高速公路如何入“網(wǎng)”提速？

何鎮(zhèn)鎮(zhèn)

在大數(shù)據(jù)的背景下，將高速公路管理與監(jiān)控融入智能化、信息化元素，并基于大數(shù)據(jù)將生產(chǎn)信息進行數(shù)據(jù)化分析，建設成可以根據(jù)各類信息統(tǒng)一協(xié)調(diào)運作的現(xiàn)代化生產(chǎn)體系，提高應急指揮調(diào)度的自動化程度和決策水平，成為當下的關鍵任務。

大數(shù)據(jù)能讓交通管控更具主動性和精準性

大數(shù)據(jù)時代的到來以及信息處理能力的迅速提升，為高速公路主動交通管理與控制提供了新的支撐。基于大數(shù)據(jù)可實現(xiàn)全面、連續(xù)的記錄，可以形成覆蓋時間、空間、宏觀、微觀多維度、全尺度，以及人、車、路、環(huán)境全要素的交通狀態(tài)感知。同時，計算能力的提升為大規(guī)模的數(shù)據(jù)運算提供了強力引擎，這為精準解析交通系統(tǒng)機理提供了基礎。基于數(shù)據(jù)形成的高速公路管控方案將更具主動性和精準性。

高速公路營運支撐平臺采用Hadoop和Spark計算框架構(gòu)建一種高效的、可擴展性的大數(shù)據(jù)安全分析檢測平臺，實現(xiàn)養(yǎng)護數(shù)據(jù)、路政數(shù)據(jù)、收費數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)等海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的整體優(yōu)化整合，使用離線模型生成與在線檢測相結(jié)合的方式對異構(gòu)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行分析，在海量數(shù)據(jù)流環(huán)境中實現(xiàn)實時安全分析檢測。基于Hadoop和Spark的大數(shù)據(jù)安全分析平臺具有優(yōu)秀的可擴展性及高效處理能力，能夠滿足安全大數(shù)據(jù)的離線和在線的分析與檢測要求。

高速公路海量數(shù)據(jù)潛在價值巨大，學界將大數(shù)據(jù)特點歸納為4個“V”，即Volume（大量）、Velocity（高速）、 Variety（多樣）、Value（價值）。事實上，以前并非沒有數(shù)據(jù)挖掘，而“大數(shù)據(jù)”理論則與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘存在差異。

重點對各業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源格式進行統(tǒng)一，確保各業(yè)務系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互的準確性，同時為數(shù)據(jù)資源全面整合提供支撐。在統(tǒng)一數(shù)據(jù)元標準的問題上，由于管理處屬于交通數(shù)據(jù)采集的基礎層。所以建立數(shù)據(jù)元標準時，需要清楚地了解交通部、廳和高管局多個層級的數(shù)據(jù)需求，同時要與部頒標準直接對接，所以需與部、廳、局通信中心建立合作關系，建立高速公路管理單位層級的數(shù)據(jù)元標準。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘采用的數(shù)學方法通常是找到一些自變量與因變量的關系，形成一個因變量與一系列自變量的因果關系，建立一個方程式，繼而進行結(jié)果的計算。而“大數(shù)據(jù)”恰恰是對上述結(jié)果的逆向求解，即通過大量數(shù)據(jù)找到關聯(lián)，再去尋找其中蘊含的關系式。大數(shù)據(jù)是“知其然而不必知其所以然”，外行通過大數(shù)據(jù)分析可以打敗內(nèi)行。當數(shù)據(jù)取得時，可能是雜亂無章、看不出規(guī)律，但運用作圖、造表、各種形式的方程擬合、計算某些特征量等手段便可找出數(shù)據(jù)的規(guī)律性。

評估體系是高速公路管理模式創(chuàng)新的關鍵

海量系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（定位信息、提醒信息、流量速度、業(yè)務管理等）和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（視頻圖像、文件等），交通信息數(shù)據(jù)量巨大、種類繁多，本平臺采用 RTAP實時分析架構(gòu)，處理動態(tài)交通信息資源，充分發(fā)掘交通大數(shù)據(jù)價值，為公眾出行和營運管理提供深入的信息支撐。

交通運行狀態(tài)評估技術(shù)立足與信息資源整合，對高速公路交通運行信息資源進行深入分析，對交通運行狀態(tài)進行評估研判，為交通運營管理和公眾出行提供決策依據(jù)。交通運行狀態(tài)評估技術(shù)是實現(xiàn)高速公路交通運行管理模式由“經(jīng)驗性被動反應”向“科學高效主動調(diào)控”轉(zhuǎn)變的前提和關鍵。依據(jù)交通運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和評估模型，建設面向多層次管理需求、多粒度特征關聯(lián)的交通運行評估體系。

高速公路路網(wǎng)運行動態(tài)信息感知技術(shù)研究，以交通運行管控的思想為基礎，通過研究高速公路交通資源運行狀態(tài)的信息感知、信息采集設備、采集方式、采集內(nèi)容等信息感知技術(shù)，選用合適的感知設備、布設位置、傳輸方式及網(wǎng)絡安全方式，按照“實時通訊、統(tǒng)一接口、信息共享、多級聯(lián)動”的思想，依據(jù)數(shù)據(jù)采集、智能分析、控制管理以及GIS、WPF等技術(shù)，在多元集成、多級聯(lián)動、信息共享、實時通訊等方面進行創(chuàng)新，實現(xiàn)對高速公路交通基礎設施、運輸設備和運行環(huán)境的可視、可測和可控。

