大數據背景下的高速公路收費系統數據研究

李冰

摘 要：隨著交通行業的不斷發展，高速公路成為人們出行的首選方式之一。高速公路大數據技術具有處理速度快、價值密度低、數據類型多、數據規模大等特點。大數據技術已經應用到高速公路冒充綠通行為、識別偷逃通行費、聯網收費分析業務以及運營管理系統等方面，但是在應用過程中依然存在一些問題。將論述高速公路收費管理中大數據分析的應用，對高速公路的收費管理工作具有重要參考價值。

關鍵詞：大數據;收費管理;高速公路

0 前言

高速公路是我國重要的交通方式之一，對社會經濟的發展具有重要作用。隨著高速公路的不斷發展，其收費管理系統也應該進行現代化建設，以便提升其收費效率。高速公路大數據技術的應用，可以為高速公路的決策制定、市場監督、出行服務以及交通安全應急等方面提供數據支持，不斷提升高速公路的管理水平以及運營效率。

1 高速公路收費系統智能化介紹

大數據分析實現了高速公路收費作業系統智能化。該系統由大數據服務平臺單元、一體化智慧亭單元組成，大數據服務平臺單元為操作系統、數據庫等。大數據服務平臺單元的數據庫中車輛信息為：車牌信息、車型信息、車臉信息以及其他相關信息（其他相關信息包括但不限于異常信息、危險車輛、軍警車輛等信息）。數據來源包括：車道程序在車道圖像傳感器（車牌識別系統）采集到車輛信息經人工修改確認后的數據、高速公路收費系統數據庫中車輛信息數據、其他數據庫中車輛信息數據（例如車輛管理中心數據庫中的車輛信息數據）等。大數據服務平臺單元通過自身學習功能，對數據進行分類匯總，并建立模型進行分析，經分析判斷后得到車輛信息、車流量信息、行駛線路信息等。

2 高速公路收費系統智能化優勢

大數據服務平臺單元能夠提供完整的車輛信息，以大數據服務平臺單元車牌信息為依托，通過車道圖像傳感器采集到車輛信息，就可以快速查詢到完整的車輛信息，車道程序就可以根據車輛信息以及通行卡記錄的行駛線路等信息自動計算出收費金額，實現出口收費車道非現金自助繳費;同時，簡化人工車道手動輸入車型、車牌等信息的工作流程，對預防違規操作提供查證依據（如更改車型），為無人值守發卡機的控制程序獲得更加可靠的車輛信息;對異常車輛、ETC大車小標車輛駛入高速公路進行自動報警或在收費站出口進行自動攔截;實現大數據服務平臺單元后臺對一體化智慧亭單元異常流水數據的高效稽核功能。大數據服務平臺單元能夠提供實時和歷史車流量數據，為高速公路運營者對車輛調度與管理提供精準的車流數據，減少高速公路擁堵情況。

3 高速公路收費系統數據研究

3.1收費系統交通數據采集

在我國，現階段高速公路大都是封閉式收費的，但也有少部分是開放性的免費高速公路。開放式收費系統就是在高速路口有一個收費站，通過統一的價格進行收費;封閉式的收費系統就是在出入口設置收費站，通過車輛的車型以及從哪里到哪里的行駛路程進行收費。本文主要研究分析的就是封閉式的收費系統。為了能夠滿足收費系統的相關需求，收費系統需要能夠采集收費數據、出入以及路徑數據、車輛以及載運數據這三大類。因為我國現在正處于互聯網發展的過程中，在互聯網的收費系統當中，路徑數據就顯得尤為重要，但是載運的數據沒有得到充分的重視。因為收費系統是通過對每個車輛進行統計，并且采集的都是原始的數據，也是交通信息原始數據。

3.2 收費系統交通信息種類

高速公路收費系統通常采集到的信息有車輛的流量、行程速度、行程時間、動態OD、擁擠程度、相關事件、運營特征以及需求管理。其中，出入口的流量和行程速度、行程時間和運營的特征信息能夠直接進行統計計算，而其他的相關信息需要通過進行間接推斷。流量以

及車型是一般的普通信息，獲取起來比較方便，這些信息能夠在高速公路的管理和評價中得到應用，但是收費系統中的其他信息沒有得到相關的重視。對于高速公路上的擁擠程度和發生的相關事件能夠通過多種方式獲得，收費系統就是其中獲得這兩項信息的一種方式。運營特征和需求管理的分析基本上都是通過收費系統中的其他數據信息進行推斷得出的數據信息。行程時間和動態OD是交通系統分析評價，交通管理控制，信息服務以及動態交通分配中的重要數據，這些數據在采集起來具有一定的難度。

3.3 行程時間信息的處理

3.3.1 異常數據的剔除

收費系統采集的行程時間是指車輛從進入高速路到出高速路所經歷的時間。因為本文研究的是在特定的情況下具有一定意義的交通特性，時間太短或者時間太長都是被認為異常數據。異常數據的來源包含了車輛信息不明確，在行駛的過程中有所停留等。在高速公路的運行期間，需要考慮到不同極端情況的發生，并且對行程時間的數據進行異常剔除。但是如何剔除數量相對較多的一般性的異常數據，消除對正常行程時間分布特性的影響，是現階段廣受關注的問題。

3.3.2 動態OD 信息處理

完整的OD 信息主要包含了OD 流量、方向以及路徑、可達性。收費系統的相關數據完全能夠滿足實時性的需要，并且高速公路OD 直接反映了收費站之間的OD，間接反映了區域之間的OD 信息。為了能夠滿足管理以及出行服務對OD 信息的需求，所以對OD 信息的處理進行進一步探討。關鍵OD 對可分為路網級OD 對和站點級關鍵OD 對兩個層次。確定關鍵OD 對不是很難的事情，在規劃的工程中高速公路網形成以后，關鍵OD 對就非常的重要。

4 結束語

隨著互聯網技術的不斷發展，大數據技術應用到高速公路收費管理系統中已是大勢所趨。高速公路收費信息數據具有處理速度快、價值密度低、數據類型多、數據規模大等特點。大數據技術中的數據挖掘、數據預處理等都可以進行通行費的預測，能夠預測高速公路中車輛的各種信息，保證收費的準確合理。

參考文獻

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