公路数据

公路数据（共9篇）

公路数据 篇1

1 前言

到2007年底,盘锦地区已在辖区内国、省、县、乡四级公路上建立了38个间隙式观测站,观测里程728.382km,形成了全市交通量调查网络。观测手段有人工观测法和自动计测法,交调资料统计与分析全面微机化。就盘锦地区公路交通量特征值进行分析,使交通量调查档案资料得到更广泛、更方便的应用。

2 交通量增长速度

近几年来,随着经济的迅猛发展,公路客货运量及路线交通量也高速增长。从历年交通量调查资料分析,1991年到2000年,国道交通量由6358辆/昼夜增长到13338辆/昼夜,年均递增7 .7%,省道交通量由4836辆/昼夜增长到10779辆/昼夜,年均递增8.3%,县道交通量由2983辆/昼夜增长到4797辆/昼夜,年均递增4.9%,主要干线公路交通量增长率较大的观测站如:G305线田庄台大桥观测站、前进道班观测站、胡家道班观测站,S102线太平道口观测站,年均日混合交通量增长率分别为15.8、12.2、7.5、8.3%。四个站的年均日混合交通量增长趋势见图1。

综合分析国道305线交通量增长趋势可知,1991~1997年期间,305线年均日混合交通量的增幅为8.2%~16.4%,年均增长率为11.8%;汽车年均日交通量的增幅为7.8%~15.1%,增长率为12.8%;非机动车均呈上升趋势,但是上升幅度为0~10.7%。据此预测1995年交通量将突破1万辆(1997年实际交通量为11027 辆/ 昼夜)。鉴于此,从1997年开始按一级公路标准设计并修建了盘锦市国道305线螃蟹沟至甜水段,全长35.365km,1997年建成通车。

3 交通量构成分析

从交通量构成情况看,盘锦市的国省县道公路中,机动车和汽车所占比例逐年提高,非机动车所占比例逐年减少。1991年全市国道机动车交通量所占比例为88.8%,汽车交通量比例为79.3%,2000年上述比例分别上升为97.4%和93.1%;省道则由1991年的83.6%和72.1%上升为95.7%和86.1%;县道由1991年的76.2%和67.8%上升为90.4%和80.8%。

通过对近几年(2004~2007)国省县道观测站交调资料的分析,得到交通量构成大致为:国道汽车年平均日交通量占年平均日混合(折算值)交通量的91.5%~97.6%;拖拉机交通量占混合交通量的0.4%~6.6%;非机动车交通量占1.6%~5.1%。省道汽车年平均日交通量占年平均日混合(折算值)交通量的85.9%~91.1%;拖拉机交通量占混合交通量的6.3%~11.5%;非机动车交通量占2.3%~3.6%。县道汽车年平均日交通量占年平均日混合(折算值)交通量的87.2%~90.0%;拖拉机交通量占混合交通量的1.8%~4.9%;非机动车交通量占5%~9.7%。表1为2004~2007年G305线和S102线各观测站三大类交通量构成情况表。

从资料分析可知,在城市郊区和城镇附近的路段,拖拉机和非机动车的比例要大一些,而远离城镇的路段其拖拉机和非机动车的比例较小。

2004~2007年汽车交通量中各种车型交通量的构成大致如表2。

盘锦市是石油化工、无砂石城市,原油、砂石材料等载货物运量较大。因此,干线公路上的货车比例高,从汽车交通量分析结果可知,2004~2007年载货拖挂车和货车交通量分别占汽车交通量庄林线为52.7%,沈盘线为40%,小型客车所占比重逐渐增加,目前已经成为占比重最高的车型,分别为庄林线40%,沈盘线53.1%。

4 月均日交通量变化规律

由于多种因素的影响,在一年12个月内各月的交通量也各不相同,而且有一定的规律性,我们把这种规律性一般用月不均匀系数Ki来表示,其计算公式为:Ki=年均日交通量/月均日交通量,国道观测站的Ki见表3。

从历年各观测站交通量资料分析结果可知,3~11月各年的系数变化幅度不大,而12月~次年3月因受节假日时间变化的影响,各年的月系数差异较大。又由于受气候的影响,1~3月的月平均日交通量一般均小于年平均日交通量,其中二月份的交通量比夏季交通量平均低26%左右,而8~11月的月平均日交通量一般均大于年平均日交通量。

5 周均日交通量的变化规律

1周7d的交通量分布也不均匀,该特性用周不均匀系数Wi表示,公式为:Wi=周平均日交通量/观测日交通量,2007年G305线观测站资料的Wi值见表4。

从资料分析,以运送货物为主的G305线,其星期日的交通量明显低于周平均日交通量;星期一、六的交通量则略低于周平均日交通量;星期五交通量高于周平均日交通量。因此在进行交通量抽样调查或OD调查时应选星期二、三、四,以星期三、四为好。由于双休日的实行,连接旅游景点的路线其星期六和星期日的交通量一般高于其它日期的交通量。

6 年均日小时交通量分布规律

一日24h交通量分布呈“M”型,夜间交通量少,白天交通量大,而且上午、下午各出现一个高峰期。虽然由于地理环境不同,气候条件的差异,交通量大小各异等因素,导致各条路线小时交通量的分布曲线不尽相同,但分布曲线的形状和高峰出现的时间却基本相似,上午在10:00~11:00左右,下午在17:00~18:00左右,且高峰小时交通量占全天交通量的12.8%左右;晚间交通量少,交通流量在夜间(22:00~05:00)很低,货车和载货拖挂车占比重大,占夜间交通量的80%左右。图2为G305线三八道班观测站24h交通量变化表。

7 交通量夜间系数

将昼夜24h观测压缩为白昼12或16h观测,夜间12或8h,则根据积累的历史资料计算因变系数。

交通量夜间系数公式为:

K夜$=\frac{\text{X}{}_{1\text{夜}}+\text{X}{}_{2\text{夜}}+\cdots \cdots +\text{X}{}_{11\text{夜}}}{\text{X}{}_{1\text{昼}}+\text{X}{}_{2\text{昼}}+\cdots \cdots +\text{X}{}_{11\text{昼}}}=\frac{{\displaystyle \sum _{\text{i}}^{11}\text{X}}{}_{\text{i}\text{夜}}}{{\displaystyle \sum _{\text{i}}^{11}\text{X}}{}_{\text{i}\text{昼}}}$

式中:K夜—交通量夜间系数;

X—实际观测的样本交通量;

i—11种样本车型分类。

用白昼自变系数l加上夜间因变系数即得昼夜系数K昼夜,即K昼夜=1+K夜。要将某交调点白昼观测的某类车辆数据恢复成昼夜量,则: X昼夜=X昼×K昼夜。某交调观测点的昼夜系数为1.28,白昼16h观测到小型客车1000辆,那么该点的小型客车昼夜流量是:1000×1.28=1280辆。根据5个具有代表性的观测站2004~2007年交调资料的分析,12h交通量昼夜系数为1.30~1.41,平均为1.37;16h交通量昼夜系数1.14~1.21,平均为1.18。由于气候的影响和道路功能的不同,在一年之中,各月的系数也有较大的差异。一般是夏季较冬季系数大,经济干线较生活干线系数偏大,如以运砂石料和运输大件货物的国道305 K12为1.38,K16为1.18;省道102的K12为1.41,K16为1.19。应用上述规律,在进行干线公路交通量调查或OD调查时,可只调查白天12h或16h交通量,并考虑到地区特点而选取适当的系数,用以推算24h交通量。

8 结语

综上所述,搞好交通量调查,就能准确、及时、全面、系统地提供各级公路上的各种交通工具的数量及构成比例,准确预测未来交通量的发展,是公路部门的一项重要基础工作,为公路建设总体布局与规划、公路建设可行性研究、旧路改造、公路工程设计等,提供首要资料,为公路基础设施建设和投资规模提供确切可靠的依据。随着当前公路事业的不断发展,交通量调查也发挥着越来越重要的作用。

摘要：根据盘锦地区历年路段交通量实地调查统计资料,对公路交通量增长趋势、混合交通量组成以及表示交通量变化规律的特征值做了分析,并阐明了交调资料对地方公路建设规划的作用。

关键词：公路交通量,数据分析

公路数据 篇2

据测算模拟试题

一、单项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，只有 1 个事最符合题意）

1、加快的成倍节拍流水施工的特点是__。

A．同一施工过程中各施工段的流水节拍相等，不同施工过程的流水节拍为倍数关系

B．同一施工过程中各施工段的流水节拍不尽相等，其值为倍数关系 C．专业工作队数等于施工过程数

D．专业工作队在各施工段之间可能有间歇时间

2、桥梁设计和施工中，要进行稳定性验算，当验算模板及支架在风荷载等作用下的抗倾倒稳定时，验算倾覆的稳定系数不得小于（）。A．1.5 B．2.0 C．1.3 D．2.5

3、《公路工程国内招标文件范本》规定，承包人应在签订合同协议书后__天内，向监理工程师提交2份其格式和内容符合监理工程师规定的工程进度计划，以及为完成该计划而建议采用的实施性的施工安排和施工方案的说明。A．21 B．28 C．35 D．42

4、合格的竣工文件。A．交工报告提交 B．交工证书签发 C．交工结账单签认 D．竣工鉴定书提交

5、由于业主经营不善，长期拖延支付工程款，则承包人可向业主提出__。A．现场条件变化引起的索赔 B．业主延误索赔 C．工期索赔

D．业主违约引起的索赔

6、若名义利率为10%，一年计息4次，则年实际利率为__。A．2.5% B．5% C．10% D．10.38%

7、超前支护的常用方法是__。A．导管和管棚法 B．注浆加固法 C．砌挡土墙法

D．支立钢格栅拱架

8、甲建设公司与乙建筑公司欲签订一份建设工程施工合同，甲公司签字盖章后邮寄给乙公司签字盖章。该合同成立的时间应为__。A．甲公司签字盖章时

B．乙公司收到甲公司签字盖章的合同时 C．甲、乙公司就合同内容达成合意时 D．乙公司签字盖章时

9、设备购置费组成为__。A．设备原价+采购与保管费 B．设备原价+运费+装卸费 C．原价+安装费

D．设备原价+运杂费

10、《公路工程国内招标文件范本》规定，承包人应在签订合同协议书后__天内向监理工程师提交开工报告，监理工程师将在投标书附录规定的期限内发布开工令。A．14 B．21 C．28 D．35

