孫蘭軍
(山東省交通運(yùn)輸廳 數(shù)據(jù)應(yīng)用和收費(fèi)結(jié)算中心,山東 濟(jì)南 250002)
公路出行是我國民眾出行的主要方式之一,也是人們最喜歡的出行方式,出行距離在200 km以內(nèi)和800 km以上利用公路出行的比例最高,分別為33.5%和30.1%。數(shù)據(jù)證明,公路交通運(yùn)輸在國家經(jīng)濟(jì)中起重要作用,高速公路作為公路運(yùn)輸中的交通骨干網(wǎng)絡(luò),預(yù)計2020年末,高速公路建成里程將達(dá)到15萬公里。
大數(shù)據(jù)是世界范圍內(nèi)被廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域,其強(qiáng)大的顛覆性將會深刻改變?nèi)祟惿鐣纳a(chǎn)生活,通過大數(shù)據(jù)技術(shù)與分析方法挖掘高速大數(shù)據(jù)背后的聯(lián)系與規(guī)律,能夠?yàn)橄嚓P(guān)職能部門的管理決策提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持,加快推進(jìn)智能交通的落地。
高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中就蘊(yùn)藏了大量高價值數(shù)據(jù),是交通大數(shù)據(jù)中的重要的、核心的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。特別是2019年底,全國高速公路取消省界收費(fèi)站工程的實(shí)施,高速公路收費(fèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)更加多樣化,數(shù)據(jù)量是原先的10倍以上。此外,隨著ETC拓展應(yīng)用的開展,ETC無感停車?yán)U費(fèi)、ETC加油等應(yīng)用的開展,ETC系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)更加多樣,此類信息是交通大數(shù)據(jù)分析的重要數(shù)據(jù)來源。
目前,山東省大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)起步晚,高速公路大數(shù)據(jù)建設(shè)相對滯后,存在部分不足:(1)重視程度不足、投入不足,尚未將大數(shù)據(jù)分析作為管理決策和路網(wǎng)運(yùn)營的主要手段和工具。(2)數(shù)據(jù)采集不足,數(shù)據(jù)單一。目前僅采集了收費(fèi)相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),大量數(shù)據(jù)未采集和利用。(3)數(shù)據(jù)共享壁壘多,不能跨部門、跨行業(yè)數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析少,政務(wù)協(xié)作還不順暢。(4)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,無數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系,數(shù)據(jù)交換和共享方式無統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一接口、安全控制手段和管理制度。(5)數(shù)據(jù)分析和挖掘力度不夠、數(shù)據(jù)展現(xiàn)能力弱、運(yùn)營和管理可視化弱。(6)數(shù)據(jù)應(yīng)用創(chuàng)新少,數(shù)據(jù)支撐能力不足。
山東省高速公路大數(shù)據(jù)建設(shè)中應(yīng)當(dāng)充分總結(jié)外部成功經(jīng)驗(yàn)和吸取外部教訓(xùn),建設(shè)高質(zhì)量的大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用系統(tǒng),有效支撐交通運(yùn)輸管理的決策和運(yùn)營、交通強(qiáng)省戰(zhàn)略的實(shí)施和落地。大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用創(chuàng)新平臺頂層設(shè)計見圖1。
2.1.1 制定標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)范
制定全省行業(yè)內(nèi)統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)格式,形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。
制定全省行業(yè)內(nèi)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享制度、規(guī)范、接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、交換的統(tǒng)一接口、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和安全可控。
2.1.2 安全、高效的數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)只有大規(guī)模、實(shí)時、多類型、高價值數(shù)據(jù)采集,才能保障大數(shù)據(jù)平臺有效性和高價值。
