某交警支隊(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)設(shè)計(jì)探討

徐勇

（南京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）

1 引言

某交警支隊(duì)自建視頻監(jiān)控設(shè)備656套，已覆蓋市區(qū)重點(diǎn)區(qū)域，交管局、公路局以及市政等建設(shè)視頻監(jiān)控設(shè)備共4600 余套，在公安網(wǎng)已經(jīng)部署公安部統(tǒng)一下發(fā)的公安交通集成指揮平臺(tái)（核心版）。支隊(duì)結(jié)合自身特點(diǎn)，擬在視頻專網(wǎng)上搭建集成應(yīng)用平臺(tái)及第三方廠家的誘導(dǎo)發(fā)布系統(tǒng)以及違法抓拍平臺(tái)，主要實(shí)現(xiàn)視頻巡邏、機(jī)動(dòng)車過(guò)車統(tǒng)計(jì)、違法抓拍、誘導(dǎo)信息發(fā)布、重點(diǎn)車輛安全監(jiān)管、交通事件視頻取證系統(tǒng)及快遞、外賣配送行業(yè)安全管理系統(tǒng)等功能。

2 網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)

根據(jù)項(xiàng)目需求，整體項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)圖設(shè)計(jì)如圖1 所示：

2.1 公安網(wǎng)部署平臺(tái)及應(yīng)用

1）大數(shù)據(jù)平臺(tái)

包括云網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)接入/計(jì)算集群、分布式存儲(chǔ)、分布式搜索引擎等，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理和高效分配，并為海量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析、碰撞比對(duì)、挖掘應(yīng)用提供支撐。

2）數(shù)據(jù)資源中心

基于互聯(lián)網(wǎng)路況數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)、六合一數(shù)據(jù)、卡口過(guò)車數(shù)據(jù)以及重點(diǎn)車輛GPS 數(shù)據(jù)。

圖1 基于三網(wǎng)的交警支隊(duì)網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)圖

3）業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

包括情指勤督一體化平臺(tái)、重點(diǎn)車輛安全監(jiān)管、交通事件視頻取證系統(tǒng)及快遞、外賣配送行業(yè)安全管理系統(tǒng)。

2.2 視頻專網(wǎng)部署平臺(tái)及應(yīng)用

1）數(shù)據(jù)資源中心

實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)路況數(shù)據(jù)、信號(hào)信息數(shù)據(jù)、以及其他交通流數(shù)據(jù)的接入存儲(chǔ)，通過(guò)相關(guān)模型算法對(duì)數(shù)據(jù)分析，支撐業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能展示需要。

2）業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

包括誘導(dǎo)信息發(fā)布、特勤安保及AI智能非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法，實(shí)現(xiàn)道路路況、施工占道和交通事件等信息發(fā)布、大型活動(dòng)的路線預(yù)演和出行保障及非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法AI 預(yù)審。

2.3 互聯(lián)網(wǎng)部署應(yīng)用

在互聯(lián)網(wǎng)部署互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布系統(tǒng)，為公眾提供實(shí)時(shí)路況、實(shí)時(shí)交通管制、實(shí)時(shí)施工占道、事故高發(fā)點(diǎn)位、違法高發(fā)定位等信息。系統(tǒng)同時(shí)對(duì)接百度、高德等互聯(lián)網(wǎng)公司的APP 以及市民出行APP，實(shí)現(xiàn)交通信息的同步發(fā)布。

3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)

在公安網(wǎng)部署大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建設(shè)統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)資源中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚治理，為情指勤督一體化平臺(tái)、交通事件智能感知取證系統(tǒng)等提供數(shù)據(jù)支撐。

如圖2 所示，在視頻專網(wǎng)接入實(shí)時(shí)視頻流數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)路況數(shù)據(jù)、交通流相關(guān)數(shù)據(jù)等，進(jìn)行路況信息研判，發(fā)布特勤路線管控/誘導(dǎo)信息，并進(jìn)行交通違法/交通視頻的實(shí)時(shí)識(shí)別，基于此開(kāi)展非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法業(yè)務(wù)。

在互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布系統(tǒng)，對(duì)路況信息、各類施工占道信息的發(fā)布，并推送給高德APP、百度APP 等互聯(lián)網(wǎng)終端。

