高速公路网ETC门架数据融合感知与智能监测预警应用

　　一、总体介绍

　　围绕“服务国家重大战略实施，强化路网服务功能，优化交通运行效率，完善应急体系，确保路网安全畅通便捷高效”总体目的，吉林省高速公路集团有限公司积极研发构建“可视、可测、可控、可服务”的高速公路网监测预警管理体系。通过对对于ETC门架、收费站车道、服务区出入口等关联的视频、气象等多源时空数据，实施深度融合计算处理分析，旨在实现高速公路交通流运行状态的实时感知及精准识别，主动识别交通异常并预警。研发高速公路网ETC门架与多源数据融合算法，研制基于ETC门架数据融合的高速公路网监测预警分析技术与相应模型，落地于体系化的管理服务系统平台，形成典型场景驱动的数据分析基础能力，结合实地示范优势条件进行创新，完成以监测预警业务为目标的ETC门架多源数据应用实践。

　　利用大数据分析技术，对海量的ETC门架数据进行清洗、融合和深度挖掘，以识别潜在风险和异常模式。预警模型能够持续学习和优化，逐步提高预警的精准度和响应速度，提升ETC门架数据的安全应用价值，为实现智能化监测预警提供强有力技术保障。

　　通过高速公路网ETC门架数据融合感知与智能监测预警应用示范，对ETC门架、收费站车道、服务区出入口等多源时空数据，开展大数据关联分析应用，对高速公路车辆行驶轨迹进行拟合，建立高速公路交通流运行状态的实时感知及精准识别，主动识别交通异常并进行分类分级预警，事中辅助道路管理人员进行事件溯源分析并通过人工方式对事件进行确认，事后辅助判别灾毁等。

　　二、主要做法

　　通过整合ETC门架数据和视频、气象等多源时空数据，本技术能够实现对典型路段交通流运行状态的全面感知和智能预警，满足交通管理部门对高速公路安全、高效运营的需求。在高速公路的关键路段和节点，如交通枢纽、事故多发区、拥堵常发区等，实时采集过往车辆的通行数据，包括车牌号、通行时间、车速、车型等关键信息。同时，整合视频点位、气象站等数据源，形成更为全面的数据基础。

　　1.搭建一套高效、稳定的数据采集、传输、处理、分析和展示平台。采用分布式架构，确保系统高可用性和可扩展性。数据采集模块负责实时接收来自各数据采集点的数据，并进行初步的处理和校验，确保数据的准确性和完整性。数据传输模块采用高效的数据传输协议和加密技术，确保数据在传输过程中的安全性和实时性。数据处理模块运用大数据算法和模型，对海量数据进行深度挖掘和分析，提取出有价值的交通流运行特征信息。数据分析模块基于处理后的数据，进行交通流分析、异常事件识别、风险预警等操作，为管理人员提供决策支持。数据展示模块通过大屏可视化平台，将分析结果以图表、报表、地图等多种形式直观展示，便于快速了解路网运行状态和异常事件。

　　2.高性能服务器和存储设备配置。配置高性能的服务器和存储设备，确保数据的安全性和高效性。具备良好计算能力和存储扩展性，以满足大数据处理和分析的需求。存储设备采用高可靠性的存储技术，如RAID、备份等，确保数据的可靠性和可用性。

　　三、取得成效

　　建设“四个一”，即1套高速公路网ETC门架与多源数据融合算法，1套高速公路网监测预警预测分析模型，1个高速公路网监测预警分析综合系统平台，1个高速公路网监测预警应用场景库。

　　利用ETC门架、视频监控、雷达、互联网浮动车等多维感知及融合技术，从而获得更准确实时的动态交通信息，赋能全闭环应急指挥调度、全方位运行监测预警、跨部门协同指挥，实现处置信息速达，交通拥堵大幅下降，高速公路应急事件处置效率快速提升。针对大流量路段，通过基于数据驱动的智能流量管控技术，提出监测预警应用场景，实现路段信息实时可知、拥堵智能可控、事件快速处置，降低大流量路段事故率，提高日均断面流量，全面提升高速公路网整体通行效率和安全性。

　　(一)实施效果

　　通过实时监测和预警交通异常事件，有效降低了事故率和拥堵率。根据数据统计，大流量路段事故率下降≥15%，交通拥堵率下降≥10%，道路通行能力得到了显著提升。通过统一管理感知设备，提高了设备维护效率和使用寿命，运行管理支撑层面作用突出，实现了良好的降本增效目标。通过大屏可视化平台直观展示路网运行状态，辅助决策制定。管理人员能够快速了解路网运行状态和异常事件，及时做出决策和调整，提高了管理效率和服务水平。

　　(二)示范效应

　　通过整合ETC门架数据和多源时空数据，实现了高速公路交通流运行状态的全面感知和智能预警，为高速公路监测预警智能化提供了新思路和新方法，并具有可复制、能落地、易实施等显著优点。同时，项目成功入选交通运输部“高速公路监测预警应用示范揭榜(第二批)名单，未来该技术成果有望在全行业更广范围推广应用，助力高速公路监测预警技术的智能化升级发展。