區縣級城市智慧交通升級改造策略

馬彪彪 甘彤 姜少波

（1.中國電子科技集團公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230088）

（2.安徽省公共安全應急信息技術重點實驗室 安徽省合肥市 230088）

隨著國家對城市基礎設施投入的持續加大，智慧城市如雨后春筍般迸發建設，為國家社會治理能力現代化提供了方便。其中，智慧交通系統因前端設備數量多、分布廣、種類雜，是肇事逃逸和違章判罰的重要依據，對智能化的要求最高，建設難度最大。然而，由于歷史原因，交通信息化建設往往由不同廠家分期建設，廠家技術水平層次不齊，導致設備品牌多樣、網絡混亂、管理平臺不統一等現狀。給交通管理部門日常工作帶來了極大不便。

本文從區縣級城市智慧交通升級改造過程中可能遇到的前端改擴建、網絡拓撲、后臺存儲、平臺應用、大數據分析、IP 地址遷移等六方面問題入手，詳細地介紹注意事項及應對策略。

1 前端改擴建

前端設備承擔著攝錄抓拍的職責，是智慧交通升級改造的基礎。圖像數據不僅是肇事逃逸和違章判罰的重要依據，還是很多重特大案件的線索來源。然而，交通設備數量多、分布廣、種類雜、智能化程度高，這給升級改造建設帶來了諸多挑戰。常見的交通前端設備有電子警察、車輛卡口、違停球、雷達測速、治安監控等。其中，電子警察系統最為復雜，包括紅綠燈、電子警察、反向卡口、頻閃燈、爆閃燈、全景球機、紅綠燈檢測器、終端服務器等設備，不僅安裝配置須遵循嚴格規范，施工還需要穿管拉線，是前端改擴建的難點。

目前，電子警察設備已完成由模擬到數字，由普清到超高清，由后端抓拍到前端識別的過渡。當前，700 萬或900 萬超高清電子警察已成為主流，可兼顧3 個標準車道。電子警察改擴建注意事項及應對策略有：

（1）圖片由超高清抓拍，限制條件下，視頻存儲可改為高清，以免給后臺存儲和播放帶來壓力；

（2）電子警察分辨率高，設備集中，要確保運營商到落地柜帶寬達到百兆，特大路口甚至超過百兆；

（3）電子警察視野中要能夠看到紅綠燈，并能夠攝錄停止線后不少于兩部車輛；

（4）紅綠燈與電子警察聯動優先使用紅綠燈信號檢測器，若穿管困難等原因也可通過電子警察視頻判斷；

（5）電子警察應優先穿管到終端服務器匯聚，以確保前端視頻存儲，特殊原因也可另接前端存儲繞過終端服務器直接匯聚到后端，不影響IP 統一。

2 網絡拓撲

網絡是交通音視頻及業務數據的高速公路，是智慧交通升級改造的關鍵。帶寬不足或性能不穩定會給整個交通信息系統帶來難以預知的現象。視頻播放失敗、卡頓、拖影、延遲都應優先排查網絡問題。由于交通信息化設備往往由不同廠家分期建設，分期建設的前后端設備往往單獨組網再進行網絡融合，所以交警大隊經常看到很多前端接入交換機和匯聚交換機，走線極其混亂，出現視頻問題往往不知從何下手。網絡升級注意事項及應對策略有：

（1）梳理現有網絡設備，堅決淘汰百兆交換機，確保后臺鏈路至少使用千兆交換，排查網絡鏈路要遵循先后端后前端的原則；

表1

（2）繪制現有網絡拓撲圖，重點排查百兆交換機的接入接出，很多嚴重視頻問題都是后端接入了百兆交換機導致；

（3）升級后的網絡拓撲要由核心交換、匯聚交換和接入交換三層組成，核心交換建議萬兆，淘汰非必要交換機，便于后期排查問題；

（4）IP 規劃要預留互聯網、車管所、駕管所、大樓安防網、后臺服務器、辦公工位的IP，不同類別設備要分別劃分VLAN；

（5）建議使用萬兆鏈路向上接出，如接出到地級市交警大隊，若受條件限制，后臺萬兆鏈路可用若干千兆并行鏈路代替。

3 后臺存儲

后臺存儲是各類數據的集散地，數據損壞或丟失可能會帶來重大社會風險，確保數據安全十分重要。為了明確責任，不同廠家建設的交通設備一般分別存儲，建議使用云存儲設備整合存儲資源。只需額外采購云儲存服務器，就可以管理各期廠家已建設的磁盤陣列，推薦采用H265 編碼，視頻存儲時間不少于3 個月，圖片與視頻存儲比例不高于1:10。使用云存儲不僅可以提高存儲的魯棒性，還可以節約成本，避免重復建設。視頻存儲空間計算規則如表1 所示，限制條件下，也可將后臺視頻統一按200 萬像素存儲，一般不影響正常業務。