4 數(shù)據(jù)流向

互聯(lián)網(wǎng)、視頻專網(wǎng)、公安網(wǎng)數(shù)據(jù)流向如圖3 所示：

4.1 互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流向

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)路況數(shù)據(jù)提供商接口，實(shí)時(shí)讀取互聯(lián)網(wǎng)路況數(shù)據(jù)，同時(shí)獲取外賣、快遞車輛定位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在互聯(lián)網(wǎng)的MppDB 數(shù)據(jù)庫(kù)。

互聯(lián)網(wǎng)的路況數(shù)據(jù)，通過(guò)安全邊界（協(xié)議傳輸）進(jìn)入視頻專網(wǎng)，推送給分布式消息緩存服務(wù)，通過(guò)實(shí)時(shí)流處理服務(wù)消費(fèi)并存儲(chǔ)到大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

4.2 視頻專網(wǎng)數(shù)據(jù)流向

外賣、快遞車輛定位數(shù)據(jù)，通過(guò)安全邊界進(jìn)入視頻專網(wǎng)，并存儲(chǔ)到大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

視頻專網(wǎng)內(nèi)視頻結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)，通過(guò)ETL 工具準(zhǔn)實(shí)時(shí)抽取，推送給分布式消息緩存服務(wù)，通過(guò)實(shí)時(shí)流處理服務(wù)消費(fèi)并存儲(chǔ)到大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

視頻專網(wǎng)中其他交通設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)，通過(guò)ETL 工具定時(shí)抽取，直接存儲(chǔ)到大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

4.3 公安網(wǎng)數(shù)據(jù)流向

視頻專網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)安全邊界（表映射）進(jìn)入公安網(wǎng)，推送給分布式消息緩存服務(wù)，通過(guò)實(shí)時(shí)流處理服務(wù)消費(fèi)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)資源中心。

公安網(wǎng)中的卡口過(guò)車數(shù)據(jù)，對(duì)接集成指揮平臺(tái)kafka，通過(guò)實(shí)時(shí)流處理服務(wù)分組消費(fèi)后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)資源中心。

公安網(wǎng)中的三臺(tái)合一警情數(shù)據(jù)，通過(guò)ETL 工具準(zhǔn)實(shí)時(shí)抽取，推送給分布式消息緩存服務(wù)，通過(guò)實(shí)時(shí)流處理服務(wù)消費(fèi)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)資源中心。

5 大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)

大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)整體的邏輯架構(gòu)如圖4 所示：

總體邏輯架構(gòu)分為基礎(chǔ)設(shè)施層、大數(shù)據(jù)服務(wù)層、應(yīng)用層三部分。

圖2 基于三網(wǎng)的交警支隊(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖3 數(shù)據(jù)流向圖

圖4 大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)邏輯架構(gòu)圖

1）基礎(chǔ)設(shè)施層

包括通用x86 服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、信息安全設(shè)備及模塊化機(jī)房等。

2）大數(shù)據(jù)服務(wù)層

在基礎(chǔ)設(shè)施層大數(shù)據(jù)資源池建設(shè)基礎(chǔ)上，大數(shù)據(jù)服務(wù)層主要提供大數(shù)據(jù)分析及計(jì)算服務(wù)。

3）應(yīng)用層

通過(guò)大數(shù)據(jù)服務(wù)層，固化下來(lái)的基礎(chǔ)分析支撐服務(wù)，如：查詢檢索服務(wù)、數(shù)據(jù)接口等。

5.1 基礎(chǔ)支撐平臺(tái)

基礎(chǔ)支撐平臺(tái)包括大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)、數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)、視頻管理平臺(tái)及AI推理平臺(tái)。

1）大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)

大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)基于 Apache Hadoop、流計(jì)算、全文檢索等主流開(kāi)源大數(shù)據(jù)技術(shù)，針對(duì)不同產(chǎn)品及業(yè)務(wù)場(chǎng)景所需的計(jì)算、存儲(chǔ)需求，構(gòu)建了一套成熟的大數(shù)據(jù)平臺(tái)框架，并對(duì)外提供海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、高性能的分布式計(jì)算能力。

2）數(shù)據(jù)資源管理平臺(tái)

數(shù)據(jù)資源中心需通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、視頻分析算法等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交通數(shù)據(jù)資源的整合與融合計(jì)算服務(wù)，以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，匯聚交通管理外場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)、公安交管各應(yīng)用平臺(tái)相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、交通部門已建系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)及定位數(shù)據(jù)，打破“信息孤島”，打通“數(shù)據(jù)煙囪”，并為交通大腦各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間內(nèi)部數(shù)據(jù)共享交換提供服務(wù)。

