淺談高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

吳文茂　覃宏秋

【摘 要】文章分析了高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)的顯著特征，探討了當(dāng)前高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)在應(yīng)用管理過(guò)程中存在的問(wèn)題和需求，從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)挖掘分析和可視化展示5個(gè)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵流程，設(shè)計(jì)了高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理平臺(tái)的總體架構(gòu)和主要功能，對(duì)高速公路服務(wù)區(qū)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效的統(tǒng)一管理和深度挖掘分析應(yīng)用，支撐高速公路智慧服務(wù)區(qū)建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】高速公路服務(wù)區(qū);大數(shù)據(jù);應(yīng)用管理平臺(tái)

【中圖分類號(hào)】TP311.13 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）07-0049-02

大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一種重要的戰(zhàn)略資源，通過(guò)運(yùn)用大數(shù)據(jù)可以提升國(guó)家、社會(huì)及企業(yè)的治理現(xiàn)代化能力和水平，甚至是可以培育新的業(yè)態(tài)，培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，壯大數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。高速公路服務(wù)區(qū)是高速公路的重要組成部分，隨著信息技術(shù)的普及和發(fā)展，高速公路服務(wù)區(qū)也逐步發(fā)展成為以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、信息化為特色的經(jīng)營(yíng)管理、休閑娛樂(lè)、增值營(yíng)銷、電子商貿(mào)等業(yè)態(tài)豐富、功能齊全的新型服務(wù)區(qū)。在不斷持續(xù)的信息化投入和建設(shè)下，高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)了業(yè)務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)中積累了大量的數(shù)據(jù)，迫切需要對(duì)這些數(shù)據(jù)資源實(shí)施科學(xué)有效的治理和集中管理，成為企業(yè)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)和戰(zhàn)略資源，通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)挖掘分析應(yīng)用，有效地支撐高速公路服務(wù)區(qū)的數(shù)字化、智慧化、現(xiàn)代化的建設(shè)。

1 高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)的特征

大數(shù)據(jù)泛指無(wú)法用傳統(tǒng)信息技術(shù)和軟硬件工具對(duì)其進(jìn)行獲取、管理和處理的巨量數(shù)據(jù)集合，具有海量性、多樣性、時(shí)效性及可變性等特征，高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)作為重要的大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，其主要特征如下。

（1）數(shù)據(jù)規(guī)模龐大。除商業(yè)經(jīng)營(yíng)及日常事務(wù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)外，還有大量的監(jiān)控?cái)z像頭、傳感器占據(jù)大量的數(shù)據(jù)空間，一般每天的數(shù)據(jù)量可以達(dá)TB級(jí)以上。

（2）數(shù)據(jù)類型多樣。數(shù)據(jù)來(lái)源多樣，數(shù)據(jù)類型豐富，包括各類監(jiān)控?cái)z像頭采集的視頻、抓拍的照片，以及各類文本、表格等結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)價(jià)值較低。盡管高速公路服務(wù)區(qū)每天的數(shù)據(jù)量都呈現(xiàn)海量的增長(zhǎng)、積累、沉淀，但是能夠發(fā)揮出價(jià)值的數(shù)據(jù)非常少。以監(jiān)控?cái)z像頭采集的視頻為例，其中能夠利用的一般也就幾秒，但是占據(jù)大量的數(shù)據(jù)空間。

2 高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著政府越來(lái)越重視智慧公路建設(shè)，高速公路服務(wù)區(qū)信息化也得到快速的建設(shè)發(fā)展，信息化建設(shè)在高速公路服務(wù)區(qū)的經(jīng)營(yíng)管理、商業(yè)運(yùn)營(yíng)、應(yīng)急服務(wù)、安全管理、公眾出行信息服務(wù)等層面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，同時(shí)高速公路服務(wù)區(qū)業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)、智能感知設(shè)備設(shè)施等不斷完善，積累了大量的數(shù)據(jù)。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，雖然高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)了各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)并積累了大量的數(shù)據(jù)，但是在高速公路服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用方面由于各種原因，還存在著較大的問(wèn)題，具體表現(xiàn)如下。