2.1.3 建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源平臺
數(shù)據(jù)資源平臺包括基礎(chǔ)、業(yè)務(wù)、歷史、分門別類的交通主題數(shù)據(jù),共享和交換的數(shù)據(jù)。建立安全、統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、高效的數(shù)據(jù)資源平臺,實(shí)現(xiàn)公共數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享。
2.1.4 建設(shè)穩(wěn)定、高效的大數(shù)據(jù)計算平臺
平臺包括數(shù)據(jù)采集、清洗、存儲、分析,進(jìn)行實(shí)時和離線數(shù)據(jù)計算,建設(shè)成為開放平臺,向各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)開放,為交通運(yùn)輸行業(yè)提供有力支撐。
2.1.5 建設(shè)全面的數(shù)據(jù)分析平臺
(1)建設(shè)全面的數(shù)據(jù)分析模型,包括高速公路收費(fèi)、運(yùn)營、管理相關(guān)模型,高速遷徙、高速交通仿真、車輛信用、特情分析等模型。(2)建立統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)GIS平臺,有效支撐省廳相關(guān)GIS展示服務(wù)、數(shù)據(jù)地圖可視化,并具備為運(yùn)營單位、其他業(yè)務(wù)單位提供云GIS服務(wù)的能力。(3)建立圖形特征識別平臺,提供車牌識別、車輛行駛特性提取功能,從海量圖像數(shù)據(jù)中提出高價值的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),有效支撐執(zhí)法、稽查對車輛和行駛特征提取的要求,并具備為運(yùn)營單位、其他業(yè)務(wù)單位提供云服務(wù)的能力。
2.1.6 大數(shù)據(jù)分析平臺業(yè)務(wù)創(chuàng)新應(yīng)用
(1)建設(shè)商業(yè)智能分析、大數(shù)據(jù)綜合分析和業(yè)務(wù)創(chuàng)新應(yīng)用平臺。商業(yè)智能分析包括大數(shù)據(jù)展示,完成數(shù)據(jù)價值的呈現(xiàn)。為高速公路綜合收費(fèi)、運(yùn)營分析、高速遷徙、運(yùn)營車輛分析、特征車輛分析、節(jié)能減排等,能夠提供支撐管理決策。(2)為數(shù)據(jù)科學(xué)家、數(shù)據(jù)工程師、維護(hù)人員提供數(shù)據(jù)分析接口,對大數(shù)據(jù)進(jìn)行探索和挖掘;提供交通行業(yè)的關(guān)聯(lián)分析、交通仿真、大數(shù)據(jù)報告和特情分析等功能。(3)業(yè)務(wù)創(chuàng)新孵化。針對ETC拓展應(yīng)用、ETC客戶服務(wù)、高速公路服務(wù)區(qū)應(yīng)用、政務(wù)協(xié)同、政企協(xié)同、應(yīng)急協(xié)同、特情保障、數(shù)據(jù)變現(xiàn)、北斗導(dǎo)航和下一代高速公路收費(fèi)系統(tǒng)開展創(chuàng)新和孵化。
圖1 大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用創(chuàng)新平臺頂層設(shè)計
大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用平臺是一個長期、不斷完善、開放、有決策人員、業(yè)務(wù)人員和技術(shù)人員廣泛參與的系統(tǒng)建設(shè),能夠?yàn)轭I(lǐng)導(dǎo)輔助決策、企業(yè)降本增效、業(yè)務(wù)創(chuàng)新提供支撐平臺。
高速公路數(shù)據(jù)類型多樣,數(shù)據(jù)資源豐富,高速出行過程中產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。高速公路大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),不僅涉及收費(fèi)數(shù)據(jù),更要廣泛采集交通運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的各類數(shù)據(jù),跨業(yè)務(wù)、跨部門、跨行業(yè)對交通數(shù)據(jù)進(jìn)行廣度和深度采集。
3.1.1 高速公路收費(fèi)數(shù)據(jù)
高速公路收費(fèi)數(shù)據(jù)包括ETC發(fā)行、清分結(jié)算、門架通行、ETC充值、入口治超、部中心、跨省交易等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);包括高速公路通行、治超執(zhí)法檢查、服務(wù)區(qū)進(jìn)出站等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。
3.1.2 ETC拓展應(yīng)用數(shù)據(jù)
ETC拓展應(yīng)用逐步開展,目前主要有ETC停車和ETC加油數(shù)據(jù)。
3.1.3 交通運(yùn)輸行業(yè)數(shù)據(jù)