3）視頻管理平臺(tái)

通過(guò)對(duì)前端設(shè)備的視頻數(shù)據(jù)接入，進(jìn)行視頻抽幀、解碼、結(jié)構(gòu)化與行業(yè)事件檢測(cè)處理，最后將處理得到的結(jié)果存至視圖庫(kù)，同時(shí)將索引數(shù)據(jù)存至結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)中。平臺(tái)向上層業(yè)務(wù)層提供信息服務(wù)，包括目標(biāo)檢索、聚類統(tǒng)計(jì)、知識(shí)推薦、數(shù)據(jù)推送、接口服務(wù)與場(chǎng)景回放。

4）AI 推理平臺(tái)

AI 推理平臺(tái)是一個(gè)高效的多算法管理與大規(guī)模任務(wù)資源調(diào)度平臺(tái)，提供算法的統(tǒng)一管理能力，支持內(nèi)存、CPU、GPU 、TPU 等異構(gòu)資源管理分配。

5.2 平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)包括情指勤督一體化平臺(tái)、重點(diǎn)車輛安全監(jiān)管、交通事件智能感知取證系統(tǒng)、快遞外賣行業(yè)安全管理系統(tǒng)、AI 智能非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法、特勤安保系統(tǒng)、誘導(dǎo)信息發(fā)布及互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布系統(tǒng)等八大系統(tǒng)。

1）情指勤督一體化平臺(tái)

情指勤督一體化平臺(tái)，打造交通管理業(yè)務(wù)閉環(huán)。在整個(gè)過(guò)程中，交通大腦可以實(shí)現(xiàn)警情的智能定位，AI 派警，警情處置的流程化、處置過(guò)程的可視化、信息發(fā)布的多樣化。并能通過(guò)多維度、高銳度的大數(shù)據(jù)分析，向關(guān)鍵崗位主動(dòng)推送高價(jià)值信息，打造“統(tǒng)一指揮、上下聯(lián)動(dòng)、一體運(yùn)作、精準(zhǔn)高效”的指揮體系。

2）重點(diǎn)車輛安全監(jiān)管

行業(yè)主管部門要求加強(qiáng)交通運(yùn)輸安全生產(chǎn)監(jiān)管和道路運(yùn)輸危險(xiǎn)品監(jiān)管平臺(tái)、重點(diǎn)車輛規(guī)范化管理和報(bào)警預(yù)警機(jī)制，重點(diǎn)車輛適時(shí)有效監(jiān)管成為政府監(jiān)管難點(diǎn)和重點(diǎn)。

3）交通事件智能感知取證系統(tǒng)

對(duì)各類交通事件如：交通擁堵、積水路段、結(jié)冰路段、路口打結(jié)、道路施工占道、信號(hào)燈故障、行人穿越/禁止行人等進(jìn)行智能感知、取證以及段視頻存儲(chǔ)，同時(shí)支持實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控功能。實(shí)現(xiàn)全天候狀況下不間斷對(duì)交通事件自動(dòng)預(yù)警，進(jìn)而構(gòu)建文明有序的交通秩序，賦能更安全、便捷、智慧的城市生活。

4）快遞外賣行業(yè)安全管理系統(tǒng)

近幾年市內(nèi)快遞外賣配送行業(yè)發(fā)展迅速，各個(gè)外賣快遞企業(yè)名下?lián)碛斜姸嗯渌腿藛T和非機(jī)動(dòng)車輛參與市內(nèi)的交通行為中。其中不乏有較多的配送員在參與交通行為中隨意駕駛非機(jī)動(dòng)車輛闖紅燈、不按規(guī)定行駛甚至逆行等違法行為，給正常參與交通的車輛和行人帶來(lái)巨大的交通隱患，嚴(yán)重威脅到公眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。快遞外賣配送行業(yè)交通安全管理平臺(tái)建設(shè)將市內(nèi)的快遞外賣配送企業(yè)單位的配送員和配送使用車輛等信息，納入統(tǒng)一交通業(yè)務(wù)管理中。約束并最終規(guī)避配送專員在道路行駛中違法現(xiàn)象，督促教育配送專員安全行駛以及監(jiān)管或處罰配送人員的違法行為。

