基于大數(shù)據(jù)的交通管控技術(shù)應(yīng)用分析

□ 文/ 高歌 馬曉龍 馮遠(yuǎn)宏

引言

隨著機(jī)動(dòng)車保有量的快速增長，城市交通“停車難、行車難”的問題日益凸顯。提高城市交通管理的指揮調(diào)度效率，提升交通管理的科學(xué)技術(shù)水平，建立和完善交通誘導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)發(fā)布各種動(dòng)態(tài)交通信息、停車信息，合理引導(dǎo)出行和停車，減少道路無效占用時(shí)間，已成為緩解城市擁堵問題的有效措施。

交通管控系統(tǒng)是一個(gè)以提高交通管理服務(wù)水平、管控效率為目的，綜合利用多種交通管控資源，為提高公安交通管控的快速反應(yīng)能力和交通指揮中心的工作效能提供技術(shù)保障的交通綜合信息集成系統(tǒng)。海信城市智能交通管控系統(tǒng)以大數(shù)據(jù)為中心，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)、信號(hào)控制、通信、數(shù)字視頻、云計(jì)算等技術(shù)，集成交通信號(hào)控制、交通高清視頻監(jiān)控、交通違法檢測、交通信息采集、車輛智能檢測、GPS警力定位、誘導(dǎo)發(fā)布等交通子系統(tǒng)，建立了扁平化的交通指揮模式，使公安交通指揮中心具備了快速準(zhǔn)確的交通信息采集、處理、決策、指揮調(diào)度能力，從而更好地服務(wù)于城市交通管理者、治安管理者和社會(huì)出行者。

海信智能交通管控系統(tǒng)綜述

海信管控系統(tǒng)綜合利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、自動(dòng)控制和人工智能等技術(shù)，構(gòu)建城市交通大數(shù)據(jù)中心，將交通指揮控制、交通警情處置、視頻監(jiān)控、違法監(jiān)測及交通信息發(fā)布等業(yè)務(wù)功能模塊有機(jī)地結(jié)合起來，通過對(duì)情報(bào)分析、指揮調(diào)度、勤務(wù)控制的一體化聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)交通管控的集成化、自動(dòng)化、智能化，為城市交通的指揮管理、實(shí)時(shí)控制與出行服務(wù)提供強(qiáng)有力的支撐。

▲圖1：海信管控系統(tǒng)架構(gòu)圖

▲圖2：海信城市智能管控技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

交通管控技術(shù)應(yīng)用

大數(shù)據(jù)檢索技術(shù)

當(dāng)前國內(nèi)一個(gè)中型城市日均約1000萬-2000萬過車數(shù)據(jù)，2到3年數(shù)據(jù)量即突破百億規(guī)模。目前行業(yè)內(nèi)系統(tǒng)在處理50億以上規(guī)模數(shù)據(jù)檢索時(shí)，簡單精確查詢需要10秒左右，模糊查詢需要1分鐘以上，嚴(yán)重影響了用戶體驗(yàn)，尤其在打擊涉車犯罪時(shí)，很可能貽誤戰(zhàn)機(jī)。近年來，部分交通企業(yè)開始采用通用大數(shù)據(jù)技術(shù)來解決此問題，但實(shí)際應(yīng)用效果難盡人意，無法滿足交通管理業(yè)務(wù)對(duì)大數(shù)據(jù)檢索性能的要求[1]。其根本原因在于，通用大數(shù)據(jù)技術(shù)缺乏對(duì)交通數(shù)據(jù)專項(xiàng)優(yōu)化，導(dǎo)致海量檢索、模糊檢索時(shí)性能不佳。海信大數(shù)據(jù)檢索技術(shù)針對(duì)交警行業(yè)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，在分詞器、存儲(chǔ)路由、分片策略和固態(tài)存儲(chǔ)等方面進(jìn)行了專項(xiàng)優(yōu)化，使海量數(shù)據(jù)檢索達(dá)到極致性能，為大數(shù)據(jù)分析研判提供很好支撐。

