基于警務位置云平臺的城市交通管理與服務體系研究

羅由平周召敏周 桐劉 婷

（1.重慶市公安局北碚區(qū)分局，重慶 400700；2.重慶工程職業(yè)技術學院信息工程學院，重慶 402260）

基于警務位置云平臺的城市交通管理與服務體系研究

羅由平1周召敏1周 桐2劉 婷1

（1.重慶市公安局北碚區(qū)分局，重慶 400700；2.重慶工程職業(yè)技術學院信息工程學院，重慶 402260）

本文通過對影響交通管理服務的交通氣候、路況環(huán)境、路網(wǎng)狀態(tài)、停車位狀況等關鍵因素分析研究，基于現(xiàn)有警務位置云平臺，提出了基于警務位置云平臺的城市交通管理與服務體系架構，該架構分成感知、通信、計算和服務4個層次，并對相應的層次做了功能描述。最后對系統(tǒng)顯示的關鍵技術做了分析，以期提升公安機關交通管理能力和服務水平。

交通管理；警務位置云；服務體系

0.引言

隨著國民生活水平的快速提高，車輛的保有量快速上升，交通擁堵已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的主要因素之一。而城市交通堵塞由此衍生的一系列問題，例如環(huán)境噪聲、大氣污染、能源消耗等嚴峻問題，已嚴重影響了人類生活和制約了經(jīng)濟發(fā)展。為了解決上述問題，國內外專家對城市交通問題進行了綜合分析與思考，借助信息化技術構建城市的交通管理與服務平臺。但現(xiàn)有城市交通管理與服務水平隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代城市步伐的加快，出行不斷增加而變得越來越低，而且我國目前多數(shù)中心城市實行的分散式交通管理在體制方面存在著管理混亂、利益分割的狀況。因此，提高城市交通管理和服務水平刻不容緩。

“警務位置云”是基于信息技術與定位技術的綜合產品，面對公安行業(yè)眾多的位置信息、空間和業(yè)務數(shù)據(jù)，進行有效地整合和資源共享，可以為公安部門提供基于實時位置指揮和云端公安信息服務的應用系統(tǒng)能力。警務位置云為交通管理服務提供一個基礎平臺，以北斗慣導定位為基礎，依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術，整合現(xiàn)有公安信息資源，優(yōu)勢互補共享，實現(xiàn)城市交通互聯(lián)互通互控。從而為公安機關交通管理服務提供時間、空間、環(huán)境信息服務，讓交通管理服務智慧決策。

本文首先對交通管理服務的制約因素進行了綜合研究，提出了基于警務位置云的城市交通管理服務平臺，通過對制約因素相關信息的全面感知，通過上層的大數(shù)據(jù)處理技術，最終對交通系統(tǒng)管控、誘導和服務，從而提供城市管理服務的水平。

1.制約因素對交通管理與服務的影響研究

現(xiàn)在城市管理與服務主要受氣象條件、道路環(huán)境、交通路況和停車管理4個制約因素的影響，下面對4個制約因素分析如下：

氣象條件：交通的氣象環(huán)境狀況，特別是惡劣天氣條件，直接影響路網(wǎng)的運行管理和行車安全。而風、霧、雨、雪、陰、晴等天氣是屬于交通中不確定因素，只能被動接受和預防。

路面環(huán)境：上述氣象條件的影響，路面可能出現(xiàn)結冰、積雪、積水等，影響交通出行時間、成本。但及早的采取諸如融雪、增強路面摩擦系數(shù)等相關措施是可以改善的。

交通路況：實時路況是做出交通管理決策和誘導服務的直接依據(jù)，其具有時空特性，比如每天早晚高峰、每周的雙休日與工作日，每年的節(jié)假日、旅游季節(jié)等，以及高速進口與出口設置距離太短等等。該交通狀況還受不確定的交通事件的影響。

停車管理：車輛多，停車場少，違章停車道路路面擁堵嚴重。因此，如何在車輛多和停車場少供求矛盾下，作出更好的交通管理決策和優(yōu)質的誘導服務是個難題。

通過對制約因素綜合分析，基于警務位置云和智能交通技術對制約因素的全面感知，方便上層做出準確的決策，從而提供交通管理和服務水平。

2.基于警務位置云的交通管理與服務基本架構

利用警務位置云和智能交通技術可以拉近交通事件現(xiàn)場與上層管理服務部門的距離，實時感知各種因素信息，快速制定相應的決策，并精確到具體位置，快速作出處理，提升交通領域管理水平。

本文根據(jù)基于警務位置云，并結合交通系統(tǒng)的特點，提出如圖1所示的基于警務位置云的交通管理與服務基本架構，該架構有感知層、通信層、計算層和服務層。從圖1得到，新架構中主要有氣象監(jiān)測設備、路網(wǎng)感知設備、違章停車檢測設備、上位機、控制管理軟件、服務器構成，這些設備又通過網(wǎng)絡實現(xiàn)互連。

