基于大數據技術的智能高速公路系統應用

劉琦

摘要：在大數據時代，各行各業都已通過處理大數據對產業進行管理。大數據技術日益受到人們的重視與運用，交通行業也不例外。如何準確、高效地運用在智能交通系統中產生的海量數據也成為交通行業目前面臨的難題之一。本文從高速聯網收費軟件、應用系統、視頻監控系統等軟件中收集大量數據來闡述智能高速公路中對交通大數據的應用情況。

關鍵詞：大數據技術；云平臺；智能交通；高速公路

1.基于大數據技術的智能交通

1.1大數據技術

技術帶來革新，計算機的出現改變了人們的生活，其中的一項變化就是通過計算機處理而產生的大數據的出現。據研究顯示，90%以上的數據都是過去兩年產生的，未來數據還將呈現指數式地爆炸式增長。大數據（big data）是指當數據呈現一定的規模而無法用傳統的數據庫系統進行處理，需要要求更高的傳輸速度和數據庫系統處理能力，利用新的大數據處理方式對數據進行分類、截取、整理，從中提取有用資訊的技術革命。也正因此，大數據技術正逐步在各行各業擴展應用，并受到了極大地重視。

1.2 交通大數據

交通行業也不例外，隨著城市機動車數量地大幅增長、交通方式的多元化、交通管理的現代化，大數據也日益成為交通行業不可避免的問題。面對如此紛雜的交通情形，急需交通部門運用新型大數據技術采集標本、按需分類、查詢以及處理分析城市道路、高速公路、航海關卡、火車站等地的數據。而對此數據地處理有利于交通部門迅速掌握最新狀況，預測交通狀況，并針對此提出合適的對策。相較于傳統的管理模式，大數據技術所提取、分析出的信息更為精確，與現實也更為接近，也可提高交通管理的效率。雖然大數據管理一開始的成本較高，需要投入較高的信息管理人力資源建設數據庫，但是長遠下去將更為節約成本。

2.智能高速公路系統中的交通大數據

2.1高速公路系統交通大數據的來源

高速公路作為交通系統中不可分割的一部分，尤其是在美國等國家的交通中處于核心位置。重要的地位使得高速公路每天來往大量的車輛，同樣也在交通監控、收費站、指揮部、公文部、交警部門等地留下了大量的數據。下文針對不同的數據來源進行分析：

2.1.1高速公路收費站。

目前許多高速公路已采用電子化手段，在各個收費站采用人工收費與ETC收費結合的辦法，且人工收費在逐漸減少。ETC（Electronic Toll Collection）是將車載電子標簽安裝在擋風玻璃之上，使其與收費站ETC車道上的微波天線形成微波專用短程傳遞渠道。同時利用計算機的信息傳遞技術，向銀行傳遞信息從而完成其與銀行之間的結算，達到車輛在不停車的情況下即時結算路橋費。而ETC系統加速了高速公路行駛車輛類型、通行頻率、往返區間、載貨重量等數據的錄入，使得高速公路上的數據更為清晰、具體精確。

2.1.2視頻監控系統的數據。

高速公路上的監控系統作為綜合的符理系統，將最先進的信息收集技術與數據通訊技術相結合，在電子控制之下，利用計算機的信息處理能力，綜合處理地面運輸管理中的信息。高速公路上的監控系統能夠大范圍的監控地面運輸，準確、及時、高效反應地面運輸情況，在維護高速公路的平穩、高效運行方面，發揮了極為關鍵的作用。

2.1.3監控系統的視頻資料自然也是高速公路數據的一種。

但由于視頻數據較大，較難提取關鍵信息，因此升級監控攝像機仍是目前關鍵的工作，高清數字化的攝像機對后期數據的處理有著關鍵的作用。

2.1.4交警部門的數據。

高速公路極易發生交通事故與違章事件，交警部門對各類事件的應急處理留下了龐雜的文件。這些文件多由交通事故案件數據、違章違法處理數據、交通救援保障數據、黑灰名單數據構成。這些數據對于管理高速公路、預防重大交通事故有著重要的借鑒作用。

2.1.5傳感器數據。

高速公路上經常出現大擁堵事件，如何讓駕駛者提前獲取知識則需要通過傳感器。傳感器可以為車主提供正確的路線與道路運行狀況。傳感器分為紅外線傳感器、環形線圈檢測器、超聲波傳感器、微波交通檢測器、視頻車輛檢測器、壓電傳感器等等，這些傳感器的數據類型豐富，對于交通行業有著極大的借鑒意義。

2.2 高速公路系統交通大數據的特點

高速公路數據來源的多樣性與其本身的豐富性決定了高速公路系統的交通大數據具有不同于其他大數據的特點。

2.2.1數據類型多樣。

如上所示，高速公路數據來源豐富，因此數據也存在著多種形式，有監控系統的視頻、交警系統的文本以及各類收費數字等等。

2.2.2數據體量大。

由于數據的多樣且全天持續性，高速公路系統的數據規模十分龐大，尤其每分每秒的視頻圖像更是難以衡量其規模。并且由于高速公路不斷地修建與各類軟件地不斷升級，數據仍在呈現指數型地增長。

