[发明专利]一种高速公路车辆逃费行为数据分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及高速公路信息化管理系统，特别是从高速公路运营所产生的大量计算机数据中使用数据分析与挖掘手段找出车辆逃费行为数据分析方法。

背景技术

现代高速公路管理中，逃费行为造成经济损失，同时破坏正常的运营秩序，带来安全隐患。我国高速公路迅猛发展20余年来，车辆逃费的手段日趋多样，其中换卡逃费易于操作且作案隐蔽，难于查处。传统管理模式下，查处换卡逃费车辆主要有以下手段：(1)现场人工盘查，即收费站作业员依据经验盘查可疑车辆。(2)后台数据人工检视，使用SQL，EXCEL等手段定期(如每月)对营运数据进行人工抽查和判读，从而追缴逃款或建立预警名单，辅助现场盘查。

传统方法在当下高速公路管理信息化的建设中有着诸多局限。首先，凭借人员的经验对可疑车辆现场盘查缺乏统一的标准，水平良莠不齐，精准度不高。其次，人工盘查与后台数据检视往往耗时耗力，效率低下。再者，后台数据分析存在操作上的难度，如：出入口车牌匹配率低，数据量非常庞大，预编卡发放导致的无车牌记录，佐证信息少。

在车辆逃费规模日益扩大，而同时人工查处的手段和效率又无法有效治理的现状与困局下，

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于数据分析与挖掘的查处高速公路换卡逃费行为的方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种针对高速公路换卡逃费行为数据分析与挖掘的方法，包括以下步骤：

步骤1，采集所需数据，包括：用于逃费分析的收费记录数据以及用于抽取照片取证分析结果的路段卡口数据和服务区卡口数据，收费记录数据记为数据集S，路段卡口数据和服务区卡口数据记为数据集K；收费记录数据包含各收费站出入车辆进收费站和出收费站的时间戳、车辆出入收费站被拍照识别的车牌记录(即车牌图像)，路段卡口数据包含路段卡口(即安装在高速公路路面上对指定车道内机动车进行不间断自动检测和记录的装置，例如设置休息区进出口以及一些特定位置进行超速抓拍的装置)对过往车辆抓拍后所识别的车牌号及原始影像数据，服务区卡口数据包含服务区卡口对出入服务区车辆抓拍后所识别的车牌号及原始影像数据；

步骤2，对数据集S中的记录数据进行预处理，并检测是否符合要求；删除不符合要求的记录数据，保留符合要求的记录数据；

步骤3，计算步骤2数据集S保留的记录数据中车辆出入收费站被拍照识别的车牌记录之间的Levenshitein距离，并追加到每条记录数据末尾，保存为新数据集S₁；

步骤4，对数据集S₁的全部记录数据按照不同的Levenshtein距离大小进行频度分析，获得频度分布直方图；

步骤5，基于步骤4的频度分布直方图，使用大津算法求出最大类间方差时的分割阈值T；

步骤6，使用步骤5求出的阈值T，对步骤3获得的数据集S₁进行分割，将Levenshtein距离大于阈值T的记录数据保存为数据集S₂；

步骤7，对数据集S₂进行匹配查找，找到疑似换卡记录对，结果储存为数据集S₃；

步骤8，对数据集S₃中的记录按照各收费站出入车辆的车辆出入时间戳、车辆出入收费站被拍照识别的车牌记录在数据集K中查找是否存在对应记录，若存在对应记录，则提取对应路段卡口和服务区卡口的原始影像数据。

至此疑似换卡逃费的车牌和行驶记录以及影像证据均已获得。

本发明步骤2中的预处理方法是删除数据集S中不能被分析的记录数据，判断方法是若数据集S中的车牌记录不全或缺失，即判定车牌是无效车牌并删除该条记录数据。

本发明步骤2中的预处理方法包含删除数据集S中正常通行的车辆记录数据，判断方法是若车辆出入收费站被拍照识别的车牌记录相符，则删除该条记录数据。

本发明步骤7中所述对数据集S₂进行的匹配查找是基于容错换卡模型进行的两两匹配查找，方法如下：S_i,S_j分别是数据集S₂中第i条和第j条收费记录数据，收费记录数据S_i,S_j同时满足以下条件时，判定S_i与S_j为一对疑似换卡记录数据：