為實現(xiàn)高速公路交通安全監(jiān)測直觀、實時展示，基于GIS的多維度、多尺度、全時空可視化技術(shù)，結(jié)合高速公路路網(wǎng)數(shù)據(jù)，運用麻點圖、熱力圖、動態(tài)圖、網(wǎng)格和聚合等不同的展示，支持海量實時路況、動態(tài)預警信息、監(jiān)控點位、重要路段等動靜態(tài)業(yè)務數(shù)據(jù)可視化應用，加強交通運行監(jiān)測的實時性、趨勢展現(xiàn)、空間分析能力。

目前國內(nèi)從事智能交通行業(yè)的企業(yè)約有2000多家，主要集中在道路監(jiān)控、高速公路收費、3S（GPS、GIS、RS）和系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)，國內(nèi)約有500家企業(yè)在從事監(jiān)控產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售。高速公路收費系統(tǒng)是中國非常有特色的智能交通領域，國內(nèi)約有200多家企業(yè)從事相關產(chǎn)品的生產(chǎn)，并且國內(nèi)企業(yè)已取得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速公路不停車收費雙界面CPU卡技術(shù)。在3S領域，國內(nèi)雖然有200多家企業(yè)，一些龍頭企業(yè)在高速公路機電系統(tǒng)、高速公路智能卡、地理信息系統(tǒng)和快速公交智能系統(tǒng)領域占據(jù)了重要的地位。但是，相比于國外智能化和動態(tài)化的交通系統(tǒng)，中國智能交通整體發(fā)展水平還比較落后。

物聯(lián)網(wǎng)將推動新型高速公路管理模式形成

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能交通系統(tǒng)正在發(fā)生新的變化。目前，我國已在200個以上的大中型城市建立城市交通指揮中心，城市智能交通投資約450億元，高速公路智能交通系統(tǒng)投資約350億，未來的發(fā)展趨勢將更加多面化。

萬物互聯(lián)：基于物聯(lián)網(wǎng)的全面感知和智能網(wǎng)聯(lián)。未來將是數(shù)字化社會，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的全面感知系統(tǒng)，建設涵蓋地下、路面、制高點、空中立體感知體系，實現(xiàn)從面、線到點的全面感知。交通的跨界融合豐富感知內(nèi)容。人車路協(xié)同系統(tǒng)的發(fā)展，實現(xiàn)交通環(huán)境的全面智能網(wǎng)聯(lián)。當前，萬物互聯(lián)互通已經(jīng)成為大勢所趨，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動下，萬物之間的聯(lián)系日益緊密。在高速公路管理方面，物聯(lián)網(wǎng)所扮演的角色越來越重要，正推動著新型高速公路管理模式的形成。

基于5G萬物互聯(lián)的智慧交通。移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的興起必然刺激未來綜合運輸方式的深度融合發(fā)展，其突出特點是兼具了資源共享與個體定制兩個方面的鏈路與平臺。而正處于成型階段的5G無線寬帶能夠高質(zhì)量地支持海量交通信息交互，是構(gòu)建智慧交通體系的基礎技術(shù)。

面向交通運輸行業(yè)的無線寬帶網(wǎng)絡一直存在垂直和個性兩大用戶群體，即專業(yè)的服務管理機構(gòu)與需求各異的廣大分散用戶，因此，為節(jié)省某一擁擠節(jié)點的資源開銷，提供頻道效率，減少熱點時延，5G無線標準為之提出了提高靈活度的組網(wǎng)設計與部署方案。

大數(shù)據(jù)充分共享及深度應用推動交通管理工作模式發(fā)生變革。建立互聯(lián)互通的交通大數(shù)據(jù)共享平臺，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的深度分析研判。利用交通大數(shù)據(jù)，改變傳統(tǒng)的微觀交通管理現(xiàn)場調(diào)研模式，通過對實時的交通大數(shù)據(jù)分析，可以獲得精細的交通管理方案。利用大數(shù)據(jù)的情報分析，擺脫傳統(tǒng)的巡邏勤務模式，通過精準情報，實現(xiàn)精準勤務。利用大數(shù)據(jù)綜合分析，創(chuàng)新交通管理服務模式。

以需求和目標為驅(qū)動的智能系統(tǒng)。新技術(shù)的發(fā)展將會日新月異，未來的智慧交通管理系統(tǒng)將是以需求和目標為導向的系統(tǒng)，從交通管理實際需求、路網(wǎng)特點和飽和狀態(tài)、發(fā)展目標出發(fā)，選用合適的技術(shù)，建設既能滿足當前需求又能引領未來發(fā)展的智慧交通管理系統(tǒng)。

各種新技術(shù)普遍應用于智能交通管理。交通實時分析、交通資源共享、違法精準識別、異常狀態(tài)預警、戰(zhàn)略科學制定、交通的全生命周期管理等交通管理需求需要用到大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、移動互聯(lián)等各種新技術(shù)。隨著人們對美好出行的需求以及交通精細化、智能化管理的要求，將會有更多的新技術(shù)應用于智慧交通系統(tǒng)。

編輯/李洋