基于手机与流量数据的高速公路收费口流量预警支撑系统研究与实现
时间：2021-05-11 08:02:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：文章将基于手机大数据生成的实时车速数据和实时收费站入口数据进行融合，通过专有模型实现收费口与瓶颈拥堵路段的关联，实时监测收费口流量，当收费口流量超过瓶颈路段流量阈值时，实时发布收费口流量预警信息，包括瓶颈路段流量预测信息、瓶颈路段预计发生拥堵时间等信息，及时疏导收费口车流，避免交通拥堵的发生。
关键词：手机大数据；收费口流量预警；高速路网；智能交通系统
中图分类号：U491.116 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）20-0001-04
Abstract： In this paper， the real-time speed data generated by mobile phone big data and the real-time toll station entrance data are fused to realize the connection between the toll port and the bottleneck section through the proprietary model， and the real-time monitoring of the toll port flow is carried out. When the flow of toll port exceeds the threshold of flow of bottleneck section， the warning information of traffic flow of toll port is issued in real time， including traffic forecast information of bottleneck section and forecast time of congestion in bottleneck section， so that traffic flow of toll port can be dredged in time and traffic jams can be avoided.
Keywords： mobile phone big data； toll port traffic warning； freeway network； intelligent transportation system
引言
随着当今移动互联网及智能手机终端的普及与技术发展，手机拥有率和使用率已经达到相当高的比例，手机移动网络也基本实现了城市空间区域的全覆盖。利用手机大数据采集高速公路全路网的实时交通信息已经成为欧美发达国家及中国交通部认可的国家级路网运行监测的有效途径。2013年国庆前，浙江省交通运输厅建设了全国第一个省级高速公路路网的手机交通信息采集系统，在全国范围率先实现了利用手机大数据对高速公路路网的运行监测。截至2017年12月份为止，浙江省交通运输厅利用通讯运营商的手机大数据，已覆盖了14條高速公路（双向总里程4200公里）实时交通状态信息的采集、处理、监测等工作，并在实际运行中取得了良好的效果。
目前浙江省交通运输厅除了拥有基于手机大数据的高速公路交通信息，还拥有其他类型的交通大数据，例如收费站数据、交调站数据和视频数据。这些数据虽然能够实时反映高速公路的运行情况，但是对交通管理部门而言依然缺乏瓶颈路段的交通流量预警信息，无法及时疏导车流，避免交通拥堵的发生。
本文将手机大数据生成的实时车速数据和实时收费站数据进行融合，建设一套“基于手机与流量数据的高速公路收费口流量预警支撑系统”，实时监测收费口流量，当收费口流量超过瓶颈拥堵路段流量阈值时，实时发布收费口流量预警信息，包括瓶颈路段流量预测信息、瓶颈路段预计发生拥堵时间等信息，提前预测浙江省高速公路瓶颈路段的拥堵态势，为交通管理部门制定收费站入口限流措施，发布车流疏导信息提供数据支撑。
1 系统设计研究
1.1系统总体设计（如图1）
基于手机与流量数据的高速公路收费口流量预警支撑系统主要包括3个实时分析子系统和1个历史训练子系统：
（1）数据接入子系统；实时接入基于手机的车速数据和收费站数据。
（2）数据质量评估子系统：对实时接入的手机车速数据和收费站数据进行质量评估，筛选出合格的数据进行拥堵预测预警处理。
（3）收费口流量预警处理子系统：构建收费口与瓶颈路段流量预警模型，实现收费口与瓶颈路段的关联，实时监测收费口流量，当流量超出瓶颈路段流量阈值时，发布收费口流量预警信息。
（4）参数训练子系统；利用历史手机大数据和历史收费站数据对模型参数进行定期训练，参数定期更新后再次接入收费口流量预警处理子系统。
1.2 系统功能设计（如图2）
1.2.1 数据接入子系统
实时接入基于手机大数据获取的高速公路车速数据和高速公路收费数据，完成各系统之间数据的传输及交换，实现各系统间横向的信息共享。
系统功能：数据汇聚。具体功能分析：
（1）数据汇聚客户端根据传输协议读取接入数据。
（2）数据汇聚客户端把读取的数据根据内部传输协议传输到汇聚接收服务器。
（3）汇聚接收服务器接收到数据后发消息通知。
（4）数据接收客户端接收完数据后以文件形式保存。
1.2.2 数据质量评估子系统
数据质量评估子系统对实时采集的手机车速数据与收费站流量数据根据质量各项指标进行数据质量评估，检验数据的时空覆盖范围以及有效性和可靠度，过滤掉错误数据，最终筛选出合格的数据进行拥堵预测预警处理。
