1 浅谈高速公路信息管理系统与交通数据分析 阎伟 闫法贞 提汝波 （中创软件工程股份有限公司） 摘 要：高速公路交通系统中数据分析是重要的基础性工作。它体现公路交通系统的业务情况以及车流构成、流量、流向等特征，可以为高速公路事业的规划、建设和管理提供科学依据。随着我国公路收费系统步入了计算机联网收费阶段，利用高速公路信息管理系统进行高速公路的交通数据分析成为重要手段。本文论述就山东高速公路信息化系统为基础如何进行高速公路交通数据分析进行描述。 关键词：联网收费，交通流量、数据分析
一、山东高速公路信息化系统建设状况 山东省高速公路建设一直在全国走在前列，1999年通车里程达1000公里、2002年通车里程达2000公里，2004年通车里程近3000公里。然而相对国内其他发展较快省份，高速公路信息化系统的建设在1999年之前相对落后。在山东省政府、山东省交通厅领导的高度重视下，于1999年开始建设山东省全省高速公路信息管理系统。 山东省高速公路信息管理系统从最初方案设计开始，就充分考虑整个系统的整体性和扩充性。将全省已建设的、正在建以及未来将要建设的高速公路全部纳入。并提出高速公路信息管理系统横向划分为网络系统、收费系统、监控系统三大系统，纵向划分为收费总中心、收费中心、收费分中心、收费站、收费车道五级结构。实施过程为建设一条、并入一条。确定的目标为实现全省高速公路联网收费和统一管理，做到路网内行驶一卡通和按路段合理结算。
山东省高速公路信息管理系统从2000年开始建设，截至2004年底已建成1个总中心、4个中心、37个分中心、147个收费站、1146个车道。2005年上半
总公司 分公司 管理处 收费总中心 收费中心 收费分中心 收费站 收费车道 监控总中心 监控中心 监控分中心 外场设备 通信总中心 通信中心 通信分中心 通信站 2
年，东青、滨新高速公路顺利并网，至此，全省高速公路联网里程已经达到2600余公里。
目前收费总中心实时处理并存储全省高速公路联网收费的发卡、收费明细数据，包括各种特殊车辆、异常情况明细、车道流水数据等。同时对通行费、车流量进行各种汇总统计，实现通行费的集中拆账。 随着高速公路管理水平的进一步提高，在目前收费总中心已实现海量数据集中处理存储的基础上，如何对收费数据进行进一步的管理、挖掘、分析也成为下一步研究课题。 在建设山东高速公路信息管理系统经验上，本文针对收费数据挖掘与分析，在基于数据仓库(DW)、数据挖掘(DM)和联机分析处理(OLAP)等信息技术，简要分析如何对高速公路中不同类型的数据进行采集、抽取、整合和转化，并按维度与层次对主题建立数据分析模型进行多维、深度分析，找寻隐藏在数据与数据之间的潜在关系，帮助管理者更清晰地认识高速公路整体运行情况，并提供精确数据以合理决策。
二、联网收费系统基础数据分析 在高速公路联网收费系统中，收费机构层次较多，数据类型复杂，因此对联网收费系统基础数据分析就成为数据统计与分析的基础。 以山东省高速公路联网收费系统为例，从数据流程、数据类型、业务种类等几方面进行分析如下：
1、数据处理流程 收费数据处理流程示意图如下： 3
收费车道发生发卡、收费原始业务，收费站管理基础收费业务；在收费站保存了最重要的原始记录数据，同时为保证数据上传时的信息安全性，真实性，采用了收费站在上送数据时分别将数据直接上传到收费总中心，收费分中心的数据传输方式，收费中心的数据由收费分中心汇总上传。 此种方式主要特点是收费站的收费数据在上传到的收费分中心及中心同时，也上传到收费总中心。这样保证收费总中心数据采集的实时性和完整性。
2、业务种类分析 高速公路业务种类分为发卡和收费业务量大类，发卡和收费业务分类主要体现在车型、车类的划分，简要划分如下： 车型分类 车类分类 一型车 二型货 二型客 三型货 三型客 四型车 五型车 六型车 普通车 军车 违章车 车队 公务车 月费车
如采用计重收费，又可分为正常车和超限车，超限车又按超限等级划分 等级一 0%-50% (不含30％，含50%) 超过部分按基本费率0.5倍征收 等级二 50%-100% （含100%） 超过部分按基本费率1.5倍征收 等级三 100%-200% （含200%） 超过部分按基本费率3倍征收 等级四 200% 以上 超过部分按基本费率5倍征收
3、数据类型分析 字典类 明细数据 基础汇总数据 车型编码 发卡明细 收费员上下班发卡/收费汇总
原始数据. 收费总中心 收费中心 收费分中心 收费站
中心统计数据 命令处理结果.