打通行業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)壁壘,采集兩客一危、綠通車、特種運(yùn)輸?shù)葼I運(yùn)車輛基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和GPS/北斗實(shí)時位置數(shù)據(jù),以及所有智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的業(yè)務(wù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。
3.1.4 車輛基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
廣泛采集車企、工信部發(fā)布的車輛、車型數(shù)據(jù),公安交警車輛、車主等數(shù)據(jù)。
3.1.5 互聯(lián)網(wǎng)公共數(shù)據(jù)采集通過互聯(lián)網(wǎng)獲取高速公路實(shí)時路況、實(shí)時氣象數(shù)據(jù),通過各地公安違章查詢接口,獲取車輛違章等數(shù)據(jù)。
3.1.6 應(yīng)用軟件運(yùn)行日志采集
通過應(yīng)用軟件運(yùn)行過程中產(chǎn)生的大量業(yè)務(wù)日志獲取運(yùn)行情況及用戶訪問習(xí)慣數(shù)據(jù)。
3.2.1 數(shù)據(jù)資源平臺建設(shè)
采用HTAP數(shù)據(jù)庫技術(shù)和產(chǎn)品,建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源平臺。根據(jù)數(shù)據(jù)屬性分為不同類型數(shù)據(jù)庫,建立ODS數(shù)據(jù)庫、歷史庫、基礎(chǔ)信息庫、業(yè)務(wù)庫、交通主題庫和數(shù)據(jù)共享庫。
3.2.2 大數(shù)據(jù)計算平臺
采用開源、開放、主流的大數(shù)據(jù)計算技術(shù),完成大數(shù)據(jù)采集、清洗、存儲,對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時和離線計算。
平臺應(yīng)具備高性能計算力,對大數(shù)據(jù)進(jìn)行快速計算,縮短數(shù)據(jù)分析時間,保障各類應(yīng)用對時效性要求。
大數(shù)據(jù)平臺集成機(jī)器學(xué)習(xí),具備分布式機(jī)器學(xué)習(xí)能力,支撐高速公路收費(fèi)中車輛畫像、特情分析等應(yīng)用分析。
3.2.3 數(shù)據(jù)治理平臺
建設(shè)數(shù)據(jù)治理平臺,建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范數(shù)據(jù)體系,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)范管理,形成山東省交通行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。
3.2.4 數(shù)據(jù)支撐服務(wù)平臺
結(jié)合山東省實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)營、交通運(yùn)輸管理需要,建立不同主題的大數(shù)據(jù)分析模型。(1)多元軌跡還原分析模型。當(dāng)前高速公路收費(fèi)主要依賴OBU/CPC的通行記錄信息,還原車輛行駛軌跡。在大數(shù)據(jù)平臺中通過引入多元素多類型數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)還原行駛軌跡,參與還原路徑的數(shù)據(jù)包括:OBU/CPC通行標(biāo)識數(shù)據(jù)+圖像抓拍提出的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)+特殊車輛的定位數(shù)據(jù)+大數(shù)據(jù)路徑參考模型數(shù)據(jù)。(2)ETC出行特征分析模型。通過對ETC用戶出行行為使用分類、回歸、聚類等大數(shù)據(jù)算法進(jìn)行分析,從宏觀和微觀上分析ETC出行特征。(3)車輛畫像與車輛信用模型。通過對車輛通行軌跡、車輛違章、車輛信息、車輛信用等綜合數(shù)據(jù)分析,構(gòu)建車輛全面、精準(zhǔn)、多維車輛畫像體系。對車輛信用進(jìn)行多維評級,建立車輛在本省的通行信用信息。(4)遷徙分析模型。通過ETC/CPC通行記錄數(shù)據(jù)和車輛定位數(shù)據(jù),建立車流遷徙態(tài)勢感知平臺,分析城市車流遷徙趨勢、區(qū)縣級行政區(qū)車流來源地、以及區(qū)縣級行政區(qū)的熱門車流遷入道路;分析各個城市之間往來關(guān)系,輔助政府及交通管理部門對交通進(jìn)行研判和決策,輔助分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。(5)OD分析與擁堵分析模型。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行OD分析。進(jìn)行貨流OD、客運(yùn)OD等分析,為交通管理、交通規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)評價等相關(guān)人員提供更科學(xué)、更可靠的計算方法,為公眾提供更有價值的交通信息。(6)運(yùn)行支撐分析模型。重點(diǎn)對門架天線、攝像頭、PSAM等關(guān)鍵設(shè)施建立分析模型。建立全省CPC卡流通模型,輔助現(xiàn)有的CPC卡調(diào)撥,并對卡丟失、卡損壞等、補(bǔ)卡繳費(fèi)等事件進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析模型。(7)特情分析模型。針對突發(fā)事件、重大活動保障活動建立專題分析模型,輔助領(lǐng)導(dǎo)決策。重點(diǎn)對綠通車、在途卡、超時車、臨界車型、異常收費(fèi)金額、異常行駛路線、異常進(jìn)出站行為、異常天線標(biāo)識、異常圖像抓拍、異常CPC卡丟失等進(jìn)行分析。通過相關(guān)數(shù)據(jù)分析模型,自動輸出相關(guān)異常行為后由人工審核,輔助收費(fèi)和追繳偷逃費(fèi)。(8)交通仿真數(shù)據(jù)分析模型。為交通仿真提供數(shù)據(jù)模型支持。