11、施工合同订立后，业主有确切证据证明承包人经营状况严重恶化，拒绝支付开工预付款，这是业主行使__。A．同时履行抗辩权 B．代位权 C．撤销权

D．不安抗辩权

12、严密性的必要措施。

A．板缝混凝土内模板一次安装到顶

B．必须严格按设计要求，完善板缝钢筋施工 C．缠绕环向预应力钢丝

D．对测定缠丝预应力值所用仪器进行检测标定

13、下列评价指标中，属于动态指标的是__。A．投资利润率 B．投资利税率 C．内部收益率 D．流动比率

14、《公路工程国内招标文件范本》中规定缺陷责任期一般应为__个月。A．12 B．24 C．18 D．30

15、根据有关规定，公路工程在高处露天作业，缆索吊装及大型构件起重吊装时，遇到__级以上大风时，应停止作业。A．三 B．四 C．五 D．六

16、应用核子密度仪测定压实度，下列说法不正确的是__。A．核子密度仪法可以作为仲裁试验

B．核子密度仪法可以测定粗粒料土的压实度 C．核子密度仪使用前应进行标定

D．核子密度仪法适用于施工质量的现场快速评定

17、在FIDIC合同条件中，合同工期是指__。A．合同内注明工期

B．合同内注明工期加经工程师批准顺延工期之和

C．发布开工令之日起至颁发移交证书之日止的日历天数

D．发布开工令之日起至颁发解除缺陷责任证书止的日历天数

18、一项工程直接工程费为180万元，间接费为30万元，计划利润为10万元，税率为3%，则该工程的税金为__。A．6.6万元 B．5.6万元 C．6.3万元 D．5.3万元

19、FIDIC施工合同条件中设立的合同争端裁决委员会，是由__的人员组成。A．仲裁委员会指定 B．政府管理机构指定 C．业主与承包商协商选定 D．行业协会指定

20、可能在职能部门与指挥部门之间产生矛盾的监理组织形式是__监理组织。A．职能式 B．直线职能式 C．直线式 D．矩阵式

21、底基层施工中，检查水泥及石灰剂量的常用方法是__。A．抽提法 B．筛分法 C．蜡封法 D．滴定法

22、按照功能的标准化可以将其分为__。A．必要功能和辅助功能 B．基本功能和必要功能 C．过剩功能和不足功能 D．使用功能和美学功能

23、按现行有关规定，在施工过程中，生产工人的劳动保护费属于__。A．现场管理费 B．其他工程费 C．企业管理费 D．直接工程费

24、土木工程施工合同文件中合同通用条件与合同专用条件间的关系是__。A．通用条件是主条件，专用条件是从属条件，故通用条件较为全面，如有不一致应以通用条件为准

B．专用条件是主条件，通用条件是从属条件，如有不一致应以专用条件为准 C．专用条件是针对通用条件有关条款进行补充、修改或具体化，如有不一致应以专用条件为准

D．通用条件和专用条件是各自独立的部分

25、__不是监理月报的内容。A．工程描述 B．监理收发函件

C．工程质量、进度、支付状况 D．监理工作执行情况

二、多项选择题（共25 题，每题2分，每题的备选项中，有 2 个或 2 个以上符合题意，至少有1 个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分）

1、工程支付应遵循的原则包括__。A．支付必须以工程计量为基础

B．支付必须以技术规范和报价单为依据 C．支付不必及时

D．支付必须以日常记录和合同条款为依据 E．支付必须遵循严格的程序

2、按照FIDIC合同条件的规定，在__期限内承包商都有权提出索赔。A．合同签字日到发布开工令日 B．开工令日到颁发工程移交证书日

C．颁发工程移交证书日到颁发解除缺陷责任证书日 D．颁发解除缺陷责任证书日到结清单生效日 E．结清单生效日到提出合同争议日

3、计算功能最低成本的常用方法有__。A．头脑风暴法 B．哥顿法 C．德尔菲法 D．经验估计法 E．实际调查法

4、施工招标时，下列情况中__属于废标。A．投标文件未密封 B．投标文件逾期送达

C．投标人未按要求提供投标担保

D．投标人未按规定格式填写投标文件

E．投标人提交投标文件后发觉有误，在投标截止日期前增加补充函件的

5、以下有关工程费用支付的叙述中，正确的是__。A．监理工程师有权确定工程变更后的费用

B．监理工程师有权通过随后的支付证书对已签发的支付证书的错误尽行纠正 C．索赔费用的确定权归建设单位 D．工程费用支付的权力归建设单位 E．监理工程师有价格调整的权力

6、下列应列入直接费中人工费的有__。A．生产工人劳动保护费 B．生产工人探亲假期工资 C．退休工资

D．生产工人福利费 E．生产工人教育经费

7、由于建设单位的原因，导致工程暂停两个月，则施工单位可提出的索赔项目有__。A．利润

B．人工窝工费

C．机械设备窝工费 D．增加的利息支出

E．增加的履约保函手续费

8、定额按所反映的实物消耗内容可分为__。A．材料消耗定额 B．劳动消耗定额 C．机械消耗定额 D．材料周转定额 E．材料损耗定额

9、招标方式中，邀请招标与公开招标比较，其缺点主要有__等。A．选择面窄，排斥了某些有竞争实力的潜在投标人 B．竞争的激烈程度相对较差 C．招标时间长 D．招标费用高 E．评标工作量较大

10、进行施工招标的项目，评标时一般主要对投标企业的__进行评审。A．投标报价 B．施工方案 C．垫资方案

D．主要材料用量 E．投标技巧

11、应由监理工程师签发的文件包括__。A．临时支付证书 B．竣工结算支付证书 C．最终报表

D．最终支付证书 E．结算清单

12、无权代理行为包括__。

A．代理人接受委托与自己签订合同

B．代理人在授权范围内与第三方串通签订了损害委托人利益的合同 C．在授权书有效期内与第三人签订了超越代理权限范围的合同 D．代理人以被代理人的名义，与其所代理的另一人订立合同 E．代理人在委托授权书有效期终止后，与第三人签订了原委托授权书内容范围的合同

13、遇到__情况下，承包商可以向业主要求既延长工期，又索赔费用。A．设计文件有缺陷

B．由于业主原因造成临时停工 C．业主供应的设备和材料推迟到货 D．当地气候恶劣，造成施工停顿 E．一周停水、停电累计超过8h

14、在我国确立法人制度的意义主要表现在__。

A．有利于加深改革和落实政企分开、两权分离的经济体制

B．有利于维护社会主义经济秩序，加速社会主义市场经济的发展 C．法人制度有利于适应涉外经济活动的需要

D．提高企业竞争力，适应社会主义经济发展的需求 E．提高经济效益，增加市场份额

15、下列融资方式筹集的资金，属项目资本金的包括__。A．发行股票 B．发行债券 C．银行贷款 D．保留盈金

E．政府预算内资金

16、搭设拱架和支架均应进行施工图设计，主要验算的内容有（）。A.承受施工荷载引起的弹性变形 B.支架基础在受载后的非弹性沉陷 C.支架拱架本身的结构承载力

D.超静定结构由混凝土收缩，徐变及温度变化引起的挠度

17、耐磨、抗滑。A．平整性 B．抗滑耐磨

C．良好的温度稳定性 D．足够的结构强度

18、涵洞按照形式可分为__。A．管式涵 B．盖板涵

C．拱涵与箱涵 D．倒虹吸 E．分离函

19、下列各项中，对内部收益率指标产生影响的因素是__。A．原始投资 B．现金流量 C．计算期

D．设定折现率 E．标准折现率

20、双代号网络计划中，某非关键工作持续时间延长2天，其他工作不变，总工期也不变。则该工作__。A．最早开始时间推后2天 B．最迟开始时间推后2天 C．最迟结束时间推后2天 D．最迟开始时间提前2天 E．总时差减少2天

21、路面设计时一般要求路基的干湿类型为__。A．干燥状态 B．中湿状态 C．潮湿状态 D．过湿状态 E．任意状态

22、工程量清单的内容包括__。A．工程量清单前言 B．工程细目

C．计日工明细表 D．清单汇总表 E．工程造价表

23、公路工程施工环境保护监理制度有__。A．例会制度 B．月报制度

C．污染事故报告制度 D．工作记录制度 E．函件往来制度

24、酸雨、除冰盐或硫酸盐等腐蚀环境影响范围内的混凝土路面和桥面，在使用硅酸盐水泥时，应__。A．掺加粉煤灰 B．掺加磨细矿渣 C．掺加硅灰掺和料

D．可单独使用硅酸盐水泥，可使用矿渣水泥或普通水泥

公路数据 篇3

关键词：数据挖掘；数据分析；高速公路；运营管理；数据资源 文献标识码：A

中图分类号：TP311 文章编号：1009-2374（2016）12-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.12.023

随着我国高速公路的通车里程不断增加，方便了司乘人员的同时也对管理者提出了新课题。高速公路运营管理过程中产生了大量的数据，占用了存储资源，却不能进行有效的融合分析，如何对这些海量的信息进行处理并对提升决策水平提供依据，是目前高速公路管理者需要解决的问题。通过数据挖掘技术，可以有效地解决这些问题，利用这些数据进行融合分析，为高速公路安全畅通提供了决策支持。

1 背景探析

从高速公路信息化数据量来看，我国高速公路具备大规模数据应用的基础。截至2015年，全国高速公路总里程达120000万公里；就河南省而言，高速公路通车里程约为6300公里，从2004年开始运营的高速公路联网收费系统至今已过去12年，累积的流水数据已达数百亿条，而且还以每天数万条流水的速度在增长，这些数据就像一片待开发且肥沃的土地一样，充满无限的可能和生机。

2 数据挖掘及其应用

数据挖掘可从大量乱序的、随机的、不确定的数据中根据需求，提取出隐藏较深并且有利用价值的信息。数据挖掘是一种涉及范围较广的学科，它不仅包含数据统计、模式发现、神经网络等内容，而且囊括了可视化、知识库系统等其他领域。现阶段，数据挖掘技术随着科技的不断进步逐渐完善，已经被普遍应用于各个行业：

2.1 在体育竞技方面的应用

美国一家科技公司研發的大数据挖掘软件曾被美国的多个篮球教练所使用，数据挖掘技术能够通过对篮球队中队员的排列情况进行分析得出有效的队形和战术。

2.2 在商业银行中的应用

数据挖掘在金融领域的应用越来越普遍、广泛，金融行业可利用数据挖掘系数对客户的信息进行分析和筛选，同时也进行一定的金融风险评估，通过数据挖掘软件不仅能够制定吸引客户的营销战略，而且对客户、信用卡以及投资产品等项目进行分类，以便为客户提供最适宜的金融项目。

