多維度融合 深層次挖潛 構建智慧交管新生態(tài)
——南京公安交管創(chuàng)新型警務體系建設與智慧應用

葉堅 竇亮 石巍 羅盛平 李效 江蘇省南京市公安局交通管理局

引言

面對日益凸顯的城市交通擁堵、交通秩序亂、交通執(zhí)法難等問題，為解決交通管理現(xiàn)狀和交通需求矛盾，南京交警按照市局“一個支撐、雙輪驅動、三大保障”的戰(zhàn)略要求，緊抓科技興警規(guī)劃部署，將大數(shù)據(jù)資源轉化為公安交通管理現(xiàn)實戰(zhàn)斗力，深化推進警情機制改革現(xiàn)代化升級，建設智慧化、可視化、實戰(zhàn)化的交通管控協(xié)作大平臺，全面提升公安交通管理的大數(shù)據(jù)分析研判及決策水平、指揮協(xié)同作戰(zhàn)能力、便民服務水平。本文從情指勤一體化、跨多源數(shù)據(jù)、跨業(yè)務板塊、信息服務、立體管控等方面，介紹南京交警利用各項新技術深層次挖潛機動車、非機動車、行人等交通流運行規(guī)律，進行精細化立體管控，構建智慧交管新生態(tài)。

一、大數(shù)據(jù)支撐平臺建設

大數(shù)據(jù)支撐平臺技術依據(jù)“松散耦合、集約共享”的設計模式，采用“1+3”模式設計。即一個交通管理數(shù)據(jù)資源池環(huán)境為基礎支撐，形成開放式架構體系的開放、能力、應用等三大中心。

（一）整體架構

大數(shù)據(jù)支撐平臺技術首先由數(shù)據(jù)資源池環(huán)境接入多源數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)進行分布式處理后，根據(jù)具體業(yè)務需求產(chǎn)生的目標函數(shù)，通過智能化算法模型挖掘出數(shù)據(jù)背后的深度特征，在應用中心進行具體業(yè)務處理。應用中心層可接入多個交互渠道，同時面向各級一線民警的不同業(yè)務板塊，構成一個開放的“大數(shù)據(jù)支撐平臺”框架體系結構，如圖1所示。

（二）數(shù)據(jù)架構

在大數(shù)據(jù)支撐平臺中，數(shù)據(jù)管理體系的完整性和有效性是后續(xù)高層處理的基礎。通過數(shù)據(jù)架構描述該支撐平臺擁有的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理資源，由支撐平臺上層架構抽取數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)模型，構成本技術平臺的數(shù)據(jù)資源池環(huán)境所需的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫等交通管理數(shù)據(jù)體系環(huán)境；同時，整個數(shù)據(jù)架構對現(xiàn)有應用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和未來新產(chǎn)生數(shù)據(jù)的約束和架構擴展提升。

（三）技術架構

平臺遵循“松耦合、高內(nèi)聚”的原則，實現(xiàn)技術環(huán)境與基礎結構的設計。對于平臺基礎能力和數(shù)據(jù)統(tǒng)一抽象成服務，通過服務總線進行統(tǒng)一調(diào)用，減少系統(tǒng)間開發(fā)和部署的復雜性，同時對應用的業(yè)務邏輯進行模塊化，每個模塊包括界面展現(xiàn)、數(shù)據(jù)、業(yè)務邏輯、權限等，模塊之間可以組合成應用，應用可以組合成門戶，實現(xiàn)多個虛擬的應用中心、虛擬的數(shù)據(jù)中心。

（四）跨網(wǎng)絡部署

參考公安交通集成指揮“雙網(wǎng)雙平臺”架構的指導建設要求，大數(shù)據(jù)分析研判服務部署在公安信息通信網(wǎng)，視頻專網(wǎng)對前端采集設備相關數(shù)據(jù)進行信息匯聚后，通過市局安全邊界數(shù)據(jù)接入平臺與支隊大數(shù)據(jù)支撐平臺進行信息交換，視頻類聯(lián)網(wǎng)通過邊界視頻接入平臺進行信息交換。

