漏稅的個人及其單位可以建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并運用相應(yīng)的稽查系統(tǒng)，通過定期的收費數(shù)據(jù)篩查相應(yīng)車輛的收費運行記錄，對存在或者疑似存在問題的車輛進(jìn)行標(biāo)識并上報核實情況，從而提醒有關(guān)單位及部門針對這些車輛的實時監(jiān)控及記錄。超載超速車輛可以通過與交警系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，建立一套完整的超載超速行駛的黑名單系統(tǒng)對其進(jìn)行控制。4.4在安全管理子系統(tǒng)中的應(yīng)用。首先，高速公路通行率的提高可以有效降低行駛車輛事故的發(fā)生。通過大數(shù)據(jù)中高速公路的道路狀況、車流量、天氣狀況等信息，給予司機師傅相應(yīng)提示，可以降低安全事故的發(fā)生率；還可以通過車流量、車輛類型等信息對道路引流、車輛分離采取措施，降低道路擁堵，提高通行率。其次，提高高速公路運營處理應(yīng)急事件的能力水平。通過建立應(yīng)急預(yù)案指揮調(diào)度平臺，實現(xiàn)對高速公路實時應(yīng)急處理，在發(fā)生事故的第一時間通過平臺告知行駛在路上的駕駛員選擇避讓，并提醒道路救援人員迅速到達(dá)事故發(fā)生地點，對其進(jìn)行搶救和現(xiàn)場指揮調(diào)度。4.5在運管成本子系統(tǒng)中的應(yīng)用。高速公路在運營管理中對運營成本進(jìn)行控制的時候，主要采取以目標(biāo)成本管理法為主的控制措施：①根據(jù)高速公路的經(jīng)營管理目標(biāo)，制定相應(yīng)的成本目標(biāo)值，對運管成本數(shù)據(jù)分析的同時采取不同手段對目標(biāo)進(jìn)行控制。這種成本控制方法最后還是要根據(jù)事后進(jìn)行核算實際的運營成本；②提高數(shù)據(jù)采集效率。建立自動化數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)上可以產(chǎn)生所有的運營業(yè)務(wù)成本信息、文件流轉(zhuǎn)、流程審批、數(shù)據(jù)共享和績效考核，這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息為成本分析和改進(jìn)提供了有效證據(jù)。

5高速公路大數(shù)據(jù)應(yīng)用展望

高速公路大數(shù)據(jù)的應(yīng)用對我國高速公路養(yǎng)護(hù)及維修都是一大趨勢，目前實時分析及數(shù)據(jù)處理問題還沒有一個系統(tǒng)的方式方法。因此，提出以下意見建議供參考：①應(yīng)建立養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)庫；②需要打破技術(shù)矛盾的制約，不斷提高和完善大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的耦合度，相互制約并相互關(guān)聯(lián)，從而使得數(shù)據(jù)的處理效率能有所提升；③加強培養(yǎng)專門的大數(shù)據(jù)工程師。行業(yè)內(nèi)也應(yīng)鼓勵優(yōu)秀的數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成商，和養(yǎng)護(hù)及維修結(jié)合，開發(fā)出效率更高、更全面的大數(shù)據(jù)養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)。加強培養(yǎng)更專業(yè)的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)工程師，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)在高速公路運營管理體系中的應(yīng)用。

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作者:汪潔文 李國強 單位:齊魯交通發(fā)展集團(tuán)有限公司東營分公司