分中心统计数据 命令处理结果. 收费车道
调整时钟、调整费率、调 整黑名单、控制命令….
收费站原始数据， 命令处理结果.
调整时钟 调整费率
调整时钟 调整费率
收费站统计数据， 命令处理结果. 4
车类编码 收费明细 五分钟汇总 机构编码 特殊业务明细 小时汇总 业主编码 异常情况明细 日汇总 操作员编码 车流量汇总 运行参数 通行费汇总 配置参数
基础数据为各种明细业务数据，其包含的数据元素是进行数据分析的基础，以下列出发卡及收费业务明细的主要数据元素。 发卡明细数据 收费明细数据 计重数据 1 流水号 2 业务种类 3 事件种类 4 收费机构代码 5 特殊情况类型 6 发生时间 7 传输时间 8 车道代码 9 收费员代码 10 收费员班次 11 车辆类型 12 车辆种类 13 车牌号 14 卡种类 15 卡号 16 好卡流通量 17 坏卡流通量 18 线圈检测数 19 逻辑日期 1 流水号 2 特殊情况类型 3 业务种类 4 事件种类 5 收费机构代码 6 发生时间 7 传输时间 8 车道代码 9 收费员代码 10 收费员班次 11 卡种类 12 卡号 13 储值卡号 14 车辆种类 15 车辆类型 16 车牌号 17 折扣率 18 储值卡剩余金额 19 应收卡成本 20 （现金）应实收卡成本 21 （储值）应实收卡成本 22 应欠卡成本 23 应收通行费 24 （现金）应实收通行费 25 （储值）应实收通行费 26 应欠通行费 27 免收金额 28 （现金）补费金额 29 （储值）补费金额 30 发生好卡数 31 发生坏卡数 32 线圈检测数 33 打印票据数 34 逻辑日期 35 入口收费站代码 36 入口收费车道代码 37 入口收费员代码 38 入口车辆类型 39 入口车辆种类 40 入口车牌号 41 入口时间 1 总质量 2 计算限载重量 3 超限等级 4 超限率 5 修改前总重 6 修改前计算限载重量 7 修改前超限率 8 超限加收金额 9 轴组数量 10 轴组信息 11 修改轴组数量 12 修改轴组信息 5
4、数据分析的基本方法 在高速公路中，以基础的明细数据为基础，可以进行大量的数据统计与分析。 根据业务数据各关键数据元素的分类及关联对数据进行统计，例如关键数据元素可分类如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 业务发生机构 业务种类 车道 操作员 车型 车类 卡种类 时间 入点收费站 入口时间 特殊情况种类 车流量 通行费 拆分通行费 经过路段 超限等级 车辆质量 车牌号
以上各关键元素具体又可再具体划分，如 时间可以分为五分钟、小时、班次、日、月、季、年； 通行费可以分为应收、实收、现金、记账、卡成本； 业务发生机构分为收费站、收费分中心、收费中心、整个路网； …… 从以上数据相互组合，可进行统计的数据集合种类巨大。在信息系统中，把基础汇总内数据进行自动的统计，然后根据需要进行组合，就可以方便的获取特定情况下所需要的数据。
例如在山东联网收费系统中收费总中心日常统计的主要报表： 路网各级机构交通量日报(分车型/分车型) 路网各级机构通行费收入日报表 收费总中心通行费收入月/季/年报表(分收费站) 收费总中心特殊车辆处理次数日/月/年汇总表 收费总中心出口车道异常处理次数日/月/年汇总表 收费总中心小时交通量日报表(分车型/车类) 收费总中心日交通量月统计表(分车型/车类) 收费总中心月平均小时交通量统计表(分车型/车类) 收费总中心月交通量年统计表(分车型/车类) 收费总中心年平均小时交通量统计表(分车型/车类) 收费总中心周布平均交通量统计表(分车型/车类) 收费总中心交通量变化情况月统计表 路网各级机构月/年平均日交通量报表(分车型/分车型) 路网各级机构交通量月/年报(分车型/车类) 收费总中心日断面车流量报表 收费总中心各收费站日高峰小时交通量报表 收费总中心欠收通行费汇总表 收费总中心通行费收入同期比较表 收费总中心通行费年收入汇总表 收费总中心日/月/季/年拆帐结果表 收费总中心公务车月/年拆帐结果报表 收费总中心月票卡发行月报表 收费总中心票据领（印）、发放、结存表