（五）初步成效

南京交警指揮中心以“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”為基礎，以“警務大數(shù)據(jù)”為支撐，以“智慧警務集成平臺”為載體，于2018年10月改造完畢。設置有警情處置管理、智能指揮調(diào)度、智慧誘導服務、智能信號管理、情報信息研判、勤務督察管理、車輛查緝布控、應急處突管理等八大功能區(qū)域，共劃分21個子項功能席位來實現(xiàn)南京道路交通的精細化管控。大數(shù)據(jù)支撐平臺已接入16類系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

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二、警務變革

（一）以“情指勤一體化”為核心

面對南京城市日益嚴峻的道路交通管理形勢，南京交警積極推進基于人工智能、大數(shù)據(jù)的“情指勤”一體化實戰(zhàn)警務模式變革。

通過構建交通運行、交通事件和輿情服務情報及分析服務體系，基于公安行業(yè)內(nèi)部、政府職能部門以及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)、跨行業(yè)數(shù)據(jù)的融合，實現(xiàn)業(yè)務導向的數(shù)據(jù)模型建設、應用。

通過構建指令型、管控型兩級指揮體系，實現(xiàn)職責清晰、導向明確、多級聯(lián)動的高效指揮體系建設，應對交通安全監(jiān)管、違法打擊、治堵防堵、應急處突，并為廣大交通參與者、出行者提供更精準、更全面的服務。

通過構建以警員勤務為主體、設備勤務為輔助、機關業(yè)務部門高效履職的多元化勤務格局，從時間、主體、行為三個方面細化分為高峰勤務、平峰勤務、午間勤務、夜間勤務、干部勤務、機關勤務、特殊勤務以及現(xiàn)場執(zhí)法勤務、非現(xiàn)場執(zhí)法勤務、督查勤務等。

通過情指勤業(yè)務融合，破除業(yè)務“煙囪”，實現(xiàn)情報業(yè)務、指揮業(yè)務、勤務業(yè)務的互聯(lián)互通，達到情報指導勤務、指揮扁平高效、勤務協(xié)同作戰(zhàn)的目的。

（二）以數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)管理為手段

大數(shù)據(jù)支撐平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化采集、統(tǒng)一式管理，各系統(tǒng)采集以及自生數(shù)據(jù)實現(xiàn)充分共享、復用；同時，加強系統(tǒng)之間、城市各職能部門之間的信息融合和共享，縱向建立與市公安局大數(shù)據(jù)中心計算平臺的數(shù)據(jù)交換機制，橫向增強與市政府信息中心、市交通局、市城管局等部門數(shù)據(jù)共享程度，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性匯聚和共享型應用。

三、全息化助力信息研判

基于大數(shù)據(jù)支撐平臺，結合實際業(yè)務需求，從“數(shù)據(jù)服務、業(yè)務模型服務、交通綜合規(guī)劃”三個層面提升實戰(zhàn)信息研判能力。

（一）內(nèi)容全面、數(shù)據(jù)關聯(lián)、語義聯(lián)想的數(shù)據(jù)服務

南京交警打造能提供智能查詢、云搜索服務功能，同時能夠實現(xiàn)基于路網(wǎng)模型和智能快速搜索引擎，自動建立路網(wǎng)、設備之間的關聯(lián)管理，實現(xiàn)設備和道路、設備和設備間“內(nèi)容全面、數(shù)據(jù)關聯(lián)、語義聯(lián)想”的交通管理業(yè)務專用的信息搜索引擎。

（二）跨多源數(shù)據(jù)、跨多業(yè)務板塊的智能化研判體系

1. 智能化研判體系及能力邏輯設計

研判分析能力體系旨在進行分析研判模型的生產(chǎn)。針對業(yè)務領域，生成兼容每種類別模型庫的統(tǒng)一處理模型。在應用和數(shù)據(jù)資源之間引入研判體系，通過多源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)不同源數(shù)據(jù)的協(xié)同。通過“多源數(shù)據(jù)+算法+場景”的組合，跨業(yè)務板塊、跨多源數(shù)據(jù)，驅動業(yè)務智能化。

2. 智能化研判模型應用

目前已建成（含在建）交通運行管控模型庫、車輛行為監(jiān)控模型庫、交通事故分析模型庫、交通違法分析模型庫以及交通設施分析模型庫。在實戰(zhàn)中提升面向支隊層面、大隊層面及一線警員的業(yè)務，提供數(shù)據(jù)精準及時、功能實用的業(yè)務應用功能。

