一种面向高速公路网络运营的决策支持系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向高速公路网络运营的决策支持系统，包括硬件平台和软件系统，所述硬件平台包括依次利用网络设备连接的数据接入端、数据交互处理平台和用户终端，所述软件系统包括数据接入模块、联机分析处理模块、状态预警模块、挖掘分析模块、辅助决策模块和技术支持模块。本发明专利技术可以对高速公路网络运营时产生的数据进行智能解析，在基础数据和知识的支持下，经由各个模块的协作，对数据进行多维度的挖掘分析，发现问题，并提出解决策略，建立起科学、智能的决策支持系统，为各类提高运营和服务水平的行动决策提供定性和定量的建议，辅助实现联网运营与服务的安全、高效、绿色目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机、互联网、通信、人工智能、数据挖掘和决策在高速公路管理领域的应用，具体涉及一种面向高速公路网络运营的决策支持系统。
技术介绍
2008年，江苏在全国率先实现了高速公路联网畅通，加快了江苏省现代综合交通运输体系的形成，支持了长三角地区经济社会快速发展需求，充分体现了高速公路建设的基础性、先导性和服务性。为进一步深入贯彻落实“科技强交”战略，推进“四个交通”发展，自2012年以来，江苏省高速公路的联网运营与服务智能化建设取得显著成果。手机信令、卫星定位、视频全程监控、气象监测等交通运行和环境状态采集系统的建设，为联网运营和服务提供了优越的交通状态感知条件；联网数据中心、调度平台、公众信息发布平台的上线运行优化了业务流程，极大提高了联网运营和服务的效率性、有效性和经济性。江苏省高速公路运营与服务智能化从前期规划、顶层设计到建设实施，采用的核心技术、设计理念和初步建设成果均走在全国先列，已具有较大的推广示范价值。因此，在已有显著成果基础上，江苏省高速公路信息化的深化建设将有利于进一步提高联网运行和服务水平，全面实现高速公路的安全、效率和绿色目标，以践行“使交通真正成为发展的先行官”理念。但目前的信息化建设成果仍未能有效支持以下问题的解决：服务提升问题。高速公路的优质服务不只体现在收费效率上，更体现在使用者完整行程中获得的良好服务体验，因此在联网运营和服务过程中，需要实现及时多样的公众信息发布、效率的突发事件处理、满足多样化需求的服务区服务等。有必要在现有先进感知系统和路网数据中心基础上，进一步挖掘高速公路交通流量流向、服务区停留规律，确认影响安全和效率的风险来源等。各类设施资源配置问题。安全设施、交通检测设施、信息发布设施等资源的布局和数量配置应遵循满足运营和服务需求又不造成浪费的经济、绿色原则，这需要综合考虑各种影响因素进行决策。区域联动调度问题。随着经济发展和车流量的增长，区域联动调度问题将越来越频繁，甚至会涉及到城市道路的协调控制或其他运输方式。由于联网运营和服务具有网络规模效应，调度决策非常重要，但因涉及多个机构和多种资源，调度决策又极其复杂。路桥公司运营和服务水平监测和评价问题。高速公路网的运营具有网络规模效益，但江苏高速是一路(桥)一公司管理模式，为提高联网运营和服务水平，需要提高每个路桥公司的运营和服务水平。一方面路桥公司运营和服务水平的评价指标尚未建立，另一方面为了解各路桥公司的“营运效率如何”、“通行能力是否能保证”、“交通服务水平如何”、“事件发现和处理效率如何”等问题，简单的、周期性的、由下而上收集的统计分析报表难以从路网角度实时掌握运营和服务的动态变化状态。面对日益复杂的高速公路联网运营和服务需求，目前现有系统不能满足路网角度的管理和决策要求。因此在目前的高速公路信息化基础上，建设高速公路运营与服务智能决策支持系统，有利于以上非结构化问题和半结构化问题的解决，为各类提高运营和服务水平的行动决策提供定性和定量的建议，有助于联网运营与服务的安全、高效、绿色目标的实现。