2.3 在电信行业中的应用

电信行业会将数据挖掘软件应用于客户在年龄、入网时间、注册产品等数据的统计中，比如对客户是否使用了电信公司提供的某种产品进行统计，可以清楚地得出该产品是否被广大用户所接受，借此进行下一步产品营销的规划。

3 数据预处理方法

数据挖掘首先要对数据进行预处理，包含了多种功能和处理方法，下面针对高速公路数据特点对数据处理方法进行探讨：

3.1 数据清理

因为高速公路管理和系统设计等问题，数据库中往往存储了大量杂乱的信息内容，并不是所有的信息都有利用价值，如果数据中存在很多冗余数据，就会增加大数据挖掘的难度，影响分析结果，所以要进行数据清理工作，按照一定规则将错误的、有冲突的、不完整的数据进行清理。例如，高速公路中联网收费数据整理时，就会发现很多车牌识别错误、计重明显有偏差、车型判断错误等“脏数据”，可设计预处理功能将这些没有利用价值的信息进行清理，从而提升大数据挖掘的效率和准确率。不同的数据要采用不同的清理方式，在处理一些缺失的数据时，比如巡逻日志的登记有很多缺失的字段，要结合业务特点将可能丢失的数据进行填充，对于重复数据的清理则应根据实际情况进行清理后核对。

3.2 数据集成

根据数据挖掘的任务与目标，需要将不同来源、格式、性质的数据进行集中，为用户提供数据综合分析和共享，强化信息的使用效率并可以在不同角度提供决策支持。比如对高速公路的数据分析中，需要将分散的巡查日志、超限信息、施工信息、监控信息等数据进行汇总，为下一步的数据挖掘工作提供数据支持，这种集成能够将相关数据进行综合处理和分析。

3.3 数据转换

数据挖掘中需要进行数据格式转换，因为各个系统设计的时间较早，没有按照统一的格式和发展规划进行建设，造成数据的结构相差很大，部分模拟信号还没有进行数字化分析存储，为提升数据挖掘的效率，需要将数据进行统一处理，例如高速公路监控和各种车感器信息是非常好的信息来源，其中往往蕴含着各种事故信息、危险路段、恶劣天气等的规律，可为应急指挥提供决策支持，面对这些信息我们可以利用数据提取算法，提取其中的有价值信息，按照统一的格式进行数字化存储，为数据挖掘提供资源，对于其他较为复杂的信息来说，同样需要结合业务要求和规律进行分析和提取工作。

3.4 数据归约

将数据集成和转换存储后会形成海量的数据，除了设计建设高效的大数据分析平台外，对数据的规约也是精简数据量的有效方法，利用特征归约、样本归约、特征值归约等方法，可以将数据集上的分析挖掘更有效，且不影响分析结果。同时可利用信息可视化技术，建立可视化的信息分析模型，使得信息的分析结果形成抽象程度高、规律性特征清晰、展现能力强的可视化形式，为辅助决策提供多元化参考。

4 数据挖掘在高速公路管理中的应用

随着智能交通的发展，高速公路信息化建设和应用已经非常广泛，我国在该领域中投入了大量的人力和财力，数据挖掘的应用规模也在短期内增长迅速。

4.1 高速公路通行信息的数据应用

第一，通过对省内各高速公路收费站车辆来往信息，能够根据进出站、行驶路段、行驶时间等因素对车流量的情况进行分析，得出车流的分布特点，为高速公路收费系统的优化，提高通行效率提供数据依据；第二，通过对省内高速公路的收费数据进行归纳和筛选，与当地各项经济指标进行对比，建立预测模型，能够对未来一段时间内的联网收费情况进行预测；第三，通过对省内高速公路指定区域内的车流量数据信息，得出该区域路段的车辆密度，预测道路养护费用，降低运营单位成本投入；第四，通过对交通量等历史数据的分析并结合高速公路网模型，能够分析出各时段车辆分布图，遇到突发情况，可进行高效的指挥调度；第五，通过对车辆通行信息、气象信息、道路路况信息等融合分析，能够制定出安全驾驶的相关提示，最大限度地减少交通事故的发生；第六，通过对省内高速公路车辆通行记录和收费情况等数据的分析，能够提供高速公路未来规划依据。

4.2 对高速公路人员及管理的数据应用

通过对高速公路联网收费系统中收费人员的日常操作信息进行分析，比对通行车辆的统计数据，能够预防收费员出现违规收费的现象，同时还可通过工作人员的操作日志，如在岗时间、操作的具体步骤、操作流程、设备使用情况等数据进行分析，从而为升级现有系统提供参考依据，避免工作人员的操作失误，提升工作效率。

4.3 对高速公路司乘人员的数据分析

全省每天在高速公路上行驶的车辆数万计，通过对这些车辆通行信息的分析，统计不同种类车辆的分布和行驶规律等，调整服务区的设置和功能，为司乘人员提供个性化的服务，尤其是我国正处于全面发展高速公路电子不停车收费的今天，我们要努力提高管理效率，增强服务意识，发掘潜在用户，推动高速公路智能化的健康发展。

5 结语

综上所述，随着计算机技术的飞速发展，全国各地的高速公路都逐渐从信息化向智能化的发展方向，基础硬件设施投入不断加大，我们更应该在高速公路智能化管理上下功夫，利用数据挖掘技术结合行业特点能有效地为提升高速公路服务质量做出贡献，因此，我们需要投入更多的精力在数据挖掘的研究和推广中，全面地推动我国高速公路的智能化建设。

参考文献

[1] 郭刘恒.基于联网收费数据的实时滑动、动态校核的高速公路交通量预测方法研究[J].公路，2014，（12）.

[2] 武兆伟.高速公路联网收费数据在路网监控中的应用研究[J].科技信息，2014，（14）.

[3] 余丰茹.基于全车牌识别的高速公路联网收费数据挖掘系统框架研究[J].公路与汽运，2014，（4）.

[4] 李猛.基于RFID技术多义性路径识别系统在高速公路联网收费中的应用[J].广东科技，2013，（16）.

[5] 孙轶轩.基于数据挖掘的道路交通事故分析研究[D].北京交通大学，2014.

[6] 申宁.高速公路收费数据处理技术分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013，（2）.

公路数据 篇4

自80年代中期以来,随着互联网技术的普及和完善,人们将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于高速公路收费体系,极大提高了收费和服务效率。同时,歧义路径算法、自由流模型等技术不断成熟完善,为未来高速公路收费体系跨越式发展和区域合并提供了坚实的技术支撑。在各种技术在高速公路有效运用的的背景下,各功能系统产生快速、大量、多样的数据,高性能的高速公路收费体系需要从数据中,快速获得有价值信息,就需依仗高效的数据查询、分析处理功能,也就是面向“大数据”的分析处理技术。对“大数据”的分析相比于传统的数据仓库应用,具有数据量大、查询分析复杂等特点,能提高收费效率,增强服务能力,提升管理的前瞻性,保障高速公路的通畅性,同时降低能源消耗,减轻环境污染。

1 高速公路收费系统的现状及存在问题

1.1 高速公路收费系统类型

高速公路收费体系的核心业务—收费系统,根据自动化程度的不同可分为人工收费、半自动收费、全自动机械收费、电子不停车收费(ETC)和半自动收费与全自动电子收费相结合的组合式收费等类型[1]。

高速公路收费体系的子系统有:收费站软件系统、路段收费中心软件系统、区域收费中心系统、省联网收费结算中心计算机系统以及业务支持类系统,例如:营运稽查系统、闭路监控系统、音频管理系统、视频管理系统、机电管理维护系统、道路养护系统、运营支持系统、紧急救援系统(EMS)、办公自动化系统(OA)等。

收费站软件系统包括数据通信管理子系统、参数浏览子系统、交接班子系统、报表管理子系统、数据备份与恢复子系统、发票管理子系统、车牌及卡号查询子系统、收费监控子系统、IC卡管理子系统等。

路段收费中心软件系统包括数据通信子系统、参数管理子系统、IC卡管理子系统、报表管理子系统、数据备份和恢复子系统、车牌和卡号查询管理子系统、收费监控子系统、图像稽查子系统、发票管理子系统等。

区域结算中心软件系统包括数据通信子系统、收费数据拆分和结算系统、数据分发系统、数据查询管理系统、人员管理与设置系统、IC卡管理系统;数据库管理系统、网络与系统管理系统、报表系统;安全保障系统等。

省联网收费结算中心计算机软件系统包括密钥管理系统、数据备份与恢复系统、粤通卡初始化系统、粤通卡库存管理系统、帐务管理系统、黑名单管理系统、通信管理系统、后台充值认证系统、交易认证系统、报表统计查询系统等。

1.2 高速公路收费系统的现状

2010年l2月由交通运输部、国家发展改革委、财政部联合下发了《关于促进高速公路应用联网电子不停车收费技术的若干意见》,其中明确要求:扩大我国高速公路ETC车道的覆盖率,实现高速公路主要出入口均建有专用的ETC车道;力争到“十二五”期末,全国高速公路ETC平均覆盖率达到60%,ETC车道数达到6000条,ETC用户量达到500万个,非现金支付使用率达到40%。可以预计到ETC收费车道将是今后高速公路收费系统设计中要全面考虑的重点,在执行目前出人口车道数在3人4设置1入1出ETC车道原则外,在交通量较大的收费站可以适当增加ETC收费车道数量,这样即提高通行效率又符合国家政策导向。2011年年中,由交通运输部联合相关部委开展了收费公路整顿清理工作,也揭开了高速公路收费系统不断优化发展的大幕,通过优化高速公路收费方法,推动区域合并不断推进联网收费的区域和层次,满足人民群众对高速公路通畅性、舒适性的要求,与此同时提高通畅性也起到了节能减排等目的,可谓是一举两得。同时根据交通部“十二五”规划,要继续推进高速公路电子不停车收费系统的比例,推进国内联网步伐。

以广东为例,2012年已经着手对省内高速公路区域联网收费工作,并逐步推进高速公路区域合并,减少收费战数目,联网工作和区域合并工作的推进,未来高速公路运营中心将迎来“大数据”时代。广东高速公路联网收费要按照“分步实施、逐步完善”的原则,先在高速公路实施,再推广到其他收费公路。高速公路应按“分区联网、逐步合并”的方针,从区域联网收费逐步发展到跨区域的全省联网收费。

