同盾科技
2019年7月，交通运输部制定印发《数字交通发展规划纲要》中提出以“数据链”为主线，构建数字化的采集体系、网络化的传输体系和智能化的应用体系，加快交通运输信息化向数字化、网络化、智能化发展，为交通强国建设提供支撑；2019年9月，中共中央、国务院印发了《交通强国建设纲要》，其中对门架数据的综合应用提出了明确的要求； 2021年2月国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》中，对数据分析、数字赋能也提出了要求。
近年来，高速公路安全管理正从被动管控向主动安全管控转变，传统的小规模数据分析已不能满足交通行业发展需求。ETC是目前用户数量最庞大的涉车智能化终端，ETC门架以及收费站也是目前高速公路上相对最为完善的感知系统。除了用于公路联网收费之外，ETC还能在路网监测、重点车辆管控、逃费稽查等方面发挥重要作用。
基于ETC门架系统等新型智慧交通基础设施建设成果，应用信息化技术、大数据分析等新兴技术发挥交通大数据的价值，并结合交通工程学理论展开智能化应用，进而减轻交通拥堵和安全事故对公众生命财产的危害具有十分重要的意义。
洞察：挖掘ETC门架系统数据价值
截至 2019 年底，我国高速公路里程规模达 14.76 万公里，居世界第一。同年，按照党中央国务院部署，我国启动了取消高速公路省界收费站工程，逐步实现联网收费。ETC 门架系统设置在两个互通之间或省界之间，数据显示，目前全国共计建成24588套 ETC 门架系统，用户数量、路网规模均为全球第一。这为高速公路信息化管理及ETC门架数据的深度应用打下了深厚基础。
高速公路ETC门架系统生成的数据体量大、种类多、覆盖范围广、实时性强、准确率高、可靠性高；同时，数据的采集、汇总、分析及处理方便，结果丰富。
通过ETC门架产生的数据主要有三类：一是门架交易数据，车辆经过门架时，CPC卡或OBU标签与门架交互生成的数据，包括车辆入口信息、经过时间、车型、门架计费里程、计费金额等信息；二是门架相机抓拍图片数据，车辆经过门架时，ETC 门架上架设的摄像机抓拍的实时车辆图片；三是车牌识别流水数据，对门架抓拍图片的信息描述，包括门架编号、抓拍时间、识别车牌号、识别车型、拍摄位置等。
依托ETC门架统计数据，可计算得到行程时间、速度等驾驶行为指标。指标主要分为三大类：一是基本通行指标，包括车牌号及颜色、热点通行OD、通行次数、通行总里程、总收费额、总通行时长等等相关信息；二是安全指标，包括平均车速、超速次数、疲劳驾驶次数、路测环境等等；三是外部共享相关的数据。
创新：数字赋能高速公路智慧应用
在此背景下，同盾科技凭借多年积累的决策智能技术及交通行业服务经验，推出“基于 ETC 门架系统的高速公路智慧应用”解决方案，充分挖掘 ETC 门架系统数据除了收费外的应用价值，为彻底解决高速公路的路网运行监测、驾驶行为监测、收费稽查和车辆信用管理、车路协同等智慧应用的数据来源准确性、及时性提供强有力的数据和硬件支撑，探索大幅提升高速公路运营管理、应急处置和公众服务水平的可行途径。
“基于 ETC 门架系统的高速公路智慧应用”解决方案，主要围绕交通流量监测、路网运行状态感知、收费稽查管理、高速公路管理专项分析等方面进行赋能和应用建设。在交通行业开展了探索性应用，发挥了数据价值，为行业管理、企业运营和公众服务提供研判支撑。
一、精准研判分析交通流量
面向交通管理部门和运营单位需求，掌握路段交通流量特征，能有针对性优化管控措施，合理均衡诱导路段流量，提升路段服务水平，从而保证路网畅通运行。例如，基于ETC收费数据挖掘，通过相应转换算法，实现了每个路段的车流量、车型以及时间分布特征采集提取。提取这些数据后，能快速精准分析路段车流量，支撑路网规划决策、运营管理优化、差异化收费方案制定等。
二、感知路网运行状态概况
利用高速公路车辆通行于上下游ETC门架正常时间与异常时间差，采用相关算法即可对路段的交通运行状态进行识别。当前，除了采用互联网地图对路段拥堵状态进行分析外，应用ETC门架数据为获取交通运行状态提供了一种新的手段，当车辆发生异常事件时，相比传统的视频数据，能更加精准了解异常车辆具体信息，具有显著的低成本优势。
三、收费稽查管理
融合关联ETC门架、收费站出入口、车牌识别等海量数据，并具备丰富的数据展现能力，让管理者能快速掌握管辖路段偷逃费态势，业务人员输入车牌号即可获取系统自动补全的车辆完整轨迹及完整证据链，极速处理部省下发的稽核工单；此外，还能通过数据分析开展日常稽查，通过AI模型实现稽核分析，通过业务规则实现工作监测，由此大幅提升稽核工作效率，有效解决收费路网变大、环节增多、逃费手法更新迭代的情况下，人工操作无法满足稽核工作需求的问题，让高速收费稽核变得更加精准高效。
四、高速公路管理专项分析
基于门架数据，融合包括收费数据、治超数据、通行费数据、收费站过站数据，以及综合监控系统、交调系统、ETC发行系统结算系统里的所有数据等进行分析。通过融合数据，可以建立实现高速公路专项分析，一个是全路网的综合分析，一般都是按月，半年，全年作为周期。另外，专项分析主要有几个板块，包含养护施工的影响分析、区域货运量分析、收费站车道压力及车道设置的分析、ETC车道运营分析、新开通路段交通影响分析等。