（三）精準仿真與情景適配技術助力信息研判

1. 精準仿真技術助力信息研判

通過構建一個面向區(qū)域及路口級的仿真，復現(xiàn)交通流的時空變化，深入地分析車輛、駕駛員和行人、道路以及交通的特征。依托實時交通流數(shù)據(jù)對路網(wǎng)整體進行大規(guī)模路網(wǎng)分析和交通政策評估的宏觀仿真，依托交通組織渠化、交通信號控制、交通管制方案、交通誘導措施等不同交通管理手段、交通工程方案進行仿真推演的微觀仿真。

2. 情景適配技術助力信息研判

情景適配是針對業(yè)務實戰(zhàn)過程中的每個場景，把數(shù)據(jù)、流程、人員及位置、任務等進行結合，并通過技術封裝提供給應用系統(tǒng)的能力，如布控場景、事故處置場景、路口執(zhí)勤場景等?？梢酝ㄟ^位置掃碼或人工選擇，自動構建、融入場景，也可以由應用系統(tǒng)按需自動調(diào)用。

四、全區(qū)域信息智慧發(fā)布

交通信息發(fā)布系統(tǒng)是指通過一定的信息傳播媒介，向交通管理者和交通參與者提供道路的實際運行情況，提醒、建議、引導交通參與者選擇最佳的行走路線和行進中的注意事項，避免和減少行程延誤和損失的一種交通控制方式。

（一）智慧交通信息發(fā)布系統(tǒng)建設

1. 總體架構

基于智能交通系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)支撐平臺，通過將交通數(shù)據(jù)與自主采集的交通信息數(shù)據(jù)進行對接、篩選、分理、融合，實現(xiàn)對交通信息的分析與研判，獲得對應的誘導發(fā)布方案，通過交通誘導屏、微博微信、交通廣播等方式，面向交通出行者和交通管理者提供信息服務。

2. 信息發(fā)布流程

信息發(fā)布過程支持接收各業(yè)務系統(tǒng)的關鍵發(fā)布要素，支持接收人工錄入的發(fā)布要素或發(fā)布需求，通過對接收的發(fā)布要素信息進行自動分類，根據(jù)不同的發(fā)布場景自動生成或通過人工干預模式生成發(fā)布文案，支持向高德、誘導屏、廣播電臺等媒介統(tǒng)一發(fā)布文案。

（二）智慧交通信息一體化發(fā)布

1. LED交通誘導屏發(fā)布系統(tǒng)建設

綜合信息智慧發(fā)布平臺的重要應用之一是通過在城市道路重要點段建設LED交通誘導屏發(fā)布系統(tǒng)，實時發(fā)布交通狀況、天氣狀況、停車場狀態(tài)、交通法規(guī)、宣傳標語、交通違法等信息，對駕駛人進行直觀的誘導和信息告知。

2. 交通廣播信息發(fā)布

利用無線廣播電臺發(fā)布道路交通信息。即將需要廣播電臺播報的交通運行信息，以信息列表的形式提供給廣播電臺。通過交通廣播播報道路交通狀況及相關信息，交通參與者使用車載收音機接收裝置能隨時接收這些信息，從而使交通參與者能夠及時選擇最優(yōu)行車路線，實現(xiàn)交通暢通、安全、有序。

3. 微信微博信息發(fā)布

微信公眾號以及官方微博通過智慧交通信息發(fā)布系統(tǒng)對外接口獲取最新道路交通狀況及相關信息，方便交通參與者通過手機終端或網(wǎng)站獲取交通信息。

4. 互聯(lián)網(wǎng)導航信息發(fā)布

通過互聯(lián)網(wǎng)導航平臺發(fā)布靜態(tài)交通信息告知、實時動態(tài)路況提醒、停車位信息、交互服務應急聯(lián)動等信息。將道路擁堵、事故、交通管理信息發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)導航，從而方便出行者通過互聯(lián)網(wǎng)導航獲取出行信息。

五、深層次挖潛精細管控

在大數(shù)據(jù)支撐平臺應用基礎上，全息化信息研判和全區(qū)域智慧信息發(fā)布平臺著眼于對機動車的管控。而行人和非機動車參與交通的隨機性和可變性更強，因此需要深層次挖潛規(guī)律進行精細化管控。