请试想一下:数以千万计的车辆实时通过收费站,不停地产生数据;当你想进行图片稽查、流水查询、信息搜寻等操作时,如何快速定位、检索资料、存取数据、数据交换等。大量、多样、快速的数据给高速公路运营提出了巨大挑战。而这一系列操作均需“大数据”做支撑。“大数据”的显著特征为:“大量化(Volume)、多样化(Variety)和快速化(Velocity)”。当前高速公路运营单位的数据分析与处理越来越不适应这种新的变化。

1.3 高速公路收费系统数据存在的问题分析

一方面随着随着企业业务的推进和演变,高速公路车流量和通车里程不断飞跃式增长,同时高速公路信息功能系统不断增多,产生的数据越来越多,种类越来越多,数量越来越大,对存储成本、运用成本、查询成本方面的压力越来越大[2]。

另一方面,企业的领导者能够获取诸多的信息,但是并不代表他能够从信息当中得到的参谋价值,或者这种指导价值是正确的。

一些数据也在清晰地体现这些问题,根据调查,1/3的领导不信任现在的数据分析结果,1/2的领导抱怨没有得到自己需要的信息,83%的信息管理负责人觉得,商业智能(BI)应该成为他们信息规划当中的一部分。以上数据反映的问题实质就是:企业需要获得一种方法去有效地利用好大数据。因此亟需针对“大数据”的技术。

当前高速公路运营单位对数据的关注点还主要集中于收费流水数据的正确性和可追溯性,例如主要关注入口流水与出口流水的一致性、收费金额与车型的一致性、收费结算与通行数量的一致性等,对全局数据的分析处理还远远不够,这成为未来高速公路运营中心提高数据应用和“保畅通、促和谐”的主要矛盾。目前在数据处理方面,高速公路运营中心存在的问题主要有:

1)数据处理技术落后,还停留于总数核对,有问题再细化,没达到自动智能分析处理层次;

2)数据关联性不够,结构化数据与非结构化数据没有关联,一旦出现问题,查找数据非常耗费人力物力;

3)数据没有形成数据集市、数据仓库等形式,数据后期应用价值低;

4)数据分析处理落后,导致数据应用匮乏,数据逐步成为各运营单位的负担,既不能丢弃又不能产生价值;

云计算、物联网等甚嚣尘上的概念,无不昭示着未来“大数据”对企业发展所蕴含的潜在价值,无不表明着未来谁掌握了“大数据”,谁就能解决在企业发展过程中各种业务数据增长所带来的痛苦,进而实现快速飞跃发展。

2 大数据背景下的高速公路收费系统数据

随着图像、传感技术等新技术在交通领域应用的不断深入,高速公路信息应用技术不断走向纵深;再次,歧义路径算法、自由流模型等技术的完善,将在高速公路收费体系中大规模应用。显然可以预见,未来高速公路将是一个“大数据”引领的智慧科技的时代。更多的传感设备、信息终端接入到网络,由此产生的数据及增长速度将比历史上的任何时期都要多,都要快。高速公路“大数据”时代的脚步悄然而至。目前,国内已经有很多技术研究者在深入研究这一领域,在中国人民大学王珊博导一文“架构大数据:调整、现状与展望”中提到,在大数据的时代背景下,只能对现有数据仓库系统实现方案进行重新审视,通过对并行数据库、Map Reduce、并行数据库和Map Reduce技术的混合架构进行评价和归纳对比分析[3],文章对架构大数据有很深刻的指导意义。

2.1 大数据的概念

“大数据”首先是一个现象而不是一种技术。“大”首先是指数据体量(volumes)大,指代大型数据集,一般在10TB规模左右,但在实际应用中,很多企业用户把多个数据集放在一起,已经形成了PB级的数据量;其次是指数据类别(variety)大,数据来自多种数据源,数据种类和格式日渐丰富,已冲破了以前所限定的结构化数据范畴,囊括了半结构化和非结构化数据。从IT角度来看,信息结构类型大致经历了三次浪潮。但是新的浪潮并没取代旧浪潮,它们仍在不断发展,三种数据结构类型一直存在,只是其中一种结构类型往往主导于其他结构:

结构化信息——这种信息可以在关系数据库中找到,多年来一直主导着IT应用。这是关键任务OLTP系统业务所依赖的信息,另外,还可对结构数据库信息进行排序和查询;

半结构化信息——这是IT的第二次浪潮,包括电子邮件,文字处理文件以及大量保存和发布在网络上的信息。半结构化信息是以内容为基础,可以用于搜索,这也是谷歌存在的理由;

非结构化信息——该信息在本质形式上可认为主要是位映射数据。数据必须处于一种可感知的形式中(诸如可在音频、视频和多媒体文件中被听或被看)。许多大数据都是非结构化的,其庞大规模和复杂性需要高级分析工具来创建或利用一种更易于人们感知和交互的结构。

2.2 大数据背景下的高速公路收费系统数据

高速公路收费体系产生的数据内容不仅仅是多,而且结构已发生了极大改变,不是以二维表的规范结构存储。大量的数据是非结构化的办公文档、文本、图片、XML、HTML、各类报表、图片和音频/视频等,并且所有数据是大量且增长迅速的。据相关调查数据显示,企业80%的数据是非结构化或半结构化的,结构化数据仅有20%。并且全球结构化数据增长速度约为32%,而非结构化数据增速高达63%。预计今年非结构化数据占有比例将达到互联网整个数据量的75%以上。面临如此大量的非机构化数据,其移动和修改将耗费大量的人力物力,读取效率也将越来越低。当然这包括了物理存储和逻辑存储软、硬件两个层面。

以广深珠高速公路有限公司为例,高速公路收费系统数据的格式有结构化的数据库数据,非结构化的XML、JPG、音频、视频等格式。在未来路段、区域合并的大背景下,未来高速公路运营单位将进入“大数据”时代。如何在充分信息的情况下,对高速公路车辆进行合理的监控与疏导、控制和事件管理;路政部门可随时掌握车辆的运行情况,进行合理的调度;而运营部门对大数据的有效分析处理以支持交通、收费规划决策、发展战略决策等[4]。

“大数据”包括交易和交互数据集在内的所有数据集,其规模或复杂程度超出了常用技术按照合理的成本和时限捕捉、管理及处理这些数据集的能力,即在一定时间内还是采用传统数据库软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合,未来高速公路已经完全符合“大数据”的特征[5]。

3 大数据背景下高速公路系统的展望

通过对高速公路运营中心大数据的分析处理,可以提高运营单位数据综合应用水平,不断增强数据的价值,为提高高速公路运营提供可靠的决策数据支持,为“保畅通、促和谐”注入新的活力[6]。大数据背景下的高速公路收费系统数据分析优越性有以下几个方面:

1)提高路况管理的有效性:通过对大数据分析处理,不断优化数据处理模式,构建数据自动分析处理模型,提高数据分析的主动性和预警性。例如分析某段高速公路入站车辆与出站车辆,可以模拟出此段高速公路的车流量,分配等级,如果超出此段高速公路承载数量,则进行重点监控与疏导,避免车辆堵塞,做好预警。高速公路相关部门通过数据分析处理和数据挖掘,可以提前预防堵塞现象,通过收费站的疏导缓解某一阶段的通行压力,保障通畅性[7]。

2)增强数据利用率:通过大数据分析处理,建立数据集市和数据仓库,提高结构化数据和非架构化数据关联度,降低数据应用难度,使运营单位在数据方面的负担转化为资源,为后期数据分析处理和应用提供便利。

3)降低运营成本:在经济成本上,通过大数据分析处理技术,充分挖掘数据的价值,减少维护车辆出行使用费用上的支出;在人力成本上,通过大数据分析处理技术,提升管理水平和服务质量,满足人民群众对高速公路的要求。

4 结论

本文分析了目前高速公路收费系统的现状、并提出大数据背景下高速公路收费系统数据的问题,及探讨了未来高速公路收费系统发展的趋势。就目前高速公路运营单位对数据分析处理的能力和水平远远不能满足未来数据发展需要的现状,依据在高速公路行业多年的经验,借助最新的大数据分析处理技术的实现方案的研究,对大数据背景下,高速公路收费系统数据分析方向进行了展望,对未来高速公路收费系统数据分析及处理有一定的参考性价值。

参考文献

[1]杨平芳.先进的交通管理系统的关键理论与方法研究[D].长春:吉林大学,2010.

[2]刘志勇.高速公路交通系统的数据管理控制平台[J].信息与控制,2010(12).

[3]王珊,王会举,覃雄派,等.架构大数据:挑战、现状与展望[J].计算机学报,2011,34(10):1741-1752.

[4]李晶,张莉,杜娟,等.3G网络技术在智能交通系统中的应用[J].吉林交通科技,2010:38-39.

[5]覃雄派,王会举,杜小勇,等.大数据分析RDBMS与MapReduce的竞争与共生[J].软件学报,2012,23(1):32-4.

[6]吴明先.分布式智能交通系统数据管理平台设计的开发和研究[J].交通与计算机,2009(11).

高速公路收费数据处理技术分析 篇5

关键词：高速公路,收费数据,数据挖掘

目前, 随着我国公路建设等级的不断提高, 收费站的数量也在逐渐增加, 传统的公路收费方式已经无法满足当下的公路运行需求。因此, 如何对大量收费数据进行统计也成为了相关工作人员所面临的一项重大课题。为了能够实现数据统计智能化, 为高速公路运行提供良好的环境, 在高速公路收费工作中大力推行数据挖掘技术是不容忽视的, 运用数据挖掘技术软件实现高速公路的收费工作, 不仅能够解决排队过长、排队车辆控制以及收费费率调整等问题, 而且还能够在很大程度上促进车辆运行畅通, 为公路的稳定运行提供了重要的技术支持。

1 数据挖掘及其应用

1.1 数据挖掘概述随着我国科学技术的不断发展,

越来越多的先进技术被引入到企业的发展中, 数据挖掘技术就是其中最常见的一种, 数据挖掘技术存在大量数据, 在相关企业中可以广泛应用, 数据挖掘技术主要是指从大量的数据中自动搜索隐藏于其中的有着特殊关系性的信息的过程。数据挖掘通常与计算机科学有关, 并通过对相关数据的统计、在线分析处理、机器学习以及专家系统和模式识别等诸多方法来对预定的目标进行充电实现。此外, 数据挖掘技术也是一种决策支持过程, 通过以上学科的结合将相关数据进行智能化的系统分析, 并且根据分析的结果来做出正确的推理, 企业的决策人员可以根据以上信息来对企业的发展做出科学的决策工作, 以此来达到减少企业运行风险的根本目的。