大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

目前行業(yè)大都為了可視化而可視化，忽略了交管日常場景和業(yè)務(wù)需求，在呈現(xiàn)內(nèi)容、效果等方面與交警日常業(yè)務(wù)需求脫節(jié)，實(shí)際應(yīng)用效果不佳[2]。海信智能管控系統(tǒng)根據(jù)交通管理特點(diǎn)，將數(shù)據(jù)分為安全、效率、管理三大專題，預(yù)置數(shù)十項(xiàng)數(shù)據(jù)可視化效果，通過數(shù)據(jù)聚合、前后端分離、動(dòng)態(tài)布局等技術(shù)，可按照客戶當(dāng)前管理重點(diǎn)進(jìn)行信息動(dòng)態(tài)調(diào)整，做到重點(diǎn)突出、主題明確。真正體現(xiàn)交管數(shù)據(jù)的可視化價(jià)值，助力交通管理者掌控全局，科學(xué)決策。以貴陽為例，根據(jù)客戶在環(huán)線流量、外地車監(jiān)管等方面的需求，海信以大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)為基礎(chǔ)，快速搭建了“慧眼”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)分類實(shí)時(shí)監(jiān)管，幫助客戶隨時(shí)掌握核心交通指標(biāo)情況。以下是海信根據(jù)客戶需求開發(fā)的慧眼系統(tǒng)。

▲圖3：海信大數(shù)據(jù)“慧眼”

大數(shù)據(jù)分析研判技術(shù)

行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的分析研判功能多為定制化，研判內(nèi)容單一，難以滿足復(fù)雜多變的交通管理決策需求。數(shù)據(jù)分析需求急、變化快，采用傳統(tǒng)的技術(shù)手段難以應(yīng)對(duì)主題復(fù)雜多變、任務(wù)緊急的交通情報(bào)分析，無法快速響應(yīng)不同實(shí)戰(zhàn)場景下的客戶業(yè)務(wù)需求。

為有效解決數(shù)據(jù)分析研判定制開發(fā)周期長、客戶需求響應(yīng)慢的問題，海信管控系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建了“數(shù)據(jù)魔方”情報(bào)分析工具，并建立了基于大數(shù)據(jù)的“數(shù)據(jù)魔方”分析研判平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)采集匯聚、加工處理、分析建模、可視化展示、情報(bào)共享的分析研判全流程功能。

■城市級(jí)交管大數(shù)據(jù)匯聚

系統(tǒng)基于海信交通大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，匯聚交通違法、事故、流量、過車、車輛、駕駛員、重點(diǎn)車輛、黑名單車輛、氣象等不同業(yè)務(wù)部門的多源數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)交管大數(shù)據(jù)中心化存儲(chǔ)管理和集中應(yīng)用，為城市級(jí)的大數(shù)據(jù)分析挖掘提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

■專業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)處理

建立基于規(guī)則的可擴(kuò)展數(shù)據(jù)處理引擎，可對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)處理，可以定期或按需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常清洗、去重，以及格式、字典轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行必要的預(yù)處理。最終實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的加工處理、任務(wù)調(diào)度的統(tǒng)一管理，為上層“數(shù)據(jù)魔方”的分析建模提供支撐。

■可視化的“數(shù)據(jù)魔方”制作和展示工具

系統(tǒng)通過建立“數(shù)據(jù)魔方”分析研判體系，通過可視化的情報(bào)分析工具，實(shí)現(xiàn)了各類交通數(shù)據(jù)全面篩選統(tǒng)計(jì)、靈活組態(tài)、自由碰撞，能快速建立起實(shí)戰(zhàn)分析模型，并對(duì)分析結(jié)果提供豐富的圖形化展示。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析挖掘的可視化和工具化，做到了“數(shù)據(jù)隨用即得、戰(zhàn)法隨想即成、應(yīng)用隨需而變、警務(wù)效能倍增”，滿足了任務(wù)緊急、臨時(shí)多變的情報(bào)分析實(shí)戰(zhàn)需要。

■專題化的情報(bào)集市管理

系統(tǒng)建立專題化的大情報(bào)分析集市，用于匯聚所有情報(bào)分析方法及結(jié)果。用戶可將實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用發(fā)布到情報(bào)集市。獲授權(quán)用戶可隨時(shí)調(diào)取分析過程查看結(jié)果，并根據(jù)需要進(jìn)行二次修改和發(fā)布使用，實(shí)現(xiàn)各部門情報(bào)共享、技戰(zhàn)法積累、分析主題自我更新和優(yōu)化。

