廣東省高速公路聯網數據的可視化研究

楊鵬　程坤　郭雨潔

摘 要：高速公路網絡作為地區間高效快速的聯系形式，隨著信息技術進步，實現了網絡和數據互聯，為高速公路聯網收費大數據視角下探究交通流動提供了有效的數據支撐。利用Tableau為大數據分析以及可視化提供技術支持，以廣東省高速公路2016年至2018年收費站間出發地—目的地（O-D）數據為支撐，探究區域交通流動特征。

關鍵詞：高速公路;聯網收費;大數據;可視化

0 引言

隨著我國高速公路的快速發展，聯網收費系統已經日趨成熟。高速公路聯網收費數據實現對進出車輛的相關信息進行不間斷、實時、連續的觀測、記錄和存儲，從而通過聯網收費系統獲取的大量交通數據，為從高速公路流量視角探討區域交通流動提供了有效的數據支撐。廣東高速公路正式實現“一張網”聯網收費以來，積累了海量的收費站間出發地—目的地（O-D）數據，這些運行數據是地區發展、區域間聯系最真實的直觀反映。

高速公路每時每刻都將產生巨量且類型多樣的運營數據，包含空間數據、出入口流量數據和收費數據、卡口數據以及高速公路運行狀況數據等。數據量龐大并不是目前大數據的主要難點，真正的挑戰在于數據類型的多樣性、不確定性以及對數據處理的即時性的要求[1]。目前，用傳統技術難以在合理時間內管理、處理和分析，因而無法得到數據包含的全部有價值信息，對于發掘、利用交通大數據自身的價值，是重點和方向[2]。

本文利用大數據可視化手段，以時間和空間為切入點，對廣東省高速公路路網聯網數據進行不同粒度時空分析，利用Tableau可視分析數據智能工具對數據分析進行可視化展示。可視化作為一種統計學工具特別是伴隨大數據分析而崛起的技術分支，用于創建一條快速認識數據集的捷徑，正逐步成為一種令人信服的表現與溝通手段[3]。

1 數據準采集

高速公路聯網收費數據分為靜態數據和動態數據，靜態數據一般指長期不會變動的數據表，如區域編碼表、站編碼表、廣場編碼表、車道編碼表、費率表等。動態數據指變化較為頻繁的表，如出口流水表、入口流水表、卡動態表及一些統計表等[4]。

2 數據處理

高速公路原始數據主要包含入口數據、出口數據、路徑數據、車輛數據、收費數據、管理數據和冗余數據。在選用的關鍵數據中，除了可以直接看到的顯示數據外，這些數據還隱含了一些其他數據內容。配合適當的方法以及相關數據，可以提取出這些隱含內容，主要包括：路段數據、地點數據、車型數據、超限數據、日期時間數據[4]。

基于2016年至2018年一、二月份廣東省高速公路聯網運行數據，提煉并對所需要的數據進行預處理。

2.1 數據過濾

收費數據中不僅包括進行數據應用處理所需要的各種數據，還包括了不需要的其他數據：收費數據、管理數據和冗余數據，因此需要對數據進行過濾。

2.2 數據處理

在進行數據預處理時，需注意進行預處理的數據之間的先后關系。有部分數據屬于獨立數據，例如：當量交通量，不論先處理或者后處理均無關系。也有一部分數據是屬于依賴關系的數據，例如：地市級OD交通量，必須按照特定的先后順序處理，才能保證得到正確的處理結果[5]。

（1）創建字段。高速公路聯網收費數據的可視化是在時空維度的展示，因此，利用收費站作為車輛在網絡中運行的標識，將站點信息按照行政區域采用四級編碼，有助于地市級或區域交通量聚類分析。高速公路收費站如表1所示。

（2）創建計算字段。按照高速公路車型劃分利用當數量創建計算字段，在此基礎上利用Tableau進行聚合分析，計算字段可按照公路工程技術標準有關要求設定。

INT（If [車型]=1 Then [車流量]*1

ELSEIF [車型]=2 Then [車流量]*1

ELSEIF [車型]=3 Then [車流量]*1.5

ELSEIF [車型]=4 Then [車流量]*2.5

ELSEIF [車型]=5 Then [車流量]*4

END）

3 聯網收費數據可視化分析與應用

3.1 區域交通量分析

將廣東省高速公路聯網收費數據按照珠三角、粵西、粵東、粵北聚合分析，區域間高速出行總量呈兩極分化，珠三角地區高速出行量（O-D一端或全部在珠三角地區）占全省高速出行總量的80%以上，2018年珠三角、粵西、粵東、粵北高速出行總量分別為84.3%、3.8%，3.9%和8.0%，說明珠三角地區為主要交通發生源。

3.2 地市級交通量排名分析

廣東省區域交通出行需求不均衡，但地市級出行需求穩定的特點。聚焦地市級交通出行需求，珠三角核心城市廣州、深圳、佛山和東莞高速出行量占據前列。珠海市雖是廣東省面積最小的城市，但以特殊的地理位置和優越的旅游資源，高速出行總量仍超過粵東西北地區各市，這反映出社會發展水平、經濟規模和資源稟賦是選擇高速出行的重要因素。

3.3 區域出行需求分析

珠三角城市內部存在很強的交通聯系，其中廣州-東莞-深圳為主要交通走廊，日均流量達到103萬當量數。此外，廣東市、深圳市以及東莞市內部的高速出行量級巨大，分別為4.1億、5億、0.8億，分別占出行量的65.1%、77.5%和38.8%。此外廣佛也是主要高速走廊。

3.4 高速公路網絡發展趨勢

珠三角地區高速公路發達，其中水官高速、廣深高速、機場高速是最“繁忙”的高速公路。回顧廣東省公路發展歷程，首先是實現珠三角地區城市間的互聯和融合，隨著珠三角經濟向外輻射，高速公路網絡同步向粵東西北延伸，高速公路網絡發展可以反映出區域經濟外溢和城市群融合的歷程。

4 結論與展望

本文利用廣東省高速公路聯網收費數據進行可視化研究，可以看出廣東省高速公路出行需求分布存在一定的不均衡性，同時，核心城市間交通走廊效應十分明顯，但對城市發生水平與交通出行需求間的內在聯系未進行定性分析，因此，在未來結合經濟發展、路段阻抗等因素，對區域間交通聯系強度進行多維分析，為高速公路需求管理提供多種技術手段。

參考文獻：

[1]李潔.大數據發展趨勢[J].電子技術與軟件工程，2017

（22）：178-180.

[2]顧承華.交通大數據關鍵技術研究[J].交通與運輸，2015（2）：49-53.

[3]李偉，周峰，朱煒，等.軌道交通網絡客流大數據可視化研究[J].中國鐵路，2015（2）：94-98.

[4]曹峰.高速公路聯網收費數據的分析與應用[R].第十屆中國高速公路信息化管理及技術研討會，2008.

[5]朱勇.淺談高速公路收費數據的處理方法[J].路橋管理，2012（2）：20.