1.2 数据挖掘的应用领域随着我国企业之间竞争力

的不断增加, 利用数据挖掘技术来增强企业竞争优势也成为了企业发展过程中的一项重要工作, 也正是如此, 数据挖掘社会活动的各个领域中都得到了广泛的应用。比如说, 在体育竞技方面。IBM公司所开发的数据挖掘软件Advanced Scout, 由于这种软件能够对不同队员的布阵优缺点进行详细的分析, 从而制定出相应的破解战术。因此, 被美国NBA教练所广泛应用, 截止到目前为止, 整个NBA已经有20多个队伍都在使用。其次, 数据挖掘技术在商业银行中的应用也较为普遍, 随着我国经济建设的不断发展, 金融行业发展过程中所面临的压力也越来越大, 为了能够充分把握企业的发展方向, 获得更高的经济效益, 金融业开始大量的收集相关的数据资料, 并且对这些资料进行系统的分析, 通过其分析结果, 企业可以正确把握现有用户的信用, 同时还能够对企业未来发展过程中存在的风险进行初步评估。目前, 数据挖掘技术的应用并不仅限于国内的商业银行, 其他国家金融行业对数据挖掘技术的应用也较为广泛, 比如说美国Firstar等银行。此外, 随着我国电信行业发展脚步的不断加快, 数据挖掘技术在电信行业中也得到了广泛的应用。企业可以利用数据挖掘技术对内部客户的相关信息, 比如说客户的年龄、职业以及注册服务等进行系统的统计和分析, 从中挖掘出企业的潜在用户, 以此来更好的推广企业的相关业务, 为企业获取更多的经济效益。

2 数据挖掘在高速公路收费系统中的应用

近几年来, 随着我国信息化建设的不断发展, 高速公路收费工作也初步实现了联网收费, 无论是从软件还是硬件, 相对来说都得到了很大的提高。由此可见, 随着我国社会建设脚步的不断加快, 全国联网将成为必然的发展趋势, 工作中所涉及的数据也会越来越多, 数据挖掘技术的应用也将更加深入, 其应用主要体现在以下几个方面:

2.1 对于高速公路车辆通行等数据的数据挖掘高速

公路的建设发展的主要依据就是对过往车辆数据的科学统计和分析, 在充分了解公路运行车辆具体情况的基础上, 通过数据挖掘技术建立符合高速公路建设与发展的模式, 以此来促进我国高速公路建设的可持续发展。一般来说, 对于车辆通行等数据的数据挖掘主要可以分为以下几个方面的内容:

首先, 数据挖掘技术可以通过对全省各个收费站车辆的历史数据中所包含的车辆通过的相关信息进行分析, 比如说车辆的类型、出入时间以及相关的路段等;工作人员可以根据其分析结果从多个角度对全省高速工作的运行情况进行全面掌握, 并且以此为根据, 对车辆流动的具体信息进行整体分析, 总结出一定的规律, 从而为今后高速公路收费系统的升级提供必要的技术支持。其次, 数据挖掘技术的应用还体现在对以往年份的收费数据分析上, 随着我国经济社会体制的不断变化, 高速公路的收费数据也随之发生了一定的变化, 在经济体制的影响下, 收费数据与经济指标的关联也越来越明显, 同时还建立起了相应的数学模型, 利用数学模型, 不仅能够对今后高速公路联网收费情况进行初步估算, 而且还能够在一定程度上帮助高速公路管理人员提供一定的决策参考依据。此外, 数据挖掘技术还可以通过对指定区域的相关车流量数据的分析, 加上对该路段维护费用以及频率的相关数据进行整理, 从而建立相应的数学模型, 为营运公司费率的动态改变提供决策依据, 与此同时, 从根本上尽可能将高速公路的运营维护费用降低。除此之外, 数据挖掘技术还能够通过时段、交通量以及气象信息、道路建设等相关信息的分析, 做到在突发事件第一时间为疏散人员、疏导交通的制定提供有力的支持。挖掘出道路安全的相关安全规则, 从而在符合相应规则时能对高速公路的使用者提出告警信息, 从而减少交通事故的发生。

2.2 数据挖掘在公路收费会计核算方面的应用会计

核算在我国诸多记账、算账以及报账的工作方面都占据着重要的位置, 在高速公路收费工作中也是必不可少的, 合理组织会计核算形式是做好会计工作的一个重要条件, 不仅能够保证会计工作质量, 而且还能够从根本上提高会计工作效率, 满足企业对会计核算工作方面的实际需求。为了能够对会计核算形式进行合理组织, 将数据挖掘技术应用到会计核算工作中是不容忽视的, 数据挖掘技术不仅能够为会计核算提供丰富准确的数据资料, 而且还能够将丰富的数据资料进行合理的分析, 给会计核算工作的展开提供了充足的依据。

2.3 数据挖掘在高速公路资产管理方面的应用所谓公

路资产管理, 就是对公路路界范围内的所有有形和无形资产的全过程管理, 其管理的主要目标是采用科学合理的管理方式来实现对公路资产的保护、保障交通安全以及服务公众需求等。而收费管理则是资产管理方面的一项重要内容, 然而从我国目前高速公路资产管理的工作现状来看, 还存在网络利用率不高、监控系统存在“盲点”以及系统之间比较独立, 导致相关数据无法共享等问题。数据挖掘技术的加入, 不仅在一定程度上实现了监控的实时化, 而且还实现了收费管理自动化、全面化和便携化, 信息化本身具有的虚拟性、规范性和透明性能够突破公路实体管理层面根深蒂固的体制症结, 从而确保收费数据统计的系统性和科学性。

3 结语

综上所述, 随着计算机技术的不断发展以及高等级公路建设的不断增加, 对公路收费工作的要求也必然会越来越高。就我国目前所实行的高速公路收费系统来看, 管理水平还比较原始, 手段也相对来说比较单一, 在相关的决策上也基本靠经验来进行估算, 缺乏科学的决策系统。在这种情况下, 采取科学的方式对高速公路系统进行有效管理是不容忽视的。通过阅读文章可知, 数据挖掘技术的应用将会使高速公路的管理得到一定程度的提升, 同时, 还能够创造可观的经济效益, 对我国今后高速公路信息化建设起到了很大的推动作用。

参考文献

[1]刘圣卿, 游胜玉.数据挖掘在高速公路收费系统中的应用探讨[J].科技广场, 2010 (03) .

[2]李岩, 孙勇, 刘庆良.数据挖掘在高速公路联网收费中的应用[J].中国交通信息产业, 2009 (06) .

[3]郑长江, 沈金星.数据挖掘在高速公路收费数据中的应用[J].中国科技论文在线, 2008 (10) .

[4]万一.数据挖掘在高速公路营运管理中的应用[J].广东科技, 2006 (12) .

[5]钟足峰, 刘伟铭, 叶长征.高速公路挖掘数据预处理的研究[J].微计算机信息, 2007 (09) .

浅析公路工程试验数据的取舍方法 篇6

1 拉依达法

当试验次数较多时, 可简单地用3倍标准偏差 (3S) 作为确定可疑数据取舍的标准。当某一测量数据 (xi) 与其测量结果的算术平均值 之差大于3倍标准偏差时, 用公式表示为:

则该测量数据应舍弃。

这是美国混凝土标准中所采用的方法, 由于该方法是以3倍标准偏差作为判别标准, 所以亦称3倍标准偏差法, 简称3S法。

取3S的理由是:根据随机变量的正态分布规律, 在多次试验中, 测量值落在x-3S与x+3S之间的概率为99.73%, 出现在此范围之外的概率仅为0.27%, 也就是在近400次试验中才能遇到一次, 这种事件为小概率事件, 出现的可能性很小, 几乎是不可能。因而在实际试验中, 一但出现, 就认为该测量数据是不可靠的, 应将其舍弃。

另外, 当测量值与平均值之差大于2倍标准偏差 (即|x-x|>25) 时, 则该测量值应保留, 但需存疑。如发现生产 (施工) 、试验过程中, 有可疑的变异时, 该测量值则应予舍弃。下面我们举例来说明这个问题。

试验室内进行同配比的混凝土强度试验, 其试验结果为 (n=10) :23.0、24.5、26.0、25.0、24.8、27.0、25.5、31.0、25.4、25.8Mpa, 用3S法决定其取舍。分析上述10个测量数据, xmin=23.0MPa和xmax=31.0MPa最可疑。故应首先判别xmin和xmax。

经计算:x=25.8MPa, S=2.10MPa

故上述测量数据均不能舍弃。

拉依达法简单方便, 不需查表, 但要求较宽, 当试验检测次数较多或要求不高时可以应用当试验检测次数较少时 (如n<10) 在一组测量值中即使混有异常值, 也无法舍弃。

2 肖维纳特法

进行n次试验, 其测量值服从正态分布, 以概率, l/ (2n) 设定一判别范围 (-kn.S, kn.S) , 当偏差 (测量值xi与其算术平均值x之差) 超出该范围时, 就意味着该测量值xi是可疑的, 应予舍弃。判别范围由下式确定:

式中:kn——肖维纳特系数, 与试验次数n有关, 可由正态分布系数表查得。

因此, 肖维纳特法可疑数据舍弃的标准为:

用肖维纳特法对之前例子进行判别。

当n=10时, kn=1.96。对于测量值31.0, 则有:

说明测量数据31.0是异常的, 应予舍弃。这一结论与用拉依达法的结果是不一致的。

肖维纳特法改善了拉依达法, 但从理论上分析, 当n→∞, kn→∞, 此时所有异常值都无法舍弃。此外, 肖维纳特系数与置信水平之间无明确联系。

3 格拉布斯法

格拉布斯法假定测量结果服从正态分布, 根据顺序统计量来确定可疑数据的取舍。

进行n次重复试验, 试验结果为x1、x2、…xi…、xn、而且xi服从正态分布。

为了检验Xi (i=1, 2, …, n) 中是否有可疑值, 可将xi按其值由小到大顺序重新排列, 得:

根据顺序统计原则, 给出标准化顺序统计量g:

当最小值x (1) 可疑时, 则:

当最大值x (n) 可疑时, 则:

根据格拉布斯统计量的分布, 在指定的显著性水平α (一般α=0.05) 下, 求得判别可疑值的临界值go (α、n) , 格拉布斯法的判别标准为:

时测量值x (i) 是异常的, 应予舍去。

利用格拉布斯法每次只能舍弃一个可疑值, 若有两个以上的可疑数据, 应该一个一个数据的舍弃, 舍弃第一个数据后, 试验次数由n变为n-1, 以此为基础再判别第二个可疑数据。