5）AI 智能非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法

系統(tǒng)采用AI 智能算法對(duì)接入的違法數(shù)據(jù)和違法智能識(shí)別結(jié)果進(jìn)行違法有效性自動(dòng)審核。就是AI 賦能交通的一種最直接體現(xiàn)，通過(guò)智能進(jìn)化和效能提升，AI 智能非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法解決方案可更加行之有效協(xié)助管理之前管不到或很難管到交通違法現(xiàn)場(chǎng)，規(guī)范交通出行。

6）特勤安保系統(tǒng)

特勤安保系統(tǒng)是針對(duì)于城市級(jí)車隊(duì)較多、方案復(fù)雜的大型活動(dòng)勤務(wù)保障任務(wù)，通?；顒?dòng)規(guī)模較大需制定詳細(xì)周密的特勤路線及車隊(duì)行駛方案，保障車隊(duì)精準(zhǔn)到達(dá)、安全可靠；任務(wù)執(zhí)行前需進(jìn)行多次推演，逐漸細(xì)化保障方案，根據(jù)特勤任務(wù)級(jí)別，制定相應(yīng)的交通管制，減少對(duì)周圍交通的影響力度。部分特勤任務(wù)具有臨時(shí)性、距離短等特性，要求執(zhí)行單位快速響應(yīng)，迅速完成路線繪制、執(zhí)行路線綠波控制、警力部署等工作。因此，特勤任務(wù)保障的重點(diǎn)是從宏觀角度出發(fā)，保障特勤路線整體實(shí)施控制、多任務(wù)多路線協(xié)調(diào)、突發(fā)事件應(yīng)急處理，降低周圍交通影響力度，保障任務(wù)有序執(zhí)行。

7）誘導(dǎo)信息發(fā)布

誘導(dǎo)信息發(fā)布系統(tǒng)利用交通誘導(dǎo)屏面向群眾發(fā)送各類警示、提示、宣傳信息，帶來(lái)權(quán)威交通信息和避堵繞行策略。宣傳服務(wù)旨在對(duì)外提升服務(wù)質(zhì)量、對(duì)內(nèi)提升工作效率，實(shí)現(xiàn)交通精準(zhǔn)治理，為每一位車主提供了便利的出行體驗(yàn)與服務(wù)，提升城市智能交通管理水平。

8）互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布采用“互聯(lián)網(wǎng)+交管”的方式，系統(tǒng)通過(guò)接入互聯(lián)網(wǎng)路況，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)路況與交管交通流數(shù)據(jù)融合分析，提高路況的準(zhǔn)確性，為每一位交通參與者提供內(nèi)容豐富、實(shí)時(shí)、高效的交通信息服務(wù)。

6 結(jié)語(yǔ)

依托交通大數(shù)據(jù)資源中心豐富的數(shù)據(jù)資源，基于多指標(biāo)建模分析，對(duì)整個(gè)城市交通運(yùn)行健康情況進(jìn)行全面體檢，給出當(dāng)前城市交通運(yùn)行評(píng)價(jià)以及可能存在的問(wèn)題，為交通管理者提供統(tǒng)一的城市交通宏觀評(píng)價(jià)，為相關(guān)部門決策分析提供數(shù)據(jù)支撐。

通過(guò)融合共享公安交管、交通運(yùn)輸、外賣企業(yè)、氣象等信息資源，提高數(shù)據(jù)的采集、管理水平，保證信息的即時(shí)性、權(quán)威性。

通過(guò)大數(shù)據(jù)研判分析，可從多層面和多視角的了解全市交通事件、事故等發(fā)生情況。并通過(guò)對(duì)前端感知設(shè)備、六合一系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)碰撞和建模分析，篩選隱患車輛和違法車輛，進(jìn)行道路通行安全的評(píng)估預(yù)測(cè)，為專項(xiàng)整治和重點(diǎn)打擊提供數(shù)據(jù)支撐，從而提升道路交通安全風(fēng)險(xiǎn)防范能力。

充分發(fā)揮交通大腦的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)情報(bào)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速處置，保障了由交通事件引發(fā)的擁堵能夠快速疏導(dǎo)，防止小事故引發(fā)大擁堵，提高道路通行效率。

通過(guò)交通違法前端AI 智能識(shí)別、視頻圖像識(shí)別分析算法、后臺(tái)分析研判等手段全方位發(fā)現(xiàn)交通違法行為，協(xié)助交通管理者精準(zhǔn)執(zhí)法，規(guī)范交通秩序，提高道路交通文明水平。