基于雙網(wǎng)雙平臺(tái)的智慧交通監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基金項(xiàng)目：2023年保定市科技計(jì)劃自籌經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目；項(xiàng)目名稱：基于深度學(xué)習(xí)的非機(jī)動(dòng)車頭盔佩戴檢測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用；項(xiàng)目編號(hào)：2311ZG017。

作者簡(jiǎn)介：吳衛(wèi)宏（1987— ），女，講師，碩士；研究方向：人工智能，軟件技術(shù)。

摘要：近年來，電動(dòng)車的大規(guī)模普及也引發(fā)了一系列交通管理問題，特別是頭盔佩戴的要求以及實(shí)施程度給交通管理人員帶來巨大挑戰(zhàn)。文章提出了一種創(chuàng)新的非機(jī)動(dòng)車智慧監(jiān)管系統(tǒng)，采用“雙網(wǎng)雙平臺(tái)”架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的安全交互與高效處理。該智慧監(jiān)管系統(tǒng)集成了大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，創(chuàng)新性地解決了非機(jī)動(dòng)車管理難題，為城市智慧交通體系的構(gòu)建提供了新思路，對(duì)降低交通事故發(fā)生率、構(gòu)建智慧城市交通具有重要意義。

關(guān)鍵詞：雙網(wǎng)雙平臺(tái)；監(jiān)管交通；監(jiān)管系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0" 引言

當(dāng)前，非機(jī)動(dòng)車在中國(guó)交通工具中占據(jù)了很大的比例，大部分非機(jī)動(dòng)車體積小、方便靈活，成了很多城市居民短距離出行的首選交通工具，國(guó)內(nèi)如電動(dòng)自行車的保守量早已超過了3億輛，龐大的數(shù)量再加上非機(jī)動(dòng)車違規(guī)行為的存在導(dǎo)致相關(guān)安全事故一直高發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國(guó)非機(jī)動(dòng)車中的電動(dòng)自行車是導(dǎo)致交通事故死亡最多的車輛之一，在非機(jī)動(dòng)車駕駛員死亡事故中約80%為顱腦損傷致死。當(dāng)交通事故發(fā)生時(shí)，頭盔可以吸收大部分撞擊力，為駕駛員起到緩沖、減震的保護(hù)作用，可以減少63%的頭部受傷和88%的顱腦損傷［1］。除此之外，非機(jī)動(dòng)車駕駛員逆行，占道行駛等違反交通法規(guī)、交通事故頻發(fā)，已嚴(yán)重影響了市區(qū)道路交通秩序和公共安全。

針對(duì)上述問題，本文創(chuàng)新系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)，基于雙網(wǎng)雙平臺(tái)，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，本研究通過對(duì)各類新業(yè)態(tài)騎行人員違法行為的全過程、全范圍監(jiān)管，營(yíng)造暢通有序的交通環(huán)境，強(qiáng)化騎行人員交通安全意識(shí)，降低市區(qū)交通事故發(fā)生率，提升城市文明交通形象。

1" 系統(tǒng)概述

本研究基于“雙網(wǎng)雙平臺(tái)”設(shè)計(jì)智慧交通監(jiān)管系統(tǒng)，“雙網(wǎng)”即互聯(lián)網(wǎng)和交通管理內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，功能隔離運(yùn)行，保障系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；“雙平臺(tái)”即系統(tǒng)管理平臺(tái)和微信小程序平臺(tái)。系統(tǒng)綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，旨在優(yōu)化市區(qū)道路交通，強(qiáng)化電動(dòng)車交通管理，解決非機(jī)動(dòng)車駕駛員違反交通法規(guī)的亂象問題［2］。本文平臺(tái)通過全過程、全范圍監(jiān)管騎行人員的違法行為，保障交通環(huán)境的暢通有序。本研究有助于強(qiáng)化騎行人員的交通安全意識(shí)，降低市區(qū)交通事故發(fā)生率，為城市交通管理帶來全新的智能化手段，有效提升交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全水平，推進(jìn)城市智慧交通的發(fā)展。

1.1" 系統(tǒng)支持信息分級(jí)管理

智慧交通監(jiān)管系統(tǒng)按照不同管理權(quán)限實(shí)現(xiàn)層級(jí)管理，實(shí)現(xiàn)交通管理人員和騎行人員的基礎(chǔ)信息采集和業(yè)務(wù)信息的查詢，企業(yè)管理員使用互聯(lián)網(wǎng)登錄系統(tǒng)，通過身份驗(yàn)證管理維護(hù)企業(yè)、站點(diǎn)及騎行人員的信息。系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)端登錄平臺(tái)采取短信驗(yàn)證功能，對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證執(zhí)法警員和騎行人員身份的真實(shí)性和信息的安全性。