（一）精細化交通管控平臺建設

精細化交通管控臺由前端信息采集感知網(wǎng)、傳輸系統(tǒng)、中心端“交通管控應用平臺”三部分組成。前端信息采集感知網(wǎng)由不同場景科學布建的違法抓拍單元以及市局建設的智能攝像機組成；傳輸系統(tǒng)則是指承載大數(shù)據(jù)人像抓拍系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡；中心端“交通管控應用平臺”負責的資源匯聚、分析、融合應用。

（二）行人及非機動車斑馬線闖紅燈管控

利用公安治安視頻監(jiān)控設備和圖像采集設備，自動提取視頻中人臉照片，獲取紅燈期間行走在斑馬線上的人員的面貌信息，并利用人臉識別算法進行實時的人臉小圖抓拍及場景圖提取。記錄歷史闖紅燈人員出現(xiàn)的時間、地點及當時的環(huán)境背景情況。

（三）非機動車管控

基于非機動車存在逆行、占道以及非機動車道闖紅燈等行為，根據(jù)其行為特征設計了基于非機動車檢測單元和電子警察抓拍單元（闖紅燈情境下使用）的前端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，并通過網(wǎng)絡交換進入后端管理子系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)支撐平臺以及相關子系統(tǒng)進行綜合分析，輸出相似度結果，經(jīng)過人工審核或自動按照最高相似度識別違法者身份，完成入庫操作。

（四）違停曝光勸離

當車輛在禁止停車區(qū)域停車在限定時間以上的，進行違法抓拍取證。其前端球機獨立完成違停檢測、抓拍、車牌識別、數(shù)據(jù)上傳到中心等工作，中心管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理。隨后，違停信息自動發(fā)布系統(tǒng)將前端違停球獲取的違章信息，通過LED顯示屏進行實時發(fā)布告知，告知駕駛員已駛入違停區(qū)域，需速駛離。

（五）機動車違法鳴笛抓拍

抓拍系統(tǒng)主要由聲學探頭、車牌抓拍識別、后臺執(zhí)法聯(lián)動系統(tǒng)三大子系統(tǒng)構成。聲學探頭利用聲吶及相控陣雷達技術，檢測汽車鳴笛行為并定位。車牌抓拍識別子系統(tǒng)由高清攝像頭和車輛抓拍識別處理器組成，在聲學探頭檢測到汽車鳴笛后，抓拍鳴笛車輛的車牌號碼。后臺執(zhí)法聯(lián)動子系統(tǒng)與交警執(zhí)法系統(tǒng)聯(lián)動，將違法鳴笛車輛鳴笛行為證據(jù)上傳到交警執(zhí)法系統(tǒng)，并進行現(xiàn)場或非現(xiàn)場執(zhí)法。

（六）超大排氣噪聲機動車監(jiān)管

在城市環(huán)境治理中，交通噪聲擾民問題變得越來越突出，尤其是夜間超大排氣噪聲。麥克風陣列噪聲源定位技術應用于全國多個城市的鳴笛抓拍系統(tǒng)中，同步采集聲音信號和圖像視頻信號，對噪聲超標檢測、定位、抓拍，對禁鳴區(qū)域或路段內(nèi)鳴笛機動車進行自動取證。

六、新技術提升管控效能

南京交警無人機系統(tǒng)綜合管控平臺，由專用飛行控制系統(tǒng)及無人機綜合管控平臺組成，為交管行業(yè)用戶提供便捷高效的一站式飛行管理解決方案。該管控平臺和大數(shù)據(jù)支撐平臺提供的視頻數(shù)據(jù)，實現(xiàn)路況、車輛顯示、飛行狀態(tài)、視頻采集、氣象等多源異構海浪數(shù)據(jù)的抽取整合管理及基于Hadoop的存儲計算，實現(xiàn)路況數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等多維度關聯(lián)分析和挖掘應用。

七、結語

南京交警不斷加強智能交通管理系統(tǒng)的建設，充分利用科技手段，預防重特大交通事故，提高交通管理水平，對道路交通環(huán)境進行整治改善，推進交通治理現(xiàn)代化、交管服務便利化。進一步統(tǒng)籌南京市發(fā)展的物質(zhì)資源、信息資源和智力資源利用，推動互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)在交通管理系統(tǒng)的發(fā)展應用，打造精準治理、多方協(xié)作的交通管控新機制勢在必行。在惠及各方交通參與者的交通管理服務的新體系下，開啟高端智能、新型繁榮的交管新氣象、新生態(tài)。