2.2.3數據處理速度快。

交通系統的數據的分析要求迅速得到結果，因此運用的機器與軟件都是最為先進，數據都是實時性處理，速度快。

2.2.4數據價值密度低。

數據地提取分析并非易事，有效信息并不多。

3.智能高速公路系統中交通大數據的實際應用

3.1智能交通云平臺的建設

高速公路系統大數據的特點決定了交通系統需要建立獨特的數據平臺，一個可以容納海量數據并高速分析的平臺。由此智能交通云平臺應運而生，而智能交通平臺主要實現以下三種功能：

3.1.1數據的實時性。

大數據云平臺的數據包括多重信息——信號燈、停車線、車輛運行軌跡、車牌號碼等等。

3.1.2數據海量存儲。

智能交通平臺抓拍各個關卡的車輛，并將數據實時傳輸到平臺進行存儲。

3.1.3智能數據分析。

數據的獲得是平臺操作的第一步，數據的比對、分析和預測是平臺進行的下一步工作，云平臺可根據自身的數據分析、模擬、回歸為交通部門提供最佳對策。

3.2 智能化營運管理

數據分析為高速公路交通的管理提供了極大的方便，其便利主要表現在以下三個方面。

3.2.1預測交通形勢。

高速公路平臺上的車輛類型、通行頻率、往返區間、載貨重量等數據有利于分析高速公路不同時段車流量的分析，以及不同區段車輛行駛狀況、載貨量等等內容。自從決定節假日高速公路免費通行后，為了降低出行成本，更多的人選擇自駕出行，因此高速公路在節假日極易出現堵車現象，智能交通平臺為提前做好高速公路保持暢通工作提供保障。

3.2.2加強執法能力。

交通事故地發生往往非常偶然，車主道德水平也良莠不齊，因此事故與違規不可避免。監控系統可以全程監控道路，為處置逃票、超速等交通違法行為提供有效的證據。那些超時行駛的車輛可以通過數據分析，找到換卡信息；對于重量有偏差、違規綠色車輛、經常逃避計重、出入卡牌不一致的車輛，可以通過車牌抓拍系統，獲取前后車牌的比對信息，從而加強對這些違規行為的打擊，增加相關收入；公司的整體發展狀況也可以通過數據分析進行有效掌握和分析，包括調控整體收入和預測發展前景，進而對公司在未來的戰略計劃提供有利援助。最常見的是利用監控系統，及時監控車輛在收費站的繳費情況，防止車輛偷逃車輛通行費。從而高效收繳我國稅收，打擊車輛違法違規操作，保障營運收入。

3.2.3智能交通平臺的數據可以為宣傳高速公路進行宣傳，ETC系統越來越普及，高速公路給人們帶來了巨大的便利。利用大數據對車流量等數據的分析可為高速公路市場營銷提供便利，增強消費者的信息。高速公路也可與支付寶、微信、銀聯等支付手段進行合作，為人們的出行生活帶來更大的便利。

3.3 加強道路交通安全管理的水平

高速公路上事故多發，很大程度上與氣象災害、車流量、路、人有著極大的關系。利用大數據進行回歸分析，找出事故各類因素與事故之間的回歸性，以此做出預防措施，防止更大的經濟、人員損失。數據將為后續工作的開展提供信息來源。例如可以通過監控不同時間段車流量的數據變化以及車輛車型的構成，為高速公路建設中的匝道設置、控制，主線路引導以及客貨分離提供決策依據，使司乘成員可以得到更好的品質服務，從而讓高速公路系統更加穩定。例如，我國某省利用高速公路監控中得到的車輛流量、路面交通等信息，采取了客貨分離、匝道入口控制以及一定時段內限行的手段，高效緩解了高速公路堵車的問題。同時利用系統檢測到的數據，在合適的地點投放救援電話，精準發布重要道路的交通安全等相關信息，從而提高了高速公路服務質量。

3.4提高道路養護過程的精益化管理

任何工程都需要監督、管理和維護，高速公路由于行駛速度快、車流量大、載貨量大等原因，后期需要投入大量的資金進行養護工作，如修整公路、檢查監控系統、保障路燈等內容。而此工作并不是無頭蒼蠅，必須有效可循才可以高效、準確地進行。傳統時期高速公路的施工材料只零星保存在文件中，不容易快速查詢，容易耽誤修復的最佳時機。然而通過計算機大數據平臺，能夠將沿線的道路信息（包括路面、橋梁、隧道、涵洞、立交、收費站等等）以及監控設備等信息進行整合，建立統一的信息檔案，甚至將大到橋梁、小到每一個護欄板立柱都一一登記在冊，并且錄入了每一次維修與檢修的工作內容，極易尋找問題的關鍵所在，對癥下藥。且高速公路24小時的監控系統也為交通部門傳遞實時信息，及時處理突發事件。交通部門可利用信息系統記錄維修近況以及路面結構，同時也可派專門的人員分析數據，根據信息平臺提供的數據結果，對道路環境、車流量等變化進行整體的把控，從而制定高效的管理計劃。

4.結束語

我國高速公路的發展方興未艾，但運用大數據技術進行管理已是不可逆轉的趨勢，而此技術也將交通系統推入發展高峰期。如何做好道路交通管理工作，維護經濟大動脈的健康、順昌，這是交通管理部門的責任，而智能交通平臺為其提供手段支持。智能交通平臺由于其自身所具的特點為交通系統的發展提供了很大的幫助，車流量、載貨量、監控數據、傳感數據等信息不僅為交通系統的運營提供便利，也極大加強了道路交通安全管理的水平。目前，大部分高速公路已經運用了大數據信息處理技術，并取得了一定良好的結果，因此此技術的推廣有一定的事實支持。

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