解析高速公路收費(fèi)站數(shù)據(jù)的交通流量多維分析技術(shù)

何方舟

廣西交通投資集團(tuán)計(jì)算中心有限責(zé)任公司 廣西 南寧530022

引言

高速公路交通流量是高速公路管理過程中最基本的參數(shù)之一,同時(shí)也是對我國高速公路交通狀態(tài)展開分析的重要依據(jù),不論是開展公路規(guī)劃還是公路養(yǎng)護(hù)管理都需要對高速公路交通流量展開調(diào)查。因此有必要結(jié)合實(shí)際情況建立高速公路網(wǎng)交通流量的數(shù)據(jù)庫,從而為公路管理、規(guī)劃制定等環(huán)節(jié)提供充足的數(shù)據(jù)支持。

一、高速公路收費(fèi)站數(shù)據(jù)交通流量多維分析設(shè)計(jì)

(一)經(jīng)濟(jì)性。其中的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在充分借助高速公路現(xiàn)有的條件與設(shè)備與之前的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的改造與升級,有效在設(shè)備投入減少的情況提供完善的數(shù)據(jù)分析效果。

(二)技術(shù)合理性。采集交通流量數(shù)據(jù)的完整性與準(zhǔn)確性將對最后的分析結(jié)果產(chǎn)生直接的影響,因此應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注高速公路隨意斷面隨意時(shí)間交通流量的估算過程,顯著提升相關(guān)算法的準(zhǔn)確性。本文提出的基于聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)估算交通流量的方法可以直接對系統(tǒng)性能與分析結(jié)果加以評價(jià),從而以此為基礎(chǔ)構(gòu)建出科學(xué)、完善的數(shù)據(jù)倉庫模型。

(三)可操作性。該設(shè)計(jì)方案的可操作性主要體現(xiàn)在通過定時(shí)觸發(fā)的方式在收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中抽取一定的交通流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,由后臺服務(wù)器負(fù)責(zé)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析處理工作,并將最終的成果發(fā)送給前臺程序。值得注意的是,定時(shí)處理的方式可以有效收集最新的數(shù)據(jù),同時(shí)顯著提升相關(guān)技術(shù)人員操作、維護(hù)的簡便程度。

(四)穩(wěn)定性。在開展整體技術(shù)框架設(shè)計(jì)的過程中,其可靠性與穩(wěn)定性是需要考慮的重要問題之一,因此在本方案當(dāng)中采用了微軟公司的SQL Server 2008以及Analysis Service,大大提升了整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性,一旦出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行異常將會在第一時(shí)間以日志的形式進(jìn)行記錄,并提醒系統(tǒng)管理人員進(jìn)行維護(hù)。

二、高速公路收費(fèi)站數(shù)據(jù)交通流量多維分析方案的提出

結(jié)合以上的設(shè)計(jì)思想與當(dāng)前具備的硬件條件,可以進(jìn)一步提出高速公路交通流量多維分析系統(tǒng)的具體運(yùn)行方案,該系統(tǒng)由多個部件構(gòu)成,其中主要包括聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)抽取轉(zhuǎn)換模塊、交通流量估算模塊、數(shù)據(jù)倉庫、OLAP服務(wù)器以及客戶端軟件等。

(一)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)模塊。該模塊主要以數(shù)據(jù)庫的形式對收費(fèi)站信息系統(tǒng)的收費(fèi)數(shù)據(jù)以及車輛、道路信息進(jìn)行收集,同時(shí)對高速公路管理部門日常事務(wù)的處理提供數(shù)據(jù)支持。

(二)數(shù)據(jù)抽取轉(zhuǎn)換模塊。通過內(nèi)部局域網(wǎng)對出入站數(shù)據(jù)、車型數(shù)據(jù)等開展交通流量規(guī)律多維分析所需的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取,并把抽取完成的數(shù)據(jù)集中于SQL Server數(shù)據(jù)倉庫,實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的與處理工作。

(三)交通流量估算模塊。交通流量估算模塊的主要工作是通過聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)對隨意斷面的交通流量加以估算,并將估算完成的結(jié)果放在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。

(四)數(shù)據(jù)倉庫。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)倉庫之后,需要完成對相關(guān)數(shù)據(jù)信息與視圖的格式化處理工作,生成新的數(shù)據(jù)之后加以儲存,并對交通流量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與更新[1]。