（1）數(shù)據(jù)孤島嚴(yán)重。高速公路服務(wù)區(qū)的信息化建設(shè)缺乏頂層和整體的規(guī)劃設(shè)計(jì)，都是采用積木式的迭代演進(jìn)，系統(tǒng)比較零散，系統(tǒng)各自孤立，數(shù)據(jù)架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)等不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)信息難以共享。需要整合高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)部及其與交通、氣象、旅游等其他單位部門(mén)的數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)、跨系統(tǒng)、跨域的數(shù)據(jù)共享與交換，解決各系統(tǒng)各自獨(dú)立、信息孤島分布、信息難以共享的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高速公路服務(wù)區(qū)信息數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和融合共享。

（2）數(shù)據(jù)質(zhì)量較差。由于數(shù)據(jù)孤島及缺乏有效的治理，因此高速公路服務(wù)區(qū)的數(shù)據(jù)存在質(zhì)量參差補(bǔ)齊、標(biāo)準(zhǔn)缺失、信息安全突出等問(wèn)題，沒(méi)有足夠的高質(zhì)量、可靠有效的數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)應(yīng)用不足。由于數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)孤高及缺乏大數(shù)據(jù)解決方案等因素，因此高速公路服務(wù)區(qū)設(shè)施狀態(tài)數(shù)據(jù)、人流及車流量、運(yùn)營(yíng)管理和商業(yè)經(jīng)營(yíng)等數(shù)據(jù)資源價(jià)值還沒(méi)有得到很好的發(fā)掘，還不能很好地滿足高速公路服務(wù)區(qū)運(yùn)營(yíng)監(jiān)管、安全管理、公眾出行信息服務(wù)、“服務(wù)區(qū)+旅游”等方面的大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

3 高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理的需求

綜合分析目前高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)存在的現(xiàn)狀問(wèn)題及對(duì)數(shù)字化、智慧化、精細(xì)化的現(xiàn)代高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)需求，高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理的總體需求和要求是構(gòu)建統(tǒng)一的高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，滿足如下需求。

（1）打通數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合共享。通過(guò)梳理和建立統(tǒng)一的系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)、建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與接口等方式，打破高速公路服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)高速公路服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、融合共享。

（2）治理數(shù)據(jù)，提供大量高質(zhì)量數(shù)據(jù)。通過(guò)開(kāi)展全方位的數(shù)據(jù)治理工作，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)的挖掘分析應(yīng)用提供結(jié)構(gòu)化、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集。

（3）挖掘數(shù)據(jù)，支撐智慧服務(wù)區(qū)建設(shè)。通過(guò)大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合高速公路服務(wù)區(qū)各場(chǎng)景應(yīng)用，充分挖掘分析數(shù)據(jù)，為高速公路服務(wù)區(qū)的各項(xiàng)智慧化管理和服務(wù)提供大數(shù)據(jù)解決方案。

4 高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)

（1）總體架構(gòu)。高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理平臺(tái)遵循先進(jìn)、實(shí)用、開(kāi)放與共享的設(shè)計(jì)原則，從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)挖掘分析和可視化展示的邏輯構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)，建立管、控、視一體化智能管理體系，實(shí)現(xiàn)高速公路服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)整合、管理、挖掘分析、輔助決策等應(yīng)用服務(wù)。平臺(tái)的總體架構(gòu)如圖1所示。