1.2" 系統(tǒng)支持信息驗(yàn)證

系統(tǒng)設(shè)定首次登錄需驗(yàn)證個(gè)人身份信息，交通管理人員登錄小程序，及時(shí)查處騎行人員違法違章，可實(shí)時(shí)查詢歷史查處記錄。騎行人員登錄小程序，實(shí)時(shí)查詢自己違章次數(shù)及違章積分情況。

1.3" 系統(tǒng)支持快捷高效信息查詢

交通管理人員打開監(jiān)管平臺(tái)微信小程序，輸入騎行人員編號(hào)、身份證號(hào)碼、電話號(hào)碼任一項(xiàng)，即可對(duì)違章騎行人員提交處罰信息，同時(shí)違章數(shù)據(jù)同步到系統(tǒng)管理端，自動(dòng)計(jì)算違章率。系統(tǒng)會(huì)及時(shí)通過微信小程序和短信2種方式發(fā)送提醒，騎行人員可通過手機(jī)端快捷、高效查詢個(gè)人違規(guī)信息。

1.4" 系統(tǒng)支持違章異議申訴及培訓(xùn)教育

騎行人員可以在規(guī)定期限內(nèi)對(duì)違章提起異議申訴，為保證公平、公正，異議申訴采取企業(yè)和支隊(duì)兩級(jí)復(fù)議模式。本研究設(shè)計(jì)小程序端培訓(xùn)模塊，當(dāng)累計(jì)達(dá)到規(guī)定分值的騎行人員需參加培訓(xùn)教育，完成培訓(xùn)后系統(tǒng)減掉相應(yīng)分值。

2" 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

2.1" 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本研究采用雙網(wǎng)雙平臺(tái)的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的安全接入邊界［3］。平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括3層，從下而上依次是數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層，該架構(gòu)可以清晰地劃分不同層級(jí)的功能與責(zé)任，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性。

數(shù)據(jù)層作為最底層，主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理各種類型的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括圖片、位置信息、用戶數(shù)據(jù)、培訓(xùn)視頻、通知信息、接口數(shù)據(jù)和短信數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)層通過特定要求的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于內(nèi)網(wǎng)中，只能通過安全接入邊界進(jìn)行訪問，以此確保敏感數(shù)據(jù)的安全性。數(shù)據(jù)層的主要任務(wù)是確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性，提供高效的數(shù)據(jù)檢索和處理能力。

服務(wù)層位于數(shù)據(jù)層之上，主要負(fù)責(zé)處理各種業(yè)務(wù)邏輯和服務(wù)請(qǐng)求。該層包含了用戶管理、數(shù)據(jù)收集與處理、交通違法監(jiān)管、信息發(fā)布與互動(dòng)、系統(tǒng)管理與維護(hù)、智慧交通分析與優(yōu)化和微信小程序接口等多個(gè)模塊。服務(wù)層通過與數(shù)據(jù)層的緊密協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類數(shù)據(jù)的處理和分析，為上層應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持［4］。

應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)向用戶提供各種功能和服務(wù)。應(yīng)用層包括微信小程序、Web端和管理后臺(tái)3個(gè)部分，分別面向不同的用戶群體。小程序和Web端提供了信息查詢、個(gè)人資料管理、培訓(xùn)信息和數(shù)據(jù)報(bào)表等功能，方便用戶查看和管理自己的數(shù)據(jù)。管理后臺(tái)則提供了違章統(tǒng)計(jì)、個(gè)人資料管理、處罰規(guī)則設(shè)置和處罰管理等功能，供管理人員進(jìn)行系統(tǒng)管理和維護(hù)。

本文研究采用雙網(wǎng)雙平臺(tái)架構(gòu)可提供一種安全可靠的方式來管理和處理內(nèi)外網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交互，為用戶提供了一站式的交通管理服務(wù)。安全接入邊界定義了內(nèi)外網(wǎng)之間的接口，主要為了保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)免受外部威脅，控制內(nèi)外網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)。智慧交通監(jiān)管系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在“雙網(wǎng)雙平臺(tái)”應(yīng)用架構(gòu)下的穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理流程。同時(shí)，保障系統(tǒng)安全和用戶隱私，提供良好的監(jiān)管服務(wù)。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.2" 系統(tǒng)構(gòu)建