用格拉布斯法判别上面数据的真伪。

(1) 测量数据按小到大次序排列如下:

23.0、24.5、24.8、25.0、25.4、25.5、25.8、26.0、27.0、31.0

(2) 计算数据特征量:x=25.8MPa s=2.1MPax

(3) 计算统计量:

由于g (10) >g (1) , 首先判别x (10) =31.0

(4) 选定显著性水平a=0.05, 并根据a=0.05和n=10, 查得go (0.05, 10) =2.18

(5) 判别

由于g (10) =2.48>go (0.05, 10) =2.18, 所以X (10) =31.0为异常值, 应予舍弃。这一结论与肖维纳特法结论是一致的。

仿照上述方法继续对余下的9个数据进行判别, 经计算没有异常值。

通过试验检测获得一系列数据, 对其进行取舍, 对这些数据进行深入的分析, 以便得到各参数之间的关系, 这关系到结构的设计、施工等诸多方面, 本文所提供的分析方法, 仅供业内人士参考。

参考文献

辽宁高速公路数据中心云平台建设 篇7

随着省内人民生活水平提高及汽车保有量快速增长、国家倡导的节假日免费通行导致的系统业务量不断增长。不断提升的业务需求和原有的落后的IT架构形成了严重的矛盾。

并且新系统上线困难、时间周期长, 业务连续性和数据安全性得不到有效保障。

急需对辽宁高速的IT基础架构进行重新设计, 并满足以下需求:

(1) 能够有效支撑节假日期间车流量的激增, 并保证系统的有效运行;

(2) 提高数据中心的智能化水平, 满足对数据中心的精细化管理的需求;

(3) 为新业务系统的上线提供快速、高效的支持, 并提高后期系统的可维护性;

(4) 解决目前系统瓶颈, 并满足未来可预见的扩容需要;

(5) 对于辽宁高速新的数据中心的设计要立足于国家的云计算战略, 使得辽宁高速的数据中心实现云计算所实现的IT即服务, 成为辽宁高速业务增长的助推器。

2 系统现状

辽宁高速现有IT系统采用了星形结构即:1个中心、20个分中心、268个收费站、2761条车道, 架构图如图1。

如图1所示:辽宁高速IT系统的架构受限于其物理地域即采用了收费站、分中心、主中心的三层结构。

辽宁高速的业务逻辑如图2。

如图2所示:辽宁高速的业务逻辑完全采用了TCP/IP网络形式, 即只要IP可达, 即可实现数据访问及业务的访问。

通过对辽宁高速现有的IT架构进行分析发现, 从辽宁高速的业务出发, 以云计算数据中心为指导方向对辽宁高速的整体IT架构进行相关改造。

并采用分步走的方式对辽宁高速IT架构进行改造:

(1) 首先对辽宁高速的主数据中心和分数据中心的计算及存储资源进行升级、整合、高可用改造。使得辽宁高速的主数据中心业务访问效率提高, IT资源实现共享并最终大幅度降低辽宁高速IT系统的维护成本, 有效提高TCO及ROI。

(2) 通过对辽宁高速云计算数据中心改造使得其更加适合进行数据中心级别的容灾。

(3) 改造后将不存在分数据和主数据中心, 只存在生产数据中心和容灾数据中心及异地灾备中心。

(4) 最后对收费站和数据中心进行广域网链路加速, 使得收费站对数据中心的访问更加快捷。

3 系统定位及目标

3.1 目标

(1) 实现开放、灵活的架构, 便于扩容和新系统部署;

(2) 提高系统性能质量指标, 适应高峰压力;

(3) 系统高可用, 避免高并发引起的排队;

(4) 资源池化, 灵活自由分配资源;

(5) 完善的容灾、备份, 保障业务和数据的安全;

(6) 精细化、智能化管理;

(7) 提高维护和管理效率。

3.2 建设原则

将安全可靠、使用灵活、易于扩展、维护成本低作为系统建设的基本要求, 建设创新的、实用化的、可持续发展的收费机核查系统。系统的总体设计原则如下:

(1) 集约化原则

按“能集中, 不分散”的原则, 提高系统利用效率和建设效率, 节约投资, 便于管理。系统采用集中设置架构, 即在省中心部署数据分析及扩展应用系统, 省公司通过反拉终端进行查询和分析等应用。

(2) 适应性原则

系统建设既要满足现有的网络组织、业务管理、服务质量的要求, 又要能够满足业务发展规模、发展模式的需要。

(3) 先进性原则

系统建设实施过程中应采用先进的项目管理、软件工程管理、科学的计划和实施办法, 采用先进的技术, 保证系统建设的先进性。

(4) 灵活性原则

支撑系统能够适应高速局的发展, 灵活地设计、调整业务处理流程和组织结构, 适应未来的发展变化;同时业务可配置, 业务更改也可以通过对配置更改来实现。

(5) 准确性原则

数据提取精确, 保证系统的准确性。

(6) 开放性原则

系统应遵循行业的标准或建议, 采用标准的、开放性的技术。

(7) 分步走原则

首先通过总体设计并采用分步的方式逐步实现辽宁高速的IT系统建设及优化。

4 项目重点和难点

此次规划内容涉及产品多样, 且产品间、系统间关联度高。如何能解决系统性能瓶颈实现有效扩容、升级的同时, 需要充分考虑未来3~5年的远期建设规划。需实现一个架构合理、高效、适应后期系统数据快速增加、新系统易于上线部署等重点要求。

系统改造涉及到软件版本升级、硬件替换等工作。在产品更替时, 需有效保障系统的不间断运行, 并不会影响到系统的效能, 确保系统平滑的过渡。

4.1 重点

(1) 系统架构重新设计;

(2) 数据备份和容灾;

(3) 分中心架构改造和集约化管理;

(4) 虚拟化建设;

(5) 数据库&中间件升级。

4.2 版本升级&调试 (难点)

(1) 业务连续性保障。

(2) 数据迁移以及可靠性保证。

(3) 实时性保证。

(4) 完整性保证。不能由于数据、网络、设备等问题造成数据的不完整, 需具有机制和办法加以保障。

(5) 系统的高可用性。

5 总体架构设计

一个稳定, 先进的基础架构设计方案决定了一个企业IT系统的健壮性及可扩展性。我司根据辽宁高速目的IT现状及未来发展方向设计了基于辽宁高速应用需求的云计算解决方案。

辽宁高速通过以下方面实现其云计算数据中心:

(1) 首先打破其原有的基于地域限制的IT架构, 将辽宁高速的收费站及分中心所有的服务器应用全部上收至生产数据中心。

(2) 辽宁高速的数据中心将按照两地三中心的方向进行设计, 即:生产数据中心、本地容灾数据中心及异地灾备中心。

(3) 针对辽宁高速的主生产数据中心按照三朵云的方式进行设计:针对数据库应用的IBM Power云、针对所有中间件应用及前端WEB应用的VMware X86云、针对后端统一提供数据存储的存储云, 而且每朵云均可以进行横向纵向的扩展。

(4) 由于辽宁高速将所有的应用都进行了上收就必然要面对假如:生产数据中心发生灾难时所有的应用将无法提供服务。针对以前情况, 设计了相应的容灾云, 即生产中心与容灾中心之间通过基于存储的数据复制方式, 将生产中心数据采用同步或异步的方向容灾至本地容灾中心, 本地容灾中心再通过VMware的SRM及Oracle的容灾软件与生产中心进行连动, 当生产中心发生灾难时通过最少的人工干预即可实现生产数据中心的容灾切换, 并大大减少容灾所需要的RPO与RTO。

(5) 通过容灾数据中心与异地灾备数据中心的数据同步实现数据的异地存放及异地容灾。

(6) 在收费站与生产数据中心, 生产数据中心与容灾数据中心之间采用广域网链路加速设备, 可以通过重复数据删除的方式节省大量的数据链路带宽。

根据以上设计思路, 并通过分步的方式对辽宁高速数据中心进行的相关设计, 既符合辽宁高速现有的IT现状又紧贴了云计算的发展方向, 未来辽宁高速如需要升级自己的IT系统只需要按照现有的IT架构进行扩展即可实现其纵向横向的容量及性能扩容。

后面我们将详细对辽宁高速IT方案进行详细设计:

6 方案

6.1 辽宁高速云计算数据中心建设线路图

根据辽宁高速的云计算数据中心的建设, 我公司设计了如图4的路线图。

对辽宁高速的生产数据中心进行本地设计, 初步实现数据库云、中间件云、统一存储云的基础架构。

(1) 对主中心的Power小型机进行升级改造并通过Power VM构建其数据库云或称Power云。

(2) 将分中心及收费的X86服务器上收, 扩展其中间件云也可以叫X86服务器云。

(3) 通过 (1) 、 (2) 步的设计提升辽宁高速数据中心的稳固性及可扩展性, 并通过网络的相关优化及服务器、存储的升级使得辽宁高速业务效率大幅度提升。对辽宁高速的容灾数据中心进行建设, 并详细进行容灾方案设计及容灾演练等, 当需要进行容灾时可以快速切换。

(4) 异地备灾中心的设计。

(5) 生产数据中心与所有收费站之间的广域网链路加速及生产中心与容灾中心及异地灾备中心的广域网链路加速。

(6) 针对辽宁高速云计算数据中心的加固设计及整体优化咨询服务。

6.2 辽宁高速生产数据中心解决方案

辽宁高速的生产数据中心整合了原有的主中心及分中心、收费站的所有应用并通过三个部份即:IBM Power云, VMware X86云和后端的存储云实现生产中心的云计算基础架构。

采用IBM Power构建数据库应用主要是因为辽宁高速的TPCC需求即大量的随机的数据库请求, 需要更加强大的处理器来解决辽宁高速的数据库响应问题并更加快捷地提供应用。

针对辽宁高速数据库应用的高可用问题可采用:IBM的Power HA实现虚拟机之间的HA高可用保护, 数据库的高可用可通过Oracle RMAN来实现。

针对辽宁高速的数据库应用推荐采用两台IBM Power780实现, 并在以上服务器上分别创建多个基于AIX的虚拟机, 并以每个虚拟机一个实例为最佳。这样通过两台Powe780服务器即可实现原有的多个Power服务器组成的集群。

针对辽宁高速的中间件应用即:分中心与收费站的应用可通过X86服务器并通过VMware的虚拟化来实现。即时所有的分中心操作人员与收费站操作人员只需要操作数据中心下发给他们的虚拟机即可实现操作, 这样即实现了所有硬件资源、应用的上收还不影响原来的操作方式。