4 平臺應用

如圖1 所示，平臺是智慧交通系統的人機窗口，關系著智慧交警升級改造的成敗。不同廠家分期建設的系統平臺通常不統一，甚至導致交警瀏覽視頻、判罰違章、上傳數據需要在不同電腦不同平臺上操作的窘境。交通設備除了每天產生海量視頻外，還產生大量的過車數據和違章數據。采用統一平臺對前后端設備進行管理及日常業務辦理可大幅提升工作效率。主流廠家有海康、大華、宇視等。平臺集成了視頻瀏覽、錄像查詢、過車圖片查詢、違法數據查詢、過車軌跡查詢、黑名單布控等功能，一個平臺可以辦理交警所有業務。升級注意事項主要有：

（1）視頻組織結構樹建議按照區域-主干道-岔路口-方向的層級進行管理，不僅方便日常調閱，還有利于形成完整的過車證據鏈，方便檢索和判罰；

（2）平臺授權路數建議考慮一倍冗余，以方便后期建設設備的接入；

圖1

圖2

（3）錄像若有斷斷續續現象，一般和帶寬不夠有關，可按照先后端后前端的策略進行排查；

（4）統一的平臺可以做到處置留痕，對于規范執法、避免人情銷毀違章數據具有積極意義；

（5）行車軌跡涉及人員隱私，特別是車輛卡口和反向卡口，可攝錄車頭圖片，要注意設置權限，嚴格管控。

5 大數據分析

讓數據多跑路，讓群眾少跑腿。大數據技術已升級為國家戰略，被擺到了極其重要的位置。很多地方都建設了城市數據中心，成立了專職機構數據資源局。如何挖掘系統每天產生的海量數據，讓數據說話，達到“事前預警、事中管控、事后追查”的目標，是智慧城市建設的亮度所在。建設智慧交通數據看板，展示綜合數據及衍生數據，如：地圖視頻數據、重點路口實時監控、重點路段實時過車數據、實時違章告警數據、各路口通行數據統計排名、違章數據的日周月年統計、事故高發路段排名等，使全局數據一目了然，實現智慧聯動、態勢感知功能。如圖2 所示。

6 IP地址遷移

統一的IP 地址規劃方便地市級交警大隊對全市各縣區交通信息設備進行管理，也方便集中統一調閱。已有文件要求下級新建電子警察、違停球等交通判罰設備要直接建設在上級網絡中，原自建網絡也要向上融合。地市級IP 規劃一般一個路口電子警察系統占用一個網關，其余判罰設備按照設備類型及數量各占若干個網關，預留若干擴展IP 地址段。這使得部分交通設備將不得已進行IP 地址遷移。以IP 地址從192 段向34 段遷移為例，下述遷移方法既不需要跑到前端各路口修改IP，又最大限度地減小對交警日常業務的影響，一般不超過半個小時，可保證IP 遷移的平穩過度。詳細步驟如下：

（1）保持原鏈路接入交換和核心交換不變，將新匯聚交換接入原網絡，并配置到后臺服務器組及到新規劃IP 所有交警前端的鏈路；

（2）在原承載鏈路下修改某路口的前端IP，即將IP 由192 段修改為34 段，此步驟須謹慎操作，一旦改錯，須人工到路口前端修改；

（3）IP 修改完成后，通知運營商將該路口VLAN 修改為新規劃的VLAN；

（4）配置該路口新IP 段即34 段的業務，包括終端服務器和平臺等，至此IP 地址遷移結束，交警業務已承載在新IP 地址段上。

7 小結

前端改擴建、網絡拓撲、后臺存儲、平臺應用、大數據分析、IP 地址遷移是區縣級智慧交通升級改造的六個典型組成部分，上述策略已在一區縣級智慧交通升級改造中進行了實踐，解決了原交通信息系統中長期存在的諸多應用性問題，取得了良好效果，具有一定的示范意義。