3.2.5 共享交換平臺
(1)大數(shù)據(jù)GIS平臺。建立全省高速公路大數(shù)據(jù)GIS平臺,為省廳大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用平臺提供GIS展示服務(wù)、數(shù)據(jù)地圖可視化服務(wù),構(gòu)建全省高速公路“一張圖”。(2)圖像識別平臺。2019年底全國取消省界收費(fèi)站后,全路網(wǎng)建設(shè)了大量的高清攝像頭,系統(tǒng)中存儲大量圖像數(shù)據(jù),為更好挖掘數(shù)據(jù)資源,采用AI技術(shù),建立統(tǒng)一的車輛特征識別平臺,對輸入抓拍圖片分析車輛的車牌、品牌、車款、類型、顏色、特征,提出為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),支撐收費(fèi)稽核等業(yè)務(wù)開展。行駛證中的車輛識別號碼(VIN)中存儲了大量車輛特征,通過該特征開展輔助收費(fèi)和相關(guān)業(yè)務(wù)。
依托大數(shù)據(jù)分析平臺,整合山東省高速公路管理、運(yùn)營單位、科研院校、車企、運(yùn)輸企業(yè)和應(yīng)用創(chuàng)新企業(yè),開發(fā)智慧交通、智慧協(xié)同、數(shù)據(jù)變現(xiàn)和下一代技術(shù)應(yīng)用研發(fā),助力交通強(qiáng)省戰(zhàn)略。
3.3.1 ETC拓展應(yīng)用
以大數(shù)據(jù)為支撐,把握1 800萬ETC用戶優(yōu)勢,探索“ETC虛擬交易”應(yīng)用,大力拓展ETC停車、加油、ETC綁定消費(fèi)、ETC綁定繳費(fèi)、ETC消費(fèi)積分活動、ETC自駕游、ETC車險、ETC紅包等應(yīng)用,借助互聯(lián)網(wǎng)+ETC,讓OBU-ID作為新“ID”,讓ETC作為新支付方式。
3.3.2 ETC客服應(yīng)用
建立以客戶為中心的服務(wù)理念,全面提升服務(wù)質(zhì)量,提供電話、微信語音、直播、無線廣播等多種形式的客服支撐,服務(wù)車主,提升ETC用戶活躍度。
3.3.3 高速服務(wù)區(qū)應(yīng)用
以數(shù)據(jù)為支撐,互聯(lián)網(wǎng)+為手段,優(yōu)化高速服務(wù)區(qū)資源配置,加強(qiáng)全省高速公路服務(wù)區(qū)信息化服務(wù)能力,建設(shè)特色服務(wù)區(qū)。
3.3.4 協(xié)同應(yīng)用
開發(fā)與公安、應(yīng)急、旅游、氣象、住建等跨部門的協(xié)同應(yīng)用,提升政務(wù)協(xié)同能力。聯(lián)合車企、交通運(yùn)輸企業(yè),聯(lián)合開發(fā)智慧交通應(yīng)用。以大數(shù)據(jù)為支撐,為應(yīng)急事件處理開發(fā)相關(guān)應(yīng)用,提供應(yīng)急快速支撐能力。
3.3.5 重大活動、特情保障應(yīng)用
開發(fā)重大活動保障應(yīng)用和特情保障應(yīng)用,為領(lǐng)導(dǎo)決策提供支撐。
3.3.6 數(shù)據(jù)變現(xiàn)應(yīng)用
積極探索數(shù)據(jù)金礦,依法依規(guī)用數(shù)據(jù)變現(xiàn)。
3.3.7 北斗應(yīng)用創(chuàng)新交通運(yùn)輸行業(yè)是北斗系統(tǒng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域,全國大量道路營運(yùn)車輛、郵政和快遞運(yùn)輸車輛已經(jīng)安裝使用或兼容北斗系統(tǒng),基于大數(shù)據(jù)分析平臺和云GIS平臺,開發(fā)相關(guān)北斗創(chuàng)新應(yīng)用。
3.3.8 下一代高速收費(fèi)系統(tǒng)
依托數(shù)據(jù)平臺支撐,探索符合山東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高速公路收費(fèi)模式,積極探索差異化收費(fèi)、ETC優(yōu)惠政策、自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)時代的高速公路收費(fèi)模式,開發(fā)下一代高速公路收費(fèi)的模擬測試應(yīng)用。
山東省高速公路大數(shù)據(jù)建設(shè)必須立足實(shí)際、不盲目追隨,做好頂層設(shè)計和規(guī)劃,將大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用平臺建設(shè)成為支撐業(yè)務(wù)發(fā)展、業(yè)務(wù)創(chuàng)新的決策服務(wù)平臺。