一體化稽查報(bào)警及攔截技術(shù)

稽查報(bào)警業(yè)務(wù)的核心是準(zhǔn)確識(shí)別問題車輛，快速安全完成車輛攔截抓捕。行業(yè)現(xiàn)有的系統(tǒng)普遍重報(bào)警輕抓捕，導(dǎo)致實(shí)際工作中，難以安全有效攔截車輛。針對(duì)此問題，海信研發(fā)了集車輛識(shí)別、報(bào)警、攔截于一體的稽查報(bào)警及處置技術(shù)。利用號(hào)牌號(hào)碼、車輛特征識(shí)別比對(duì)技術(shù)對(duì)經(jīng)過路口的車輛進(jìn)行分析，當(dāng)檢測到問題車輛后，可進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，并根據(jù)號(hào)牌號(hào)碼、車身顏色、報(bào)警地點(diǎn)、報(bào)警時(shí)間、行駛方向、所在車道等報(bào)警信息及車輛行駛路線，對(duì)車輛行進(jìn)方向和路線進(jìn)行預(yù)測?；椴伎厝藛T在接收到車輛報(bào)警后，根據(jù)預(yù)測車輛行駛方向，通過系統(tǒng)推薦的周邊視頻進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，配合遠(yuǎn)程信號(hào)控制，將車輛限制在路段上，同時(shí)與單警移動(dòng)指揮調(diào)度手段相結(jié)合，調(diào)派警力現(xiàn)場查扣，實(shí)現(xiàn)涉案車輛的快速高效抓捕。以下是布控報(bào)警界面。

▲圖4：稽查報(bào)警

具體的一體化流程如圖5：

▲圖5：稽查處理一體化流程圖

自動(dòng)特勤任務(wù)保障技術(shù)

目前行業(yè)內(nèi)執(zhí)行多個(gè)醫(yī)療救援等特勤任務(wù)時(shí)，需要投入多名民警每人負(fù)責(zé)一條特勤路線。不但人力投入大，且指揮長無法直觀看到多條特勤任務(wù)的執(zhí)行情況，存在指揮盲點(diǎn)，智能化及自動(dòng)化低。針對(duì)目前現(xiàn)狀，海信開發(fā)了自動(dòng)特勤任務(wù)保障技術(shù)，具體包括：

■多任務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)控及沖突預(yù)警

系統(tǒng)能夠提供不同場景下的多任務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)視功能。其中普通用戶應(yīng)用場景，可同時(shí)支持5條勤務(wù)任務(wù)；指揮長應(yīng)用場景，可同時(shí)支持50條勤務(wù)任務(wù)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測行進(jìn)路線和速度，一旦發(fā)現(xiàn)潛在的路線沖突，可進(jìn)行預(yù)警，提醒及時(shí)人工干預(yù)保證安全。解決了傳統(tǒng)方式下無法應(yīng)對(duì)多線路特勤任務(wù)的問題，能保障大型特勤任務(wù)的順利執(zhí)行。

■多路線自動(dòng)特勤控制

基于PGIS及路線庫實(shí)現(xiàn)特勤任務(wù)路線的快速配置，通過集成視頻監(jiān)控、誘導(dǎo)發(fā)布、信號(hào)監(jiān)控、流量檢測及GPS定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“全程車隊(duì)可跟、路線可控、警力可監(jiān)督”，為特勤車輛提供綠波帶，保證車隊(duì)安全、快速通行。優(yōu)先放行任務(wù)做到信號(hào)遠(yuǎn)程控制為主，民警執(zhí)勤為輔，減少人為交通管制，降低社會(huì)影響。以下是多路線特勤任務(wù)執(zhí)行界面。

▲圖6：特勤任務(wù)執(zhí)行地圖

人工智能的警情處置專家方案推薦技術(shù)