(五)OLAP服務(wù)器。OLAP服務(wù)器的主要工作是通過收費(fèi)站數(shù)據(jù)及其相關(guān)信息完成對交通流量多維數(shù)據(jù)集的創(chuàng)建與儲存,并有效完成后續(xù)的管理與維護(hù)工作。

(六)Pivot Table。交通流量多維數(shù)據(jù)集通過Pivot Table 進(jìn)行呈現(xiàn),同時(shí)實(shí)現(xiàn)對交通流量數(shù)據(jù)下鉆、上卷、旋轉(zhuǎn)等操作。與此同時(shí),針對多層次與多角度對交通流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,綁定Chart組之后對其內(nèi)部規(guī)律以圖表、曲線等形式展現(xiàn)出來。

(七)客戶端軟件。客戶端軟件主要包括數(shù)據(jù)透視表以及交通流量圖表兩種形式,通過OLAP立方體多維操作實(shí)現(xiàn)對高速公路交通流量規(guī)律的合理分析。

結(jié)合以上的運(yùn)行流程可以進(jìn)一步看出,數(shù)據(jù)抽取轉(zhuǎn)換程序?qū)儆诙〞r(shí)操作,在完成時(shí)間維表的更新之后,將高速公路收費(fèi)站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到SQL Server數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。針對新抽取的數(shù)據(jù)應(yīng)先通過交通流量估算模型進(jìn)行預(yù)處理,然后生成交通流量分析事實(shí)表,為充分保證數(shù)據(jù)的一致性,還要將數(shù)據(jù)立方體與共享維度共同更新。最后將更新完成的數(shù)據(jù)通過Pivot Table 和Chart控件加以展現(xiàn),從而實(shí)現(xiàn)相關(guān)圖表的多層次分析。

三、高速公路收費(fèi)站數(shù)據(jù)交通流量多維分析技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)

(一)斷面交通流量估算相關(guān)數(shù)據(jù)的抽取?？紤]到OLTP數(shù)據(jù)庫的特性,整體數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出孤立、分散的特點(diǎn),因此在實(shí)際處理的過程中將會給數(shù)據(jù)分析帶來難度,因此可以將數(shù)據(jù)集中于一個特定環(huán)境當(dāng)中。采用SQL Server數(shù)據(jù)庫可以定時(shí)將斷面交通流量估算所需要的數(shù)據(jù)加以估算,同時(shí)充分保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性,并且不會對收費(fèi)站數(shù)據(jù)庫的正常、穩(wěn)定運(yùn)行造成任何影響。

(二)數(shù)據(jù)模型的建立與更新。交通流量數(shù)據(jù)倉庫模型設(shè)計(jì)的合理性將會對多維數(shù)據(jù)分析效率產(chǎn)生直接的影響,同時(shí)也關(guān)系到其準(zhǔn)確性與擴(kuò)展性。與此同時(shí),應(yīng)不斷加強(qiáng)對數(shù)據(jù)倉庫更新技術(shù)的把控,從而最大限度地保證聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)與交通流量數(shù)據(jù)的一致性。

(三)OLAP多維數(shù)據(jù)立方體的設(shè)計(jì)。在交通流量多維數(shù)據(jù)集創(chuàng)建的過程中,數(shù)據(jù)分析結(jié)果取決于維層次關(guān)系的設(shè)計(jì),因此在進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)分析的時(shí)候,應(yīng)重點(diǎn)對OLAP多維數(shù)據(jù)集的設(shè)計(jì)加以把控[2]。另外,應(yīng)在第一時(shí)間對交通流量數(shù)據(jù)倉庫進(jìn)行更新,從而保證可以得到最新的分析結(jié)果,并對交通流量多維數(shù)開展同步更新,充分確保相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性與實(shí)時(shí)性。

結(jié)語

綜上所述,高速公路交通流量相關(guān)數(shù)據(jù)對高速公路的日常管理發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,而本文針對當(dāng)前的實(shí)際需求提出了一種流量數(shù)據(jù)的多維分析技術(shù),不僅可以顯著提升相關(guān)估算算法的有效性,還可以為高速公路流量分析提供數(shù)據(jù)支持。另外,還應(yīng)在此基礎(chǔ)上完成總體框架的構(gòu)建,為后續(xù)系統(tǒng)的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。