高速公路服務(wù)區(qū)的數(shù)據(jù)來(lái)源多樣，包括商業(yè)經(jīng)營(yíng)、日常事務(wù)管理等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，通過(guò)視屏監(jiān)控采集的人臉、車臉和各類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，以及來(lái)自交通、氣象、旅游等其他單位部門(mén)的數(shù)據(jù)資源，如氣象數(shù)據(jù)、旅游景點(diǎn)數(shù)據(jù)等。①數(shù)據(jù)采集層。采用Flume/Kafka的混合數(shù)據(jù)采集架構(gòu)，構(gòu)建分布式、多源、多維的高速公路服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)采集能力，滿足高速公路服務(wù)區(qū)監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)和離線采集。②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器MPP集群、非關(guān)系型Hadoop服務(wù)器集群，搭建統(tǒng)一的高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，分別對(duì)高速公路服務(wù)區(qū)海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)高速公路服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)的集中管理。③數(shù)據(jù)治理層。數(shù)據(jù)治理是保證數(shù)據(jù)質(zhì)量和分析結(jié)果準(zhǔn)確的前提。通過(guò)數(shù)據(jù)治理實(shí)現(xiàn)不同來(lái)源、不同類型高速公路服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)修復(fù)、統(tǒng)一規(guī)范、萃取及標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換任務(wù)，降低數(shù)據(jù)信噪比，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，向上提供結(jié)構(gòu)化、高質(zhì)量的高速公路服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)集。④數(shù)據(jù)挖掘分析層?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)對(duì)高速公路服務(wù)區(qū)設(shè)施狀態(tài)數(shù)據(jù)、人流及車流量、運(yùn)營(yíng)管理和商業(yè)經(jīng)營(yíng)等資源數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚整合、分析挖掘，滿足服務(wù)區(qū)運(yùn)營(yíng)監(jiān)管、安全管理及公眾出行服務(wù)需求的高速公路智慧服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。⑤展示層。展示層主要通過(guò)微信公眾號(hào)公眾服務(wù)平臺(tái)前端、觸摸查詢一體機(jī)前端、網(wǎng)頁(yè)端等，將通過(guò)大數(shù)據(jù)建模和分析的成果等以大數(shù)據(jù)可視化進(jìn)行整體展示，滿足高速公路服務(wù)區(qū)管理者、公眾等不同主體的關(guān)注點(diǎn)和信息需求，讓高速公路服務(wù)區(qū)的管理運(yùn)營(yíng)一目了然。

（2）主要功能。①采集功能。支持?jǐn)z像頭、傳感器等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、離線采集，支持傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的采集。②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。支持TB級(jí)別的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并提供數(shù)據(jù)的安全管理、容災(zāi)備份、訪問(wèn)權(quán)限控制等。③數(shù)據(jù)處理功能。支持?jǐn)?shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換、分類、清洗等預(yù)處理，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化、高質(zhì)量的大數(shù)據(jù)集。④數(shù)據(jù)治理功能。支持?jǐn)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)調(diào)度、數(shù)據(jù)生命周期、數(shù)據(jù)共享（發(fā)布）、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全及數(shù)據(jù)操作等數(shù)據(jù)管理。⑤數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。支持經(jīng)營(yíng)分析報(bào)表、車流客流實(shí)時(shí)熱地圖、能耗預(yù)警分析圖、車隊(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控圖、應(yīng)急指揮調(diào)度動(dòng)態(tài)圖等大數(shù)據(jù)挖掘分析應(yīng)用。⑥數(shù)據(jù)基礎(chǔ)查詢和展示。對(duì)所采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)的查詢，并利用基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)/挖掘功能，通過(guò)可視化技術(shù)將有用的信息展現(xiàn)于大屏幕或WEB界面中，便于實(shí)時(shí)掌握服務(wù)區(qū)狀況及合理調(diào)度資源，輔助決策，真正做到大數(shù)據(jù)服務(wù)于高速公路服務(wù)區(qū)。

5 結(jié)語(yǔ)

黨的十九大提出交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)，其中一點(diǎn)重要建設(shè)內(nèi)容是“大力發(fā)展智慧交通。推動(dòng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級(jí)計(jì)算等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合”。無(wú)論是智慧交通還是智慧服務(wù)區(qū)建設(shè)，其中都以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素，數(shù)據(jù)貫穿建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理平臺(tái)能夠?yàn)楦咚俟贩?wù)區(qū)的各類數(shù)據(jù)提供采集、存儲(chǔ)、治理、挖掘分析等功能應(yīng)用，推動(dòng)建設(shè)高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)中心，加速高速公路服務(wù)區(qū)大數(shù)據(jù)的挖掘分析應(yīng)用，加快大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)與交通運(yùn)輸行業(yè)的深度融合，加快高速公路智慧服務(wù)區(qū)建設(shè)，建設(shè)人民滿意的交通。

參 考 文 獻(xiàn)

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