具體功能層次如下：

（a）感知層

通過氣象監(jiān)測設備、路網(wǎng)感知設備、違章停車檢測設備感知諸如車輛速度、交通流量、交通密度、停車亂停亂放檢測、車牌號碼、行駛時間、路面信息、氣象信息及行程距離等，并將這些數(shù)據(jù)上傳至信息中心。

（b）通信層

在警務位置云框架的網(wǎng)絡層采用接入子網(wǎng)+核心網(wǎng)絡靈活的靈活方式，接入子網(wǎng)的近距離可采用無線自組網(wǎng)技術。核心網(wǎng)層依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，也可以依托行業(yè)專業(yè)通信網(wǎng)絡，也可同時依托公用網(wǎng)和專用網(wǎng)，如接入層依托公眾網(wǎng)、核心層依托專用網(wǎng)，或接入層依托專用網(wǎng)，核心層依托公眾網(wǎng)。通過對接入網(wǎng)技術的研究解決交通出行信息的傳輸問題。

（c）計算層

由于交通系統(tǒng)具有海量的交通數(shù)據(jù)信息，并需要不斷地快速交替感知和反饋控制，對平臺的要求很高，這樣交通管理與服務平臺就需具備分布式計算和并行計算等特征，考慮到成本以交通管理與公安警務管理的目的一致，警務位置云平臺則成為交通管理與服務平臺重要選擇之一。

（d）服務層

現(xiàn)有交通管理策略簡單、靈活性差以及整體效率低。利用新平臺和新控制算法，判斷是否達到某些預先設定的管理條件，進而發(fā)送控制命令或在緊急情況下直接向用戶發(fā)送警告信號，例如聯(lián)系所在區(qū)域警務人員到現(xiàn)場解決交通事件，以實現(xiàn)對交通管理的精細化。同時新平臺可獲得各類交通信息，可以通過廣播和VMS面板燈方式，為用戶終端提供實時的交通信息服務。如ETC、交通誘導及城市公交調度等。

4.構建警務位置云交通管理與服務平臺關鍵技術

4.1 海量信息資源的安全共享與管理技術

平臺海量數(shù)據(jù)來自于不同的感知設備，通過不同的傳輸介質傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)類型存在差異，因此，根據(jù)交通海量數(shù)據(jù)的不確定性、時間關聯(lián)性等特點，建立新平臺海量流式數(shù)據(jù)的處理方法，確定流式數(shù)據(jù)的清洗機制與策略，以及海量流式數(shù)據(jù)的異常檢測算法和聚類分析方法，為設計科學的信息共享和協(xié)同機制奠定基礎。

4.2 信息傳輸時間和空間的分離技術

在實際的交通系統(tǒng)中，任何交通事件的發(fā)生在時間和空間上均是分離的，而警務位置云在傳輸信息過程中卻是時空同時進行的。為了達到對大量數(shù)據(jù)流的高可靠的實時通信要求，其數(shù)據(jù)交換設備往往比各接入終端還要復雜。因此，如何使交通通信系統(tǒng)中各個數(shù)據(jù)流在傳輸通道上具有時間和空間的分離組合性，實現(xiàn)高度可靠的實時傳輸性能。

4.3 制約因素感知技術

在實際的交通系統(tǒng)中，交通氣象信息傳感器簇，路況環(huán)境地理信息傳感器簇，以及交通量信息獲取傳感器簇感知信息均是隨時間連續(xù)變化的，而在云平臺眾，交通數(shù)據(jù)的通信與計算等過程卻是離散的。因此，如何實現(xiàn)交通傳感器系統(tǒng)中連續(xù)變化參數(shù)與云平臺中離散變化變量之間的深度融合，是提高管理決策的準確、可靠度的一個技術難題。

結論

在警務云平臺的體系結構的基礎上，綜合分析了交通制約因素對交通管理與服務的影響，結合交通系統(tǒng)具有海量的交通信息、物理感知設備多等特點，構建了基于警務位置云交通管理與服務基本架構，分層詮釋了系統(tǒng)的基本結構。在此基礎上，從海量信息資源的安全共享與管理、信息傳輸時間和空間的分離和制約因素感知3個方面對系統(tǒng)其關鍵技術進行了討論。基于警務位置云交通管理與服務體系可實現(xiàn)信息的高度共享和分類增值服務，能夠有效提高交通資源的利用效率和路網(wǎng)的服務水平；同時也對噪聲問題和廢氣污染問題有緩解作用，更為直觀的是交通出行公共服務與增值服務也使市民的城市生活更為智能化。

［1］馬彥琳.現(xiàn)代城市管理學［M］.北京：科學出版社，2006.

［2］張波.城市管理學［M］.北京：北京大學出版社，2007.

D631

A