实践：助力高速公路数字化建设
2022年，同盾科技运用数字化、智能化技术手段协助某高速公路建设实施了“ETC门架数据的综合应用”项目。该项目围绕“128”即“一中心、两平台、八应用”进行设计，以“安全、有序、畅通”作为指导精神，从“人、车、路、环境”四个方面开展建设。“一中心”为数据交换共享中心，“两平台”为安全管控平台和营运管理平台，“八应用”为“两客一危”车辆安全管控、肇事车辆快速筛查、管控措施影响评估、道路拥堵评估预测、系统运行监测、收费稽核辅助、收费数据分析和设备管理应用模块。
一中心：数据交换共享中心
数据交换共享平台是数字化平台的底座。该高速公路运营公司前期已建设完成多个信息化系统，但各个系统之间的数据无法共享，产生了一个个数据孤岛，不利于数据价值的充分发挥。因此，本项目将建设数据交换共享平台，打破数据孤岛，方便系统间的数据交换共享，让数据价值最大化。
两平台之安全管理平台
安全管理平台满足公司对高速公路安全管控需求，包含“两客一危”车辆安全管控、肇事车辆快速筛查、管控措施影响评估、道路拥堵评估预测。
（一）“两客一危”车辆安全管控
“两客一危”是道路运输行业安全监管的重中之重，当前利用科技手段加强“两客一危”运输监管，成为预防和化解道路交通安全风险的关键。针对“两客一危”重点车辆，系统充分整合利用现有平台数据，建立车辆特征库和名单库，并依托ETC门架等设备对车辆运行状态进行实时监管，对出现的行驶轨迹异常（超速、超时、长时间行驶、快车道行驶等）、特殊点位（服务区、隧道等）进行信息显示预警以及完整的车辆轨迹跟踪，并将异常信息及时推送给相关部门。
（二）肇事车辆快速筛查
随着该高速公路交通流量增加，交通事故的数量也有所增加，肇事逃逸现象时有发生，利用数字化手段快速筛查肇事车辆，可有效提高高速安全管控的效率。针对因车辆违法（如货车超高超标、抛洒物等）导致的事故、装损等安全事件，系统充分利用大数据分析技术，从时间段、车型等多个维度，快速缩小目标车辆的范围；并在人工排查过程中，系统自动关联前后门架及监控视频，减轻人工排查的工作量，提高筛查效率。
（三）管控措施影响评估
目前在国内外高速公路管理中应用的主动交通管控措施主要有：主动匝道控制、精细化车道管理、合乘车道、排队预警、货车限制、交通事件管理等措施，而这些管控措施的实施需要有配套的智慧感知系统、数据分析系统来实时分析评估和预测道路交通运行状态。结合该高速公路现状和管理需要，基于ETC门架系统数据可展开高速公路交通主动管控平台研究和建设，在准确评估和预测道路交通运行状态的基础上，通过对历史交通数据的分析，结合管控前后车流量的变化，利用智慧算法对管控措施进行效益评估，为后续的主动管控措施提供数据决策支持。
（四）道路拥堵评估预测
该项目运营公司作为整条路段拥有者和管理者，需要对路段各个站点和路段的交通情况进行全面的了解，同时还可对公众发布拥堵指数，优化公众出现选择道路，对管理部门加强交通管控也起到较好作用。系统通过ETC门架数据实现全路网断面（百米桩）的实时车流、车速及拥堵指数分析，通过算法对可能出现的拥堵进行预警，并提醒管理者及时介入管理，主动预防可能出现的交通拥堵。
两平台之营运管理平台
营运管理平台满足该项目运营公司日常管理的需求，包含系统运行监测、收费稽核辅助、收费数据分析和设备管理这4个功能模块。
（一）系统运行监测
当前，联网收费运营和服务规程定义了较多的指标，部联网平台和省中心平台均在对ETC门架、车道设备和收费服务进行监测和通报，为此，该项目需建立相应的监测系统和机制，实时处置设备故障。本系统除了满足部省平台通报指标之外，还可自定义监控指标，满足项目日常运营需要。此外，本系统还将实时提供ETC门架和车道设备的运行状态给“设备管理系统”，供其进行统一的设备管理。
（二）收费稽核辅助
取消省界收费站实施自由流收费后，收费路网变大，收费环节增多，收费逐步从人工转为系统自动为主，车辆通行费是否足额结算，判断难度大幅度增加，本系统将配合部省稽核平台，提供由ETC门架数据生成的完整证据链，减少人工操作，提高打偷逃的效率。此外，同盾科技根据逃费场景定制化开发多个逃费稽核算法模型，自动对海量车辆通行数据、交费数据进行分析，在这一基础上，稽核决策平台全面提升收费全过程、全要素稽核能力，最终实现智能稽核、精准执法、快速追逃，让每辆车的每笔费用都应征不漏。
（三）收费数据分析
为满足新收费模式下收费日常分析的需要，本系统向运营人员提供多维度（实时和定期、收费和通行等）的、易用灵活的收费运营数据分析统计报表系统，提高收费数据查询和统计的准确率和效率。
（四）设备管理
基于全公司的设备生命周期管理的需求，搭建设备台账、备件管理、维护计划和维护管理等功能模块，满足无纸化和移动化办公需求。
该落地项目中，同盾科技以 ETC 门架系统数据为基础，针对高速公路实际需求，落地了路网运行监测系统、驾驶行为分析系统以及收费稽查管理系统等创新应用，分别对多个模型进行测试和验证，并达到预期目标。
在ETC门架数据应用发展过程中，同盾科技也将继续探索数字技术的创新，为整个ETC门架数据应用提供更好的分析服务，助力各高速公路公司路网信息系统的综合服务基础设施，为交通安全提供强有力的支撑，为行业管理和社会服务提供更多应用支撑。