日常的警情處置主要依賴于指揮員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，存在兩方面的不足之處：首先，指揮調(diào)度依賴有經(jīng)驗(yàn)的專家，但是有經(jīng)驗(yàn)的專家總還是少數(shù)，在警情處置任務(wù)重時(shí)難以滿足業(yè)務(wù)需求。其次，處置效果完全依賴于個(gè)人水平，處置方案系統(tǒng)性和科學(xué)性也難以保證。

基于人工智能技術(shù)，海信開發(fā)了警情處置專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了警情處置預(yù)案的精準(zhǔn)推薦。通過海信在多年實(shí)踐中行業(yè)積累，形成了基于不同道路和交通流在多種時(shí)空分布情況下形成的綜合交通疏導(dǎo)處理模塊，并將各個(gè)城市的警情處置專家經(jīng)驗(yàn)沉淀下來，構(gòu)建了專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫，基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，將道路信息、交通流信息等交通警情特征信息與專家?guī)祛A(yù)案進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)訓(xùn)練，自動(dòng)給出警力調(diào)配、處置流程、信號(hào)控制、誘導(dǎo)發(fā)布等綜合處置方案，在指揮中心遠(yuǎn)程操控信號(hào)和誘導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行梳堵保暢，輔助普通人員作出專家級(jí)調(diào)度，保證處置方案的系統(tǒng)性和科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)管控。以下是警情處置專家系統(tǒng)運(yùn)行界面。

▲圖7：警情處置專家系統(tǒng)

突/常發(fā)擁堵自動(dòng)檢測及指揮處置技術(shù)

傳統(tǒng)的突發(fā)擁堵一般發(fā)現(xiàn)慢，不能迅速發(fā)現(xiàn)擁堵誘因。針對(duì)此問題海信管控系統(tǒng)能夠通過視頻巡檢、突發(fā)擁堵分析、事件檢測和互聯(lián)網(wǎng)信息采編4種式快速發(fā)現(xiàn)警情，警情檢測范圍覆蓋城市主次干道，監(jiān)測范圍基本覆蓋市內(nèi)道路，而且建成區(qū)主要道路一旦發(fā)生交通擁堵，利用突發(fā)擁堵判別技術(shù)會(huì)快速自動(dòng)發(fā)現(xiàn)警情，發(fā)現(xiàn)時(shí)間由原來的30分鐘降低為5分鐘。

行業(yè)內(nèi)常發(fā)擁堵路段識(shí)別，主要依靠人工排查和人工經(jīng)驗(yàn)，人工調(diào)查工作量巨大、耗時(shí)、耗力，難以獲取全面的統(tǒng)計(jì)信息，例如全年各時(shí)段交通數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)難以全面覆蓋城市道路?；诮煌ù髷?shù)據(jù)挖掘分析發(fā)現(xiàn)擁堵路段及其規(guī)律，判定快速、準(zhǔn)確、全面?？刹榭绰范谓煌ㄖ笖?shù)、擁堵時(shí)長、擁堵時(shí)段分布、日變化趨勢等擁堵詳情，并直接調(diào)取視頻錄像，快速準(zhǔn)確高效地進(jìn)行賭點(diǎn)排查。

指揮中心充分利用智能設(shè)備，在警力到達(dá)現(xiàn)場前即可開展先期處置，擁堵處置響應(yīng)迅速。同時(shí)通過視頻、信號(hào)、誘導(dǎo)以及警力定位等手段，整個(gè)處置過程全程可視化。指揮中心可以對(duì)上、下游以及周邊道路進(jìn)行放行控制以及行車指引，與建設(shè)前只靠人工出警處理當(dāng)前路口相比，充分發(fā)揮指揮中心的居中指揮調(diào)度作用，處置響應(yīng)速度更快，且擁堵疏導(dǎo)更有效。

結(jié)束語

通過對(duì)海信智能管控系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)的分析發(fā)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)與人工智能等各項(xiàng)技術(shù)在交通管控領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用，這其中包括交通情報(bào)分析研判、稽查布控、警情處置及指揮調(diào)度等，大大提高了城市交通管理的指揮調(diào)度效率，提升了交通管理的科技水平，對(duì)智能交通管理的建設(shè)和發(fā)展具有重要的意義。