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种为各类提高运营和服务水平的行动决策提供定性和定量的建议，辅助实现联网运营与服务的安全、高效、绿色目标的面向高速公路网络运营的基于数据中心支持的决策支持系统。技术方案：本专利技术提供一种面向高速公路网络运营的决策支持系统，包括硬件平台和软件系统，所述硬件平台包括依次利用网络设备连接的数据接入端、数据交互处理平台和用户终端，所述数据接入端是通过通信手段使得决策系统实现数据中心的接入，所述数据交互处理平台包括应用服务器总体平台，所述应用服务器总体平台包括四个子服务器分别为OLAP服务器、知识库服务器、方法库服务器以及模型库服务器，所述用户终端包括会商端和客户端，所述软件系统包括数据接入模块、联机分析处理模块、状态预警模块、挖掘分析模块、辅助决策模块和技术支持模块，所述联机分析处理模块运行在数据交互处理平台上并且连接着数据接入模块，所述联机分析处理模块还连接着状态预警模块、挖掘分析模块和辅助决策模块，所述状态预警模块、挖掘分析模块和辅助决策模块依次相互连接，所述状态预警模块、挖掘分析模块和辅助决策模块均连接着技术支持模块。所述数据接入端通过多方式的通信手段，在既定的通信协议约束下，使决策系统接入数据中心，数据接入端一方面通过对网络通讯的检测、优化，保证数据通信畅通度；另一方面保障数据接入速度及其稳定性。所述OLAP服务器主要实现两方面任务，一方面是对数据中心中数据进行多维度的查询，另一方面将查询到的结果存储于OLAP服务器的数据存储器中，为后续的数据分析、数据挖掘等提供数据支持；所述知识库服务器存储着绩效指标、运营与服务目标、经验等；所述方法库服务器中涵盖有大量的求解方法如决策树方法、神经网络方法、覆盖正例排斥反例方法、粗集方法、概念树方法、遗传算法、公式发现、统计分析方法、模糊论方法、可视化技术等；所述模型库服务器主要目的是为后续的数据分析提供相关的交通模型，如交通流模型、交通网络分析模型、交通评价模型等。所述用户终端包括至少一台用户电脑，通过用户终端，决策者可以输入相应的决策参数、决策偏好等信息，而相应的决策终端会将决策者的需求信息提交至服务器端进行查询、分析等处理，之后将决策信息传送回用户终端，通过用户电脑以可视化界面展示给决策者，辅助其决策方案的制定。所述联机分析处理模块是运行在数据交互处理平台上的查询分析工具，可以实现对已有数据中心中的数据进行如交通流量查询、气象查询、设施查询、通行能力查询、事件查询等功能，在此基础上对数据进行进一步的分析，转换为决策辅助相关信息，比较典型的应用是对多维数据的切片和切块、钻取、选装等，便于使用者从不同角度提取有关数据。所述状态预警模块是在联机分析处理模块的基础上进一步的对数据分析，通过调用方法数据库与知识数据库，实现对交通状态的监控预警，它是从交通安全、交通效率以及节能减排方面对交通状态进行预警判断，可以提供如高速公路ETC车道流量占比、交通运行实时信息可查询率、每万车死亡率、公路应急响应启动时间、单位周转量能源消耗下降、单位周转量碳排放下降、交通运输窗口有责投诉率等方面的预警信息，达到对高速公路网的一站式管理信息，直观监测运营与服务的相关情况，对监测到的异常关键指标进行预警。所述挖掘分析模块与状态预警模块类似是基于联机分析处理模块对数据的初步分析处理上的，通过对方法数据库的调用，从大量数据中揭示出隐含的、先前未知的并有潜在价值的信息，以此实现对高速公路中潜在问题的预判，挖掘出如事故黑点、事件处理效率影响因素、服务水平影响因素、行程时间预测等的信息，为决策方案的制定奠定基础。