電子警察設(shè)備接入交管局平臺(tái)擴(kuò)容升級(jí)項(xiàng)目

王聰穎，朱文秀

（天津市中環(huán)系統(tǒng)工程有限責(zé)任公司，天津 300060）

支隊(duì)平臺(tái)主要功能包括違法數(shù)據(jù)處理、車輛號(hào)牌識(shí)別、通行信息記錄、流量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、視頻流采集、設(shè)備狀態(tài)管理、主要設(shè)備包括處理服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、卡口服務(wù)器、違法服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，磁盤陣列存儲(chǔ)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，操作終端，勘察設(shè)備，視頻檢測(cè)設(shè)備及系統(tǒng)功能軟件等。

1 總體設(shè)計(jì)

考慮到所采集過車通行數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)需求，非現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)處理帶來的高并發(fā)性要求，以及交通管理信息系統(tǒng)的廣泛兼容性要求，按照需求要求，整個(gè)系統(tǒng)采用三級(jí)結(jié)構(gòu)，前端信息采集→交警支隊(duì)→局中心。

第一級(jí) 前端信息采集

前端信息采集設(shè)備負(fù)責(zé)完成前端信號(hào)的采集和接入，主要由高清攝像機(jī)、鏡頭、檢測(cè)控制主機(jī)等相關(guān)設(shè)備構(gòu)成，新建路口電子警察信息全部采用IP方式（通訊鏈路已由運(yùn)營商建設(shè)完成，每一個(gè)路口提供100 M以太網(wǎng)網(wǎng)口落地的方式）傳輸?shù)剿鶎佥爡^(qū)交警支隊(duì)。同一路口內(nèi)各斷面間電子警察設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分為有線及無線式IP傳輸2種。

第二級(jí) 交警支隊(duì)電子警察中心平臺(tái)

交警支隊(duì)電子警察中心平臺(tái)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)轄區(qū)內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的管理、匯聚、下載、處理、存儲(chǔ)等應(yīng)用，提供直觀、簡(jiǎn)便的可視化操作界面，同時(shí)可以根據(jù)招標(biāo)方要求進(jìn)行修改。設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)處理終端。系統(tǒng)通過隔離方式將電子警察違法數(shù)據(jù)傳至公安部違章處理平臺(tái)上進(jìn)行相應(yīng)的處理與發(fā)布，并具備對(duì)轄區(qū)內(nèi)電子警察系統(tǒng)的違法信息查詢及統(tǒng)計(jì)分析、交通流量統(tǒng)計(jì)分析及系統(tǒng)安全性管理、自動(dòng)日志記錄等功能。并根據(jù)公安網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，將支隊(duì)數(shù)據(jù)、表單及記錄等上傳至交管局中心平臺(tái)統(tǒng)一記錄保存。

第三級(jí) 電子警察中心管理平臺(tái)

交管局中心管理平臺(tái)負(fù)責(zé)接收全市范圍內(nèi)各支隊(duì)上傳的各類數(shù)據(jù)，并具備對(duì)全市電子警察系統(tǒng)的違法信息查詢及統(tǒng)計(jì)分析、交通流量統(tǒng)計(jì)分析及系統(tǒng)安全性管理、自動(dòng)日志記錄等功能。

每個(gè)支隊(duì)系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)能夠滿足50點(diǎn)電子警察前端設(shè)備的接入要求，能夠?qū)崟r(shí)接收前端上傳的違法數(shù)據(jù)、卡口文本信息。能夠按照統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和接入規(guī)范，實(shí)現(xiàn)對(duì)本項(xiàng)目新建前端設(shè)備的系統(tǒng)接入，同時(shí)應(yīng)能夠?qū)⒎辖尤霕?biāo)準(zhǔn)的支隊(duì)自建的違法抓拍設(shè)備接入支隊(duì)系統(tǒng)平臺(tái)。針對(duì)支隊(duì)級(jí)單位要求在線和離線備份。

在容易發(fā)生交通違法行為的路口，建設(shè)全高清電子警察違法抓拍系統(tǒng)。該系統(tǒng)建成后實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通相關(guān)區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)多種交通違法行為進(jìn)行自動(dòng)記錄取證，從而滿足交通管理人員對(duì)道路交通管理的需求。平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 平臺(tái)架構(gòu)Fig.1 Platform architecture

2 系統(tǒng)層次設(shè)計(jì)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從層次上設(shè)計(jì)為三層結(jié)構(gòu)模型：數(shù)據(jù)層、中間層／邏輯層和客戶層／表示層。數(shù)據(jù)層主要由中心數(shù)據(jù)庫、子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)子系統(tǒng)組成，中間層是由交通信息子系統(tǒng)、交通信息數(shù)據(jù)管理應(yīng)用服務(wù)器、GIS服務(wù)器和WEB服務(wù)器組成，客戶層主要是應(yīng)用程序客戶端和Web客戶端，由一些圖形界面組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心是交通信息平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器[1]。

采用三層結(jié)構(gòu)能通過動(dòng)態(tài)伸縮更好地平衡各個(gè)層面上服務(wù)器的負(fù)載，減少網(wǎng)絡(luò)上的信息流量，從而提高系統(tǒng)的吞吐量；可方便地以添加方式擴(kuò)展相應(yīng)層面上服務(wù)器數(shù)量以擴(kuò)展處理能力和系統(tǒng)規(guī)模；同時(shí)，由于采用介于用戶終端和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中間的應(yīng)用服務(wù)器，可提高數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全性；另外，主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集中管理，也可減輕系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。系統(tǒng)硬件同樣采用分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分布式分布的方式，如圖2所示。

