联网收费高速公路大数据分析与应用_20160911.doc

大数据在联网收费高速公路中的应用

一引言
近年来，山东省高速公路的建设与发展取得了突出成就。目前高速公路联网收费里程已达5465公里，截至2016年8月底，全省高速公路网建成收费站391个，鲁通卡268.8万张，OBU189.9万个,日均入出口车流量220万车次。“五纵连四横、一环绕山东”的高等级公路网主框架基本形成，省会与各市之间实现高速直达，全省“半日生活圈”的宏伟蓝图已经实现。
山东省高速公路建设已经不再是经济社会发展的瓶颈制约，交通中心工作由强调基础设施建设向强调基础设施建设与公共管理并重转移。随着高速公路路网规模和复杂程度逐步扩大，如何加强管理，提高高速公路运行质量和服务水平，最大限度发挥高速公路运行的经济、社会效益，已成为交通主管部门面临的严峻课题。要提升高速路网的管理水平，建立交通应急预案，保障路网畅通，方便用户安全便捷出行，需要对高速公路收费大数据进行挖掘分析，量化分析道路管理者、高速公路用户和高速公路设施之间的关系，找出三者之间规律，为管理提供决策支持。
随着我国经济的进一步发展，以高速公路为主体的高等级路网规模不断扩大，区域间的旅客出行需求不断增大，货物流动更加频繁，公众出行目标日益多元化，安全、快捷、经济、舒适和个性化的出行需求变得越来越迫切，需要高速公路交通行业为出行者提供范围更广、质量更高、内容更丰富、区域集成的动态交通情况信息服务。为达到这一目的，需要对高速公路收费大数据进行深度分析，为公众出行提供高速路网动态路况信息。
目前，高速公路联网收费信息系统中积累了海量的交通量信息，通过构建数据分析应用体系，理清数据分析应用的思路，采用科学有效的数据分析处理方法，对收费大数据进行深度挖掘分析，得到的数据分析结果为领导决策提供数据支撑，为高速公路日常运营管理提供数据依据，为公众出行提供路网实时路况信息。
二高速公路收费大数据资源分析
高速公路联网收费信息系统除了完成收费功能外，还具有先进的交通信息采集功能，收费信息系统通过专用通信网络实时把进出收费站的每一辆车的属性信息传递到结算中心，形成高速路网交通信息数据库，数据库中的收费大数据是高速公路管理的宝贵资源，在这些收费大数据中包含了很多信息，比如车流量状况、车流量比例状况、轴重状况、路段车流量分布情况、各收费站进出车流量情况等，高速公路收费信息系统中保存的每条原始数据字段很多，根据数据分析应用的需要，从收费原始数据中提取其中的10个字段，这10个字段包括车流量的出入口站点、出入口时间、车型、轴重、轴数、行驶里程、收费额、超限率，根据这些数据，通过交通流分配模型，可以得到实时的、准确的交通流量、行驶时间、行驶车速、OD交通量、拥挤度、交通事件以及运营特征等方面的交通信息，从而可以进行交通量、路段断面交通量、运输量、超限超载和路网运行状态等方面的分析。
三高速公路收费大数据分析应用体系构建
高速公路收费结算数据分析指标体系围绕决策支持、运营管理和公众服务三个应用目标进行构建，路网宏观分析应用指标主要为领导宏观决策提供支撑，在应用上侧重于决策管理、行业管理、科研设计等方面；微观分析应用指标反映道路运行状态和运行质量为主，提供路网中各路段的服务水平，主要为路网监控、应急处置、公众出行信息服务提供信息支撑。
（一）高速公路收费大数据分析指标总体框架
根据高速公路收费大数据分析需求，数据分析指标总体框架如图1所示：

图1高速公路收费大数据分析应用指标总体框架
（二）高速公路收费大数据分析应用指标细化
根据高速公路收费大数据应用分析指标总体框架，结合实际情况，对各种分析应用指标进行细化，具体情况如表3所示：
表1高速公路收费大数据分析应用指标体系
应用范围一级指标二级指标三级指标决策支持道路特征路网密度路网连通度路网容量交通特征时间分布特征年、月、周、日、时交通量月变系数日变系数12H、16H交通量系数空间分布特征路网空间交通量分布图路段断面交通量车型分布特征客车分布比例货车分布比例总交通量分布比例当量交通量折算方向分布特征方向分布系数运输量特征客运量客运周转量货运量货运周转量路段断面承运量车货总重分布轴次分布轴载谱分布特征中轴轴重分布后轴轴重分布路网运营特征道路实时路况畅通、基本畅通、拥挤、阻塞路段平均行驶时间路段平均行驶速度超限车辆分布特征超限车辆车型分布比例车型车辆地域分布比例通行费稽查偷逃漏费分布比例路网经济效益通行费收入情况各业主通行费收入通行费拆帐情况路段每公路拆帐收入道路养护特征道路养护计划运营管理路段道路特征路段基础数据路段交通特征时间分布特征年、月、周、日、小时交通量空间分布特征路段断面交通量道路运行质量指数路网服务水平一、二、三、四级服务水平路政信息特征通行费稽查内部稽查班长卡使用情况外部稽查车辆黑名单通行