基于ETC数据的山区高速公路客货车行驶速度特征研究

来源：中国血液净化杂志2023年第11期北京时间：

作者：张驰, 翟艺阳, 王韩, 张敏, 袁华智, 赵霄

单位：1. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064;2. 长安大学 运输工程学院, 陕西 西安 710064;3. 兰州理工大学 土木工程学院, 甘肃 兰州 730050;4. 四川智慧高速公路科技有限公司, 四川 成都 610000"],"fundList_en":["National Key R & D Program of China (2020YFC1512005); Natural Science Basic Research Program of Shaanxi Province (2023-JC-YB-391); Sichuan Science and Technology Program (2022YFG0048); Construction S & T Project of Department of Transportation of Sichuan Province (2022-ZL-04); National Natural Science Foundation of China (52362050)

摘要：电子不停车收费（Electronic Toll Collection，ETC）系统作为智慧高速的重要组成部分，每天产生着海量实时的交通数据。面向ETC数据质量提升和行驶特征分析的需求，提出了一种基于ETC数据的高速公路客货车行驶速度特征分析方法，其包含数据优化、质量评估、行驶速度特征分析3个部分。在分析总结ETC门架及其数据特点的基础上，探讨了一种数据提取及优化方法。同时从数据规模、准确性、完整性3个方面，构建了用于ETC数据质量评估的量化指标体系；采用统计分析方法研究了不同路段客货车行驶速度特征的差异，进一步利用潜在类别分析（LCA）确定相似速度特性的车型类别。最后，广泛收集了西部某山区高速公路沿线ETC数据，实例验证了所提出的高速公路行驶特征分析的方法，并根据分析结果对高速公路限速方案提出建议。研究结果表明：提出的数据清理和质量评估方法能够较好地解决和评价当前ETC门架数据存在的缺陷；受路段的纵坡影响，客货车的行驶速度分布具有显著差异；基于行驶速度分布特征指标对各类车型行驶速度进行潜在类别分析，在平坡和下坡路段车辆行驶速度适用于4类别模型，在上坡路段车型行驶速度适用于5类别模型；对各路段限速方案提出根据各类别行驶速度特征调整限速值与细分车型限速的建议。研究结果有助于提升ETC数据的质量和应用价值，同时为开展高速公路运行态势监测和分车型动态限速方案制定提供了理论和方法支持。

关键词：交通工程,ETC数据,数据挖掘,行驶速度,数据治理方法

基金资助：国家重点研发计划项目（2020YFC1512005）；陕西省自然科学基础研究计划项目（2023-JC-YB-391）；四川省科技计划项目（2022YFG0048）；四川省交通运输科技项目（2022-ZL-04）；国家自然科学基金项目（52362050）