广东省高速公路联网数据的可视化研究

杨鹏　程坤　郭雨洁

摘 要：高速公路网络作为地区间高效快速的联系形式，随着信息技术进步，实现了网络和数据互联，为高速公路联网收费大数据视角下探究交通流动提供了有效的数据支撑。利用Tableau为大数据分析以及可视化提供技术支持，以广东省高速公路2016年至2018年收费站间出发地—目的地（O-D）数据为支撑，探究区域交通流动特征。

关键词：高速公路;联网收费;大数据;可视化

0 引言

随着我国高速公路的快速发展，联网收费系统已经日趋成熟。高速公路联网收费数据实现对进出车辆的相关信息进行不间断、实时、连续的观测、记录和存储，从而通过联网收费系统获取的大量交通数据，为从高速公路流量视角探讨区域交通流动提供了有效的数据支撑。广东高速公路正式实现“一张网”联网收费以来，积累了海量的收费站间出发地—目的地（O-D）数据，这些运行数据是地区发展、区域间联系最真实的直观反映。

高速公路每时每刻都将产生巨量且类型多样的运营数据，包含空间数据、出入口流量数据和收费数据、卡口数据以及高速公路运行状况数据等。数据量庞大并不是目前大数据的主要难点，真正的挑战在于数据类型的多样性、不确定性以及对数据处理的即时性的要求[1]。目前，用传统技术难以在合理时间内管理、处理和分析，因而无法得到数据包含的全部有价值信息，对于发掘、利用交通大数据自身的价值，是重点和方向[2]。

本文利用大数据可视化手段，以时间和空间为切入点，对广东省高速公路路网联网数据进行不同粒度时空分析，利用Tableau可视分析数据智能工具对数据分析进行可视化展示。可视化作为一种统计学工具特别是伴随大数据分析而崛起的技术分支，用于创建一条快速认识数据集的捷径，正逐步成为一种令人信服的表现与沟通手段[3]。

1 数据准采集

高速公路联网收费数据分为静态数据和动态数据，静态数据一般指长期不会变动的数据表，如区域编码表、站编码表、广场编码表、车道编码表、费率表等。动态数据指变化较为频繁的表，如出口流水表、入口流水表、卡动态表及一些统计表等[4]。

2 数据处理

高速公路原始数据主要包含入口数据、出口数据、路径数据、车辆数据、收费数据、管理数据和冗余数据。在选用的关键数据中，除了可以直接看到的显示数据外，这些数据还隐含了一些其他数据内容。配合适当的方法以及相关数据，可以提取出这些隐含内容，主要包括：路段数据、地点数据、车型数据、超限数据、日期时间数据[4]。

基于2016年至2018年一、二月份广东省高速公路联网运行数据，提炼并对所需要的数据进行预处理。

2.1 数据过滤

收费数据中不仅包括进行数据应用处理所需要的各种数据，还包括了不需要的其他数据：收费数据、管理数据和冗余数据，因此需要对数据进行过滤。

2.2 数据处理

在进行数据预处理时，需注意进行预处理的数据之间的先后关系。有部分数据属于独立数据，例如：当量交通量，不论先处理或者后处理均无关系。也有一部分数据是属于依赖关系的数据，例如：地市级OD交通量，必须按照特定的先后顺序处理，才能保证得到正确的处理结果[5]。

（1）创建字段。高速公路联网收费数据的可视化是在时空维度的展示，因此，利用收费站作为车辆在网络中运行的标识，将站点信息按照行政区域采用四级编码，有助于地市级或区域交通量聚类分析。高速公路收费站如表1所示。

（2）创建计算字段。按照高速公路车型划分利用当数量创建计算字段，在此基础上利用Tableau进行聚合分析，计算字段可按照公路工程技术标准有关要求设定。

INT（If [车型]=1 Then [车流量]*1

ELSEIF [车型]=2 Then [车流量]*1

ELSEIF [车型]=3 Then [车流量]*1.5

ELSEIF [车型]=4 Then [车流量]*2.5

ELSEIF [车型]=5 Then [车流量]*4

END）

3 联网收费数据可视化分析与应用

3.1 区域交通量分析

将广东省高速公路联网收费数据按照珠三角、粤西、粤东、粤北聚合分析，区域间高速出行总量呈两极分化，珠三角地区高速出行量（O-D一端或全部在珠三角地区）占全省高速出行总量的80%以上，2018年珠三角、粤西、粤东、粤北高速出行总量分别为84.3%、3.8%，3.9%和8.0%，说明珠三角地区为主要交通发生源。

3.2 地市级交通量排名分析

广东省区域交通出行需求不均衡，但地市级出行需求稳定的特点。聚焦地市级交通出行需求，珠三角核心城市广州、深圳、佛山和东莞高速出行量占据前列。珠海市虽是广东省面积最小的城市，但以特殊的地理位置和优越的旅游资源，高速出行总量仍超过粤东西北地区各市，这反映出社会发展水平、经济规模和资源禀赋是选择高速出行的重要因素。

3.3 区域出行需求分析

珠三角城市内部存在很强的交通联系，其中广州-东莞-深圳为主要交通走廊，日均流量达到103万当量数。此外，广东市、深圳市以及东莞市内部的高速出行量级巨大，分别为4.1亿、5亿、0.8亿，分别占出行量的65.1%、77.5%和38.8%。此外广佛也是主要高速走廊。

3.4 高速公路网络发展趋势

珠三角地区高速公路发达，其中水官高速、广深高速、机场高速是最“繁忙”的高速公路。回顾广东省公路发展历程，首先是实现珠三角地区城市间的互联和融合，随着珠三角经济向外辐射，高速公路网络同步向粤东西北延伸，高速公路网络发展可以反映出区域经济外溢和城市群融合的历程。

4 结论与展望

本文利用广东省高速公路联网收费数据进行可视化研究，可以看出广东省高速公路出行需求分布存在一定的不均衡性，同时，核心城市间交通走廊效应十分明显，但对城市发生水平与交通出行需求间的内在联系未进行定性分析，因此，在未来结合经济发展、路段阻抗等因素，对区域间交通联系强度进行多维分析，为高速公路需求管理提供多种技术手段。

参考文献：

[1]李洁.大数据发展趋势[J].电子技术与软件工程，2017

（22）：178-180.

[2]顾承华.交通大数据关键技术研究[J].交通与运输，2015（2）：49-53.

[3]李伟，周峰，朱炜，等.轨道交通网络客流大数据可视化研究[J].中国铁路，2015（2）：94-98.

[4]曹峰.高速公路联网收费数据的分析與应用[R].第十届中国高速公路信息化管理及技术研讨会，2008.

[5]朱勇.浅谈高速公路收费数据的处理方法[J].路桥管理，2012（2）：20.