3 違法數(shù)據(jù)接入方案

3.1 總體設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入及共享傳輸總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖2 分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分布式分布Fig.2 Layered structure design and distributed distribution

圖3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入及共享傳輸總體結(jié)構(gòu)Fig.3 Overall structure of monitoring data access and shared transmission

3.2 支隊(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入及共享

3.2.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入

各支隊(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的接入主要有4種方式：通過監(jiān)控服務(wù)器直接接入，適用于符合標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議相機(jī)；提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入的SDK開發(fā)包，開發(fā)監(jiān)控服務(wù)器的GateWay適配器，通過監(jiān)控服務(wù)器接入，適用于在各地市建設(shè)較多的大部分相機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的接入；通過調(diào)用Web Services標(biāo)準(zhǔn)接口將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳，適用于已部署第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入平臺(tái)的場(chǎng)景；通過調(diào)用提供的SDK方式接入，適用于前端設(shè)備直接接入。建議第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用Web Services標(biāo)準(zhǔn)接口方式接入。

3.2.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享

支隊(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享服務(wù)包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)消息中間件共享隊(duì)列、圖像訪問服務(wù)。經(jīng)過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享授權(quán)的第三方平臺(tái)訂閱監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)消息中間件共享隊(duì)列，實(shí)時(shí)訂閱到匯聚到支隊(duì)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；調(diào)用圖像訪問服務(wù)可查看或下載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的圖像信息。

另外，第三方系統(tǒng)提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入接口，按照接口，定制開發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳服務(wù)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至第三方系統(tǒng)。如：違法數(shù)據(jù)上傳違法整理錄入平臺(tái)、緝查布控系統(tǒng)等。

3.3 總隊(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享

各支隊(duì)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的匯聚之后，通過消息中間件級(jí)連配置，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯總到總隊(duì)消息中間件監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隊(duì)列，總隊(duì)匯總各支隊(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，不直接接入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

總隊(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享服務(wù)包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)消息中間件消息隊(duì)列方式共享、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢Web Services服務(wù)、圖像訪問服務(wù)三部分。

3.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入傳輸方案實(shí)現(xiàn)

根據(jù)是否有第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯聚平臺(tái)，第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入管控平臺(tái)，目前主要有以下幾種方式：（1）通過監(jiān)控服務(wù)器接入；（2）通過 Web Services標(biāo)準(zhǔn)接口接入；（3）SDK 方式[2]。

4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享傳輸方案實(shí)現(xiàn)

4.1 采用消息隊(duì)列方式

現(xiàn)有管控平臺(tái)各數(shù)據(jù)處理后臺(tái)服務(wù)之間的數(shù)據(jù)交換采用的是消息中間件，從消息中間件隊(duì)列中能獲取需要共享的各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)訂閱到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，根據(jù)配置的數(shù)據(jù)調(diào)用方配置信息、數(shù)據(jù)訪問權(quán)限將權(quán)限范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分發(fā)到指定的的消息中間件服務(wù)器，該消息中間件可以是調(diào)用方獨(dú)立部署，也可以共享管控平臺(tái)現(xiàn)有的消息中間件。調(diào)用方通過調(diào)用指定的exchange，可獲取到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)[3]。

數(shù)據(jù)調(diào)用方可能使用Linux、Windows等不同平臺(tái)，開發(fā)語言可選擇性更廣，為了數(shù)據(jù)共享不需要考慮跨平臺(tái)、開發(fā)語言的多樣性，采用RabbitMQ消息隊(duì)列方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，不同的數(shù)據(jù)類型采用不同的Routingkey。

因訂閱客戶端可以訂閱到exchange中的所有數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)權(quán)限考慮，需要對(duì)每個(gè)調(diào)用方創(chuàng)建不同的exchange；另外，因RabbitMQ用戶可以訪問該虛擬主機(jī)的所有exchange（讀寫權(quán)限可以設(shè)置），需要對(duì)每個(gè)調(diào)用方創(chuàng)建獨(dú)立的虛擬主機(jī)，將分配的用戶名指定到該虛擬主機(jī)。

4.2 提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢接口服務(wù)方式

提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)文本信息的分頁查詢Web Services服務(wù)，包括過車數(shù)據(jù)、違法數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、路感數(shù)據(jù)、交通事件數(shù)據(jù)。同時(shí)，提供過車圖像、違法圖像的在線查看功能及圖像下載功能。適用于對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求不高的系統(tǒng)共享監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的查詢等應(yīng)用操作不是特別頻繁[4]。

4.3 按照給定的接口定制開發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳服務(wù)

第三方系統(tǒng)提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入接口，按照接口，定制開發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳服務(wù)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至第三方系統(tǒng)。

對(duì)于已經(jīng)建設(shè)并使用的系統(tǒng)，其已經(jīng)制定了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接入接口，按照標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接入接口，將數(shù)據(jù)寫入第三方系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的共享傳輸[4]。

5 結(jié)語

本文所使用平臺(tái)軟件為針對(duì)此項(xiàng)目研發(fā)的，不會(huì)受到第三方提出侵犯專利權(quán)、商標(biāo)權(quán)或工業(yè)設(shè)計(jì)權(quán)等指控，能根據(jù)招標(biāo)方的要求進(jìn)行修改，并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。根據(jù)公安部交通指揮系統(tǒng)建設(shè)要求，按照“結(jié)構(gòu)上的整體性，技術(shù)上的先進(jìn)性，使用上的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)上的合理性，操作上的友好性，升級(jí)上的可拓展性”進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有良好的工程應(yīng)用前景。