所述辅助决策模块是对状态预警模块以及挖掘分析模块的综合，包括有信息资源整合、定性决策推理、模型分析计算、决策融合分析、方案库查询、历史方案比对、决策方案输出、方案研讨以及决策方案实施评价，当在状态预警模块或挖掘分析模块发现了潜在的问题，需要采取方案措施来应对时，辅助决策模块将状态预警与挖掘分析输出的信息资源进行整合，进而结合模型库中已有模型对存在问题进行建模分析，并利用方法库中的统计方法、优化方法等方法予以求解，通过方案库查询以及历史本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向高速公路网络运营的决策支持系统，其特征在于：包括硬件平台(1)和软件系统(2)，所述硬件平台(1)包括依次利用网络设备连接的数据接入端(11)、数据交互处理平台(12)和用户终端(13)，所述数据接入端(11)是通过通信手段使得决策系统实现数据中心的接入，所述数据交互处理平台(12)包括应用服务器总体平台，所述应用服务器总体平台包括四个子服务器分别为OLAP服务器、知识库服务器、方法库服务器以及模型库服务器，所述用户终端(13)包括会商端和客户端，所述软件系统(2)包括数据接入模块、联机分析处理模块、状态预警模块、挖掘分析模块、辅助决策模块和技术支持模块，所述联机分析处理模块运行在数据交互处理平台(12)上并且连接着数据接入模块，所述联机分析处理模块还连接着状态预警模块、挖掘分析模块和辅助决策模块，所述状态预警模块、挖掘分析模块和辅助决策模块依次相互连接，所述状态预警模块、挖掘分析模块和辅助决策模块均连接着技术支持模块。

【技术特征摘要】
1.一种面向高速公路网络运营的决策支持系统，其特征在于：包括硬件平台(1)和软件系统(2)，所述硬件平台(1)包括依次利用网络设备连接的数据接入端(11)、数据交互处理平台(12)和用户终端(13)，所述数据接入端(11)是通过通信手段使得决策系统实现数据中心的接入，所述数据交互处理平台(12)包括应用服务器总体平台，所述应用服务器总体平台包括四个子服务器分别为OLAP服务器、知识库服务器、方法库服务器以及模型库服务器，所述用户终端(13)包括会商端和客户端，所述软件系统(2)包括数据接入模块、联机分析处理模块、状态预警模块、挖掘分析模块、辅助决策模块和技术支持模块，所述联机分析处理模块运行在数据交互处理平台(12)上并且连接着数据接入模块，所述联机分析处理模块还连接着状态预警模块、挖掘分析模块和辅助决策模块，所述状态预警模块、挖掘分析模块和辅助决策模块依次相互连接，所述状态预警模块、挖掘分析模块和辅助决策模块均连接着技术支持模块。2.根据权利要求1所述的一种面向高速公路网络运营的决策支持系统，其特征在于：所述数据接入端(11)包括远程数据中心(111)和本地数据中心(112)。3.根据权利要求1所述的一种面向高速公路网络运营的决策支持系统，其特征在于：所述会商端包括有会商电脑、投影仪和大屏幕显示器，所述客户端包括有若干台个人电脑。4.根据权利要求1所述的一种面向高速公路网络运营的决策支持系统，其特征在于：所述技术支持模块包含有方法库、交通模型库、案例库和方案库。5.根据权利要求1所述的一种面向高速公路网络运营的决策支持系统的使用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：1)启动决策支持系统，进行初始化和基本参数设置；2)通过数据接入模块使系统接入数据中心；3)输入决策相关指标，以进行后续的分析；4)根据输入的决策指标，调用数据库中的相关数据，利用联机分析处理模块对数据库进行交叉查询，实现多维数据的分析，将提取到的不同来源的数据进行融合，提升信息的准确度；5)在对数据进行了选择和融合之后，调用技术支持模块中的交通模型库与方法库，对数据进行初步处理，并保存结果；6)根据输入的决策指标，采用知识检索、案例推理的方式智能解析出相关事件的决策任务，从而建立决策任务；7)确定决策任务之后，对决策任务进行分解，通过状态预警模块与挖掘分析模块两个方面对数据进行深度的分析处理，对于状态预警模块是结合方法库的计算算法以及模型库的交通模型，从交通安全、交通效率、节能减排三个方面进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，张小丽，余东豪，郑元，徐凌慧，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32