本文在構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)，深度融合了網(wǎng)絡(luò)安全保障與用戶隱私保護(hù)的考量，通過實(shí)施多方合作共治策略，強(qiáng)化管理效能。在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)上，本研究采用了創(chuàng)新的B/S架構(gòu)模式下的“雙網(wǎng)雙平臺(tái)”方案：“雙網(wǎng)”分立運(yùn)行環(huán)境，不僅加固了系統(tǒng)抵御外部威脅的能力，還通過功能上的明確劃分確保了運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性。“雙平臺(tái)”則采取集中部署、分布式應(yīng)用的方式，既便于系統(tǒng)功能的靈活擴(kuò)展與維護(hù)升級(jí)，又提升了用戶體驗(yàn)和服務(wù)效率。

本研究重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)在于精準(zhǔn)記錄騎行者的頭盔佩戴情況，以此為核心開展身份驗(yàn)證與路面執(zhí)法工作。本文利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，對(duì)操作流程中生成的結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效收集，隨后在確保數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)安全性的基礎(chǔ)上，與內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行全面而精確的匹配驗(yàn)證［5］。本研究可實(shí)現(xiàn)在三重保障下，即系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性、嚴(yán)密安全性及持續(xù)穩(wěn)定性，有效促進(jìn)道路交通安全管理的智能化、精準(zhǔn)化、高效化。

2.3" 關(guān)鍵技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)隔離與安全方面，鑒于互聯(lián)網(wǎng)端和交通管理內(nèi)網(wǎng)端需要進(jìn)行功能隔離運(yùn)行，以保障系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和安全性，本研究涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括虛擬專網(wǎng)（VPN）、防火墻、訪問控制等。

移動(dòng)端微信小程序應(yīng)用平臺(tái)可提供便捷的移動(dòng)端入口。系統(tǒng)通過優(yōu)化的接口與友好的交互設(shè)計(jì)，使交通管理人員和騎行人員輕松操作和查詢系統(tǒng)信息。該平臺(tái)基于微信小程序技術(shù)構(gòu)建，采用了WXML作為標(biāo)記語言、WXSS處理樣式以及JavaScript進(jìn)行邏輯控制，沿用了Vue、React、Angular等成熟前端框架的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了輕量化且高效的原生應(yīng)用開發(fā)［6］。小程序利用騰訊位置服務(wù)這一第三方插件，以確保系統(tǒng)信息處理功能的實(shí)用性與準(zhǔn)確性。

在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，本研究采用前后端分離架構(gòu)，前端選用了Vue.js框架，結(jié)合HTML5、CSS3及現(xiàn)代JavaScript技術(shù)，充分利用Vue的組件化特性，不僅大幅減少了代碼重復(fù)，也提升了代碼的可讀性和可維護(hù)性。Vue的路由管理機(jī)制支持頁面間平滑跳轉(zhuǎn)而不全頁刷新，加之其MVVM（Model-View-ViewModel）模式和雙向數(shù)據(jù)綁定能力，極大提升了開發(fā)效率。此外，系統(tǒng)借助虛擬DOM，Vue能有效優(yōu)化DOM操作，支持服務(wù)端渲染，進(jìn)一步增強(qiáng)了應(yīng)用性能。

后臺(tái)開發(fā)則依托于Java語言，采用Spring框架結(jié)合Spring MVC模式處理請(qǐng)求，MyBatis作為數(shù)據(jù)持久層，構(gòu)成經(jīng)典的SSM（Spring、Spring MVC、MyBatis）技術(shù)棧，確保了后端邏輯的高效執(zhí)行與數(shù)據(jù)管理的靈活性。在數(shù)據(jù)庫層面，本研究選用MySQL作為存儲(chǔ)解決方案，滿足大數(shù)據(jù)量和高并發(fā)訪問的需求。

在開發(fā)工具方面，本研究采用Visual Studio Code作為前端代碼編寫的主要環(huán)境，其豐富的插件生態(tài)極大地便利了開發(fā)工作。而微信開發(fā)者工具則是調(diào)試與運(yùn)行小程序的首選平臺(tái)，它提供了實(shí)時(shí)預(yù)覽、性能分析、真機(jī)調(diào)試等強(qiáng)大功能，確保了開發(fā)與測(cè)試的高效進(jìn)行。