可通过在多台X86服务器上安装VMware Esxi来构建其虚拟化层, 并通过VMware的虚拟化层将所有的CPU、内存资源进行后端整合, 根据应用的实际需要创建相应的虚拟机并可以通过在前端放置负载均衡的方式对访问规模比较大的中间件应用进行负载均衡, 并通过VMware底层的高可用实现辽宁高速中间件云平台的高可用服务。

针对辽宁高速的后端数据存储推荐采用当今流行的统一架构存储实现即:针对高性能高IOPS访问需求的数据库应用采用SSD磁盘进行数据存储访问以实现数据库访问的高性能、高并发、随机访问, 并采用8Gb/s FC-SAN架构。针对VMware、Power VM的虚拟机可采用SAS磁盘及FC-SAN访问的形式。并将一部份SSD磁盘做为整个存储系统的后端Cache, 实现了统一的数据存储后即可通过后端存储系统的同步异步数据复制将存储中的数据容灾至同城DR中心及异地DR中心。

未来通过VMware的云平台即Automation Center即可实现Power VM及VMware所有的管理, 即时部署新的应用将从原来的数月变为数据分钟甚至数钞, 最终实现辽宁高速的IT即服务。

6.3 X86云

针对辽宁高速的中间件应用可通过VMware+X86服务器的方式构建其X86服务器云计算平台。目前辽宁高速有超过20台以上的服务器资源, 可通过升级最新服务器的配置如扩展内存、增加光纤卡等方式, 使得以上服务器更加适合于构建虚拟化平台。

即时原来所有的中间件应用将会以虚拟机的方式存放在生产数据中心, 分中心及收费的操作人员将通过远程桌面的方式对自己的虚拟机进行管理, 如某个收费的VM发生问题可通过模板克隆的方式进行快速部署, 这样大大减少辽宁高速对于X86服务器平台的运维压力。VMware资源池中的X86服务器需要升级配件或更换时只需要将所承载的VM在线迁移至其它服务器上即可。

虚拟化项目成功实施之后, 服务器数量、网络设备、机架、其它外设以及IT支撑设备会大量减少, 机房环境会变得更加易于管理并井井有条。

v Center是一个强大的集中虚拟化管控工具, 通过v Center可以管理到虚拟化涉及的方方面面, 纵观整个虚拟化架构也是基本功能。图6演示了通过v Center查看虚拟化架构拓扑的实景图。

从管理角度观察, 虚拟平台环境一目了然, 运行状态、功能信息等随时掌握。图7是通过管控中心v Center进行管理的界面演示。

图7中左边是硬件设备以及虚拟设备资产, 右边是状态信息以及各种配置信息等, 所有可管理的内容都容纳在v Center之中。

v Center是为了集中管理和监控虚拟机、实现自动化以及简化资源调配, 对所有物理服务器及其上的虚拟服务器进行统一管理的工具。

可以看到, 虚拟化集群之内的配置参数、运行状态、逻辑关系等等信息都可以一目了然地呈现出来。同时还可以针对集群定义所需要的高级功能, 如HA、v Motion、DRS等。如果集群之中出现硬件故障, 可以通过虚拟化快速恢复, 保证较高级别的业务连续性水平。

对于性能的监控、管理, v Center也极为便利, 可以根据需求定义需要监控的资产设备, 快速定位性能瓶颈或发现问题根源。

VMware还提供了Web客户端, 可以从全球任何位置以Web方式访问虚拟化平台v Sphere, 并且完成对数据中心的操控管理。

集中化的管控中心可以完成绝大部分的IT管理职能, 大大减少了琐碎的管理事务, 提高管理人员的生产效率。

经过一段时间的运行, 还可以进行“节能减排”带来的效益分析, 从绿色环保角度体会虚拟化带来的益处。

经过不断的利旧扩容, 或者采购高配置服务器, 逐渐扩大虚拟化的范围和规模, 最后形成“云计算”架构的IT基础框架, 达到提升IT管理水平的目的。

后期可通过VMware VCenter Operations Manager对未来虚拟化数据中心实现可视化的系统运维, 实现未来虚拟机故意预警, 问题快速解决, 及针对虚拟化资源消耗预期。

摘要：针对辽宁高速中心架构进行分析, 根据云计算技术的发展, 对辽宁高速的IT基础架构进行重新设计, 提高数据中心的智能化水平, 满足对数据中心的精细化管理的需求;为新业务系统的上线提供快速、高效的支持, 并提高后期系统的可维护性;解决目前系统瓶颈, 并满足未来可预见的扩容需要;对于辽宁高速新的数据中心的设计要立足于国家的云计算战略, 使得辽宁高速的数据中心实现云计算实现的IT即服务, 成为辽宁高速业务增长的助推器。

公路数据 篇8

道路项目的试检活动是开展品质检测活动时非常关键的一个措施。具体的讲, 在对其开展质检活动的时候, 很多都是将相关的检测信息当成是参考内容的, 同时获取的信息总数非常多, 很是混乱, 必然的存在一些不精准的信息。所以要切实的对此类信息开展综合分析之后才可以使用, 文章具体从信息的分析以及误差等两个层次讲述了相关的内容。

2 关于数据表达

2.1 图示法

该项措施在很多的项目技术中都得到了显著的使用, 它关键是以自身简明的特征合乎项目的发展规定。所谓的图示, 具体的说就是使用图形来展示测量的信息, 它的特征是非常的简单明了, 能够以非常明确的形式得知数据的变动特征。但是, 它也有一些不合理的地方, 就是说在图形之中无法精准的得知函数联系, 也不能够开展合理的分析。在使用这个措施开展数据处理活动的时候, 要切实的按照如下三个层次的规定来开展工作。

2.1.1 应该在坐标之中明确分度值和它的相关信息等。虽说这个要素的意义并非是非常的关键。

不过在开展文字描述的时候, 还是要确保方向和坐标是一致的。如果相同的坐标中有很多的信息一起描述的话, 就要布置一些差异, 这样的话就可以明确, 不应该发生信息无法辨别的现象。

2.1.2 认真的观测信息的精确性, 要确保它和坐标纸的尺寸等保持一致

假如分度非常大的话, 就会导致之前的信息不精准, 此时导致测量的精确性不高。假如分度非常小的话, 此时信息就会由于精确性太差而无法合乎相关的规定。

2.1.3 上面的内容对于项目工作者来讲, 是必须要知道的内容, 也就是说获取的信息一般是分散的, 不过在具体的设置图纸的时候, 必须要使用曲线来描述, 确保它们能够以一条非常平顺的曲线并非是弯折的线路来展示。虽说此时图纸中的许多点的方位和具体的信息之间不一样, 存在一定的误差, 不过总的精确新得到了显著的提升。当精确性非常高端时候, 其获取的信息毕竟是存在于平顺的曲线之中的。当精确性不是很好的时候, 可以尽量选取一条靠近最多点的曲线进行描绘。

2.2 表格法

这个措施的使用性最高。在许多的测试活动中, 首先要做的就是把获取的信息变为表格。进而对其再次的分析。但是, 这个措施也有一定的不利性。第一, 它表示的信息毕竟非常少, 无法精准的体现出函数内容, 无法明确信息的各种变量间的关联。第二, 其容易明确, 不过对于深层次的分析来讲并不是很合理。表格具体来说主要有试验检测数据记录表和试验检测结果表两种。试验检测数据记录表相比之下要丰富一些, 它包括多方面的内容, 如检测目的、内容摘要、监测数据和仪器设备等, 是一个原始数据的记录。

2.3 经验公式法

某些曲线在做出来以后, 通过直观的观察就能看出其与某些特定的函数有相像之处, 通常把在这种情况下与曲线对应的那个函数称为经验公式。前文所述, 所获得的数据都是可以用曲线来表示其内在函数关系的, 但并不包括所有的数据。事实上, 用一个公式来表达所有数据之间的关系是最为简明扼要的, 便于直接获取自变量与应变量之间的关系, 可以直接进行数学运算, 还可以进行更深入的研究和探析, 是非常理想的一种数据处理方法。在使用经验公式法时, 首先要解决一系列的问题, 即如何建立公式、建立一个什么样的公式、如何让公式最大程度地表示所获取的数据等。其具体的步骤是:

2.3.1 描绘曲线以自变量为横坐标。应变量为纵坐标, 将所获取的数据一一描绘到坐标纸上, 然后按照前文所描述的原则和方法描出一条曲线。

2.3.2 分析曲线对所描出的曲线进行观察和分析, 以此为依据来确定所选用的公式形式, 一般来说, 如果所描曲线为一条直线的话, 就可以直接用一元线性回归方程来确定直线方程。如果所描曲线是一条曲线, 那就需要根据曲线的形态、特点来确定曲线类型。

2.3.3 曲线化直在曲线的具体类型确定后, 就可以通过将方程两边同时取对数的方法将其化为直线方程, 然后再继续按照一元线性回归方法来处理。

2.3.4 确定公式常量y=b+ax表示的是所测量数据的直线方程或是化直后的直线方程, a和b都是通过在方程中代入实测的数据解方程组得到的。

3 误差的表示

根据误差表示方法的区别, 将误差分为绝对误差和相对误差。绝对误差是指实测值与真值之差。但要认识到一点, 真值通常是不可能得到的, 因此绝对误差也无法确定。在实践中, 只能应用精度较高的仪器来进行测量, 所得到的数据称为实际值。实际值相对来说就更接近于真值, 以此来代替真值进行计算。绝对误差的首要性质就是有单位, 与被测值的单位一致;其次就是绝对误差表示的是实际的偏差, 但无法确切知道所测得误差的精确程度。

对于相对误差来讲, 它并非是具体的内容, 是一种比对内容。它的优点是其不但能够体现绝对的误差, 同时还能够体现具体测量活动中的精确性, 而且能够体现出其方向。身为比值, 它不存在单位, 通常是用百分比的形式来体现的。

3.1 关于误差的出处

在开展工作的时候, 要有这样的一种认知。即误差是必然会存在的, 要通过多种措施来降低, 但是并无法完全的消除掉。不管是多么精确的设备, 多么细致的工作者, 都无法防止其发生。导致问题的要素非常多, 比如装置不合理, 环境改变, 工作者的活动影响等等。在具体的工作中, 导致问题的缘由非常多。

3.2 关于其类型

前文将误差根据其表示方法分为了绝对误差和相对误差。在这里再根据其性质的差异将其分为系统误差、随机误差和过失误差。

系统误差是指在相同条件下多次重复试验时表现出的规律性的偏差。系统误差在试验开始前就已经存在, 在试验过程中始终偏离至同一个方向不变, 所以比较的易于得知, 要进行多次的测试, 积极的分析, 明确其中的发展方向, 在测试信息中就可以积极地改正。它只可以改正, 并不无法去除。

随机误差是由很多难以避免的微小因素引起的, 无规律.影响不大。通常来说, 经多次重复试验, 并运用概率论与数理统计等方法就可以进行分析和处理。

过失误差是人为主观因素导致的。比如不正确读数, 不正确的计算等等, 通常来讲, 存在这类现象的信息必须要弃用。在开展测试活动的时候, 要尽量的避免其发生, 也就是说它是能够通过一些注意细节而不出现。

4 结束语

具体的讲, 项目试测数据的处理活动在总的活动中占据的分量非常高。要想确保项目的建设品质优秀, 就要积极地开展信息的处理活动。在开始试验的时候, 必须要切实的结合有关的规定, 做好信息的搜集和记载等活动, 确保后续的工作能够顺畅的开展。文章就是在分析了上述内容的前提下, 论述了试测时期信息处理中面对的一些不利现象以及具体的应对方法等。

参考文献

[1]孟岩.浅析加强公路工程试验检测工作的重要性[J].科技致富向导, 2011, (29) :351.[1]孟岩.浅析加强公路工程试验检测工作的重要性[J].科技致富向导, 2011, (29) :351.

公路数据 篇9

高速公路是经济社会发展到一定阶段的产物, 作为经济与社会发展重要的基础设施, 高速公路是我国走向现代化的标志。在20世纪20年代, 高速公路首次在意大利与德国等西方国家出现。20世纪20年代意大利修建了米兰到莱克斯的高速公路, 20世纪30年代初期德国又修建了波恩到科隆的高速路。紧随其后在50年代美国等国家对高速路的建设已有大规模的发展计划。2010年国际道路联合会公布, 截止到2008年底全球高速公路总里程达26.2万km。高速公路通车里程前五名的国家有中国, 加拿大, 美国, 西班牙和德国。怎样才能提高高速公路的行驶效率, 有效缓解收费区拥堵的问题, 已成为高速公路运营管理所面临重大课题。电子不停车收费 (ETC) 的推广和应用, 是解决这一问题的重要方式。

2 ETC发展概况

不停车的收费体系又称为电子收费体系 (ETC) , 指的是利用车辆自动识别 (AVI) 技术完成对车辆与收费站之间无线数据的通讯, 来进行车辆自动识别和相关收费数据交换, 通过处理计算机网络收费数据, 实现了不停车自动收费的全电子收费体系。ETC体系是专用短程通信 (DSRC) 的车辆自动识别技术来完成车载标签 (OBU) 与收费车道路侧读写单元 (RSU) 之间无线数据的通讯。其中OBU存储车辆标识码与其他相关车辆属性的数据起到了标识车辆身份的作用。与此同时, 接收与记录由RSU发送的相关数据。RSU用于读取OBU内车辆的信息, 又对数据进行了预处理。

ETC作为智能交通系统的重要组成部分, 是国际上正在努力开发和推广一个种用于道路, 桥梁和隧道电子自动收费技术。国外实施的ETC实践已经证明, 采用电子收费系统可以从根本上解决人工费用造成的交通堵塞和问题, 大大提高道路通行能力, 减少因汽车停车场收费造成的能源消耗和尾气排放造成的环境污染。ETC体系的优点可以归纳以下几点:有效的提高了收费工作的效率, 缓解了收费道口的拥堵, ETC体系致使收费操作通过电子信号在机器与机器之间以极快的速度运行, 避免了之前人与人之间交互实物的繁杂, 很大程度上提高了工作效率。ETC车道的平均通行能力比人工收费车道通行能力提高近4倍左右, 进而减少了在过站时车辆拥堵现象的发生。根据研究可以有效减少对环境的污染, 车辆在加速与启动的时候, 油耗最多, 对环境的污染也是最大的。因为ETC车道并不需要车辆频繁的启动与停止, 没必要的油耗和轮胎的损耗将降至最低, 车辆废气的排放将减少。ETC采用电子账户支付方式来减少现金带来的风险, 减少了司机与乘客现金的携带, 有效的避免了路途中现金的遗失。因此在收费站中的现金会减少很多, 甚至杜绝了舞弊事件, 侵吞国家财产与抢劫等事件的发生。采用ETC收费模式后, 能够有效降低管理运营的成本, 减少收费工作人员, 降低人工的管理成本, 可以缓解当前收费岗位人力短缺的局面, 进而降低运营管理成本。

3 数据选取与预处理

3.1 数据的选取

某高速公路位于某市的东部, 自2006年建成通车以来, 现今日均车流量达到2万辆车次。选取某高速公路2010年ETC系统300万条收费数据为原始数据, 根据实际的需要以及DB44的要求, 选取如表1中字段数据构建的数据仓库。

3.2 数据的预处理

以记录的形式存储在数据库中, 每条记录对应了车辆的出入口的信息我们称之为ETC收费数据。在预测的过程中, 这些数据属于噪声数据, 对预测结果会产生干扰, 所以进行挖掘数据之前, 要对原始数据进行预处理, 这是建分析模型的前提。数据预处理的主要过程包含两点, 数据的清里:噪声记录数据清除, 包括重复的扣费, U型车与超时等事件。数据的聚集:把收费数据按ETC系统对车载标签车牌识别信息进行聚集, 建成ETC路径序列事务数据的仓库DSDB。

4 ETC交通量多维预测模型研究

采用模型与算法, 对采集到的数据进行了分析研究, 及时预测未来时间内的交通情况, 我们称为交通量预测。交通量的预测是交通运输规划与管理中重要的问题, 同样也是正确制定交通控制的重要的前提。因为在人-车-路所构成的交通体系里存有很多不确定因素造成交通量具有很高的非线性特征, 能够准确预测并不是很容易的。交通量预测的主要模型有时间序列模型, 线性回归模型与神经网络模型等等。

对时间序列的分析是一种动态的数据处理统计方法, 可以根据过去的变化来预测未来的发展趋势。该方法是基于随机过程理论和数理统计方法, 对随机数据序列的统计规律性进行跟踪, 解决实际问题。它的前提是承认客观事物发展的延续性同时考虑事物的发展的随机性, 利用过去的历史数据, 同时时间序列中每个观测值的大小, 是各种影响因素在共同作用综合的结果。这些因素造成了时间序列数据通车具有以下四个特点:趋势性:时间序列随着时间的进展或自变量的变化, 呈现出缓慢而持续上升的趋势, 但幅度的变化很可能不相等。季节性:某些因素由于外部影响与自然季节交替出现高峰和低谷的周期性波动。随机性:个人波动是一个随机波动, 但总体呈现统计规律。综合性:实际变化的趋势是几个波动叠加或组合在一起。

自回归移动平均求和模型是一种常用的时间序列模型。近些年来, 国内外一些学者开展利用ARIMA模型对高速公路交通流的预测, 有些学者实现了模型的识别, 建立, 预测过程与选择, 结果表明, 季节性ARIMA模型具有较高的预测精度;考虑高速公路交通量每月的季节周期特征, 在公路交通量预测中构建季节性ARIMA模型。运用小波分析理论对城市路段时间间隔为5min的152个交通量数据进行降噪处理, 此外采用ARIMA模型来预测交通量, 结果表明该方法可以用来实时预测交通动态。因为大多数研究都是基于单路段的统计数据。所以对模型的预测在推广和应用上往往有许多局限性。公路收费数据包含大量的原始资料记录, 用于车辆通行, 具有统计数据和信息服务功能, 可提供给其他智能交通应用子系统。如何利用这些数据中包含的时间与空间维度信息, 准确预测网络中的多维度交通量, 已成为公路管理部门迫切需要解决的问题。常规交通量统计方法一般采用计费系统集成报表工具, 通过语言对原收费数据库查询实现结构化查询;而对于交通量的预测一般都是根据统计时间间隔选择不同的算法来对交通量进行模拟和预测。数据仓库结构图如图1所示。

联机分析处理与数据挖掘的有效结合称为联机分析挖掘。一方面采用多维数据模型, 依据实际需要选择维度指标对交通量预计算聚合, 提升了查询响应速度与计算的能力。另一方面能够依据实际挖掘需求的灵活选择或添加挖掘算法与可视化的工具, 为用户动态更新不同的挖掘任务提供了灵活性与可靠性。此项研究提出了一种依据OLAM技术利用收费的数据实现交通量多维度的预测。首先选取了恰当的时间与空间等对原始收费数据建立多维数据模型, 实现了交通量多维度的统计;再依据预测需要选取多维统计结果作为序列的数据样本;最后利用所建立的预测模型实现了交通量的多维度预测。

5 结束语

伴随我国的ETC系统的推行, 高速公路管理部门累积大量原始数据, 在这些记载着车辆通行信息数据内蕴含着丰富的内在关系和隐含信息, 怎样从大量的数据中获取有用信息, 提高管理决策能力, 是主要迫切解决的技术问题。本文为高速公路管理部门提高ETC的管理和服务水平提供了理论依据和参考。

摘要：经济社会的快速发展, 中国高速公路的建设取得了十分举目的成就, 但同时高速公路也面临着交通的需求快速增长与服务能力滞后的问题。怎样从大量数据中取得有用信息, 提高管理决策的水平, 是解决技术问题的关键。本文研究了怎样通过ETC收费数据进行有效整合, 通过对车辆通行行为预测模型的建立, 为高速公路管理部门提供了理论的依据。

关键词：高速公路,数据挖掘,ETC

参考文献

[1]林思, 熊文华, 徐建闽.基于决策偏好的ETC系统评价指标体系及评价方[J].城市交通, 2008, 6 (1) :81~85.

[2]刘伟铭, 李蓉.ETC系统收费费率折扣优化方法[J].华南理工大学学报 (自然科学版) , 2005, 33 (4) :63~68.

[3]刁洪祥.基于模糊C-均值聚类的ETC系统客户的逃费分析研究[J].企业技术开发, 2005, 24 (10) :8~10.

[4]刁洪祥.基于稳定遗传神经网络的ETC系统客户逃费分析[J].电脑与信息技术, 2006, 14 (4) :16~19.

[5]刘勇, 刁洪祥, 刘伟铭.基于改进的模糊决策树ETC系统客户欺诈分析研究[J].交通与计算机, 2006, 24 (2) :1~4.