3" 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本研究系統(tǒng)是一個(gè)全面的用戶管理、信息記錄、信息處理、信息推送和統(tǒng)計(jì)匯總的平臺(tái)，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如圖2所示。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)幫助管理者有效地管理和監(jiān)控用戶的行為，促進(jìn)交通法規(guī)的遵守和交通安全的提升。

3.1" Web端系統(tǒng)管理平臺(tái)

Web端系統(tǒng)管理平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)與企業(yè)管理員通過內(nèi)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)分別管理，涵蓋用戶權(quán)限、信息管理與統(tǒng)計(jì)匯總核心功能。系統(tǒng)支持分級(jí)權(quán)限控制，全面管理用戶資料、處罰異議及培訓(xùn)流程。交通管理人員能查看用戶詳情、處理處罰爭(zhēng)議、監(jiān)控統(tǒng)計(jì)報(bào)表及通信。企業(yè)端聚焦于違章、異議與消息管理。平臺(tái)具備用戶分級(jí)管理、信息錄入導(dǎo)出、自動(dòng)培訓(xùn)時(shí)長(zhǎng)判定、多渠道信息推送（站內(nèi)通知、處罰與培訓(xùn)短信/小程序通知）及靈活統(tǒng)計(jì)報(bào)表生成功能。

3.2" 微信小程序核心功能

微信小程序端著重于用戶交互與信息管理，實(shí)現(xiàn)登錄注冊(cè)、信息查看、接收推送及異議申訴。騎行者與管理人員均需通過賬號(hào)訪問，前者注冊(cè)需填寫詳盡個(gè)人信息，后者由上級(jí)分配賬號(hào)。小程序?yàn)轵T行者提供個(gè)人資料、違章記錄及培訓(xùn)信息查看功能；管理人員則可查看執(zhí)法記錄。微信小程序端實(shí)時(shí)推送機(jī)制確保騎行者即時(shí)獲知處罰、培訓(xùn)通知及培訓(xùn)結(jié)果。此外，小程序嵌入復(fù)議申訴模塊，允許騎行者在限定時(shí)間內(nèi)提交申訴至企業(yè)管理員，繼而轉(zhuǎn)至交通管理部門復(fù)核，決定是否撤銷或維持原處罰，形成系統(tǒng)閉環(huán)管理流程。

4" 結(jié)語

本文主要針對(duì)非機(jī)動(dòng)車騎行人員交通安全問題設(shè)計(jì)智慧監(jiān)管系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采用“雙網(wǎng)雙平臺(tái)”架構(gòu)，提高交通管理人員工作效率，有效應(yīng)對(duì)非機(jī)動(dòng)車駕駛者的違規(guī)行為。系統(tǒng)通過綜合運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，不僅加強(qiáng)了對(duì)非機(jī)動(dòng)車駕駛行為的監(jiān)管力度，還促進(jìn)了交通安全教育，為打造更加安全、智能、高效的市區(qū)道路交通環(huán)境提供了有力支撐。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮了用戶操作便捷性、數(shù)據(jù)安全性與系統(tǒng)穩(wěn)定性，是推動(dòng)城市智慧交通發(fā)展的重要實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

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（編輯" 王永超）

Design of an intelligent transportation supervision system based on dual-network dual-platformWU" Weihong1，2， GAO" Ying3

（1.Hebei Software Institute， Baoding 071000， China;

2.Hebei Province Research and Development Center for Intelligent Interconnected Equipment and Multimodal Big Data Applications， Baoding 071000， China;

3.Langfang No.4 Vocational Middle School， Langfang 065000， China）

Abstract： In recent years， the widespread adoption of electric vehicles has led to a series of traffic management challenges， particularly regarding the enforcement of helmet-wearing regulations and its implementation， which has posed significant challenges for traffic administrators. This article introduces an innovative smart supervision system for non-motorized vehicles， employing a “dual-network， dual-platform” architecture that ensures secure data exchange and efficient processing. Integrating big data， artificial intelligence， and other contemporary information technologies， this innovative regulatory system addresses the complexities of non-motorized vehicle management， providing a new approach for constructing smart urban transportation systems. It plays a pivotal role in reducing the incidence of traffic accidents and is instrumental in building a smart city transportation infrastructure.

Key words： dual-network dual-platform; traffic regulation; supervision system