多維度融合 深層次挖潛 構(gòu)建智慧交管新生態(tài)
——南京公安交管創(chuàng)新型警務(wù)體系建設(shè)與智慧應(yīng)用

葉堅 竇亮 石巍 羅盛平 李效 江蘇省南京市公安局交通管理局

引言

面對日益凸顯的城市交通擁堵、交通秩序亂、交通執(zhí)法難等問題，為解決交通管理現(xiàn)狀和交通需求矛盾，南京交警按照市局“一個支撐、雙輪驅(qū)動、三大保障”的戰(zhàn)略要求，緊抓科技興警規(guī)劃部署，將大數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化為公安交通管理現(xiàn)實戰(zhàn)斗力，深化推進(jìn)警情機(jī)制改革現(xiàn)代化升級，建設(shè)智慧化、可視化、實戰(zhàn)化的交通管控協(xié)作大平臺，全面提升公安交通管理的大數(shù)據(jù)分析研判及決策水平、指揮協(xié)同作戰(zhàn)能力、便民服務(wù)水平。本文從情指勤一體化、跨多源數(shù)據(jù)、跨業(yè)務(wù)板塊、信息服務(wù)、立體管控等方面，介紹南京交警利用各項新技術(shù)深層次挖潛機(jī)動車、非機(jī)動車、行人等交通流運行規(guī)律，進(jìn)行精細(xì)化立體管控，構(gòu)建智慧交管新生態(tài)。

一、大數(shù)據(jù)支撐平臺建設(shè)

大數(shù)據(jù)支撐平臺技術(shù)依據(jù)“松散耦合、集約共享”的設(shè)計模式，采用“1+3”模式設(shè)計。即一個交通管理數(shù)據(jù)資源池環(huán)境為基礎(chǔ)支撐，形成開放式架構(gòu)體系的開放、能力、應(yīng)用等三大中心。

（一）整體架構(gòu)

大數(shù)據(jù)支撐平臺技術(shù)首先由數(shù)據(jù)資源池環(huán)境接入多源數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式處理后，根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求產(chǎn)生的目標(biāo)函數(shù)，通過智能化算法模型挖掘出數(shù)據(jù)背后的深度特征，在應(yīng)用中心進(jìn)行具體業(yè)務(wù)處理。應(yīng)用中心層可接入多個交互渠道，同時面向各級一線民警的不同業(yè)務(wù)板塊，構(gòu)成一個開放的“大數(shù)據(jù)支撐平臺”框架體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

（二）數(shù)據(jù)架構(gòu)

在大數(shù)據(jù)支撐平臺中，數(shù)據(jù)管理體系的完整性和有效性是后續(xù)高層處理的基礎(chǔ)。通過數(shù)據(jù)架構(gòu)描述該支撐平臺擁有的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理資源，由支撐平臺上層架構(gòu)抽取數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)模型，構(gòu)成本技術(shù)平臺的數(shù)據(jù)資源池環(huán)境所需的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫等交通管理數(shù)據(jù)體系環(huán)境；同時，整個數(shù)據(jù)架構(gòu)對現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和未來新產(chǎn)生數(shù)據(jù)的約束和架構(gòu)擴(kuò)展提升。

（三）技術(shù)架構(gòu)

平臺遵循“松耦合、高內(nèi)聚”的原則，實現(xiàn)技術(shù)環(huán)境與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。對于平臺基礎(chǔ)能力和數(shù)據(jù)統(tǒng)一抽象成服務(wù)，通過服務(wù)總線進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)用，減少系統(tǒng)間開發(fā)和部署的復(fù)雜性，同時對應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行模塊化，每個模塊包括界面展現(xiàn)、數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯、權(quán)限等，模塊之間可以組合成應(yīng)用，應(yīng)用可以組合成門戶，實現(xiàn)多個虛擬的應(yīng)用中心、虛擬的數(shù)據(jù)中心。

（四）跨網(wǎng)絡(luò)部署

參考公安交通集成指揮“雙網(wǎng)雙平臺”架構(gòu)的指導(dǎo)建設(shè)要求，大數(shù)據(jù)分析研判服務(wù)部署在公安信息通信網(wǎng)，視頻專網(wǎng)對前端采集設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息匯聚后，通過市局安全邊界數(shù)據(jù)接入平臺與支隊大數(shù)據(jù)支撐平臺進(jìn)行信息交換，視頻類聯(lián)網(wǎng)通過邊界視頻接入平臺進(jìn)行信息交換。

（五）初步成效

南京交警指揮中心以“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”為基礎(chǔ)，以“警務(wù)大數(shù)據(jù)”為支撐，以“智慧警務(wù)集成平臺”為載體，于2018年10月改造完畢。設(shè)置有警情處置管理、智能指揮調(diào)度、智慧誘導(dǎo)服務(wù)、智能信號管理、情報信息研判、勤務(wù)督察管理、車輛查緝布控、應(yīng)急處突管理等八大功能區(qū)域，共劃分21個子項功能席位來實現(xiàn)南京道路交通的精細(xì)化管控。大數(shù)據(jù)支撐平臺已接入16類系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

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二、警務(wù)變革

（一）以“情指勤一體化”為核心

面對南京城市日益嚴(yán)峻的道路交通管理形勢，南京交警積極推進(jìn)基于人工智能、大數(shù)據(jù)的“情指勤”一體化實戰(zhàn)警務(wù)模式變革。

通過構(gòu)建交通運行、交通事件和輿情服務(wù)情報及分析服務(wù)體系，基于公安行業(yè)內(nèi)部、政府職能部門以及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)、跨行業(yè)數(shù)據(jù)的融合，實現(xiàn)業(yè)務(wù)導(dǎo)向的數(shù)據(jù)模型建設(shè)、應(yīng)用。

通過構(gòu)建指令型、管控型兩級指揮體系，實現(xiàn)職責(zé)清晰、導(dǎo)向明確、多級聯(lián)動的高效指揮體系建設(shè)，應(yīng)對交通安全監(jiān)管、違法打擊、治堵防堵、應(yīng)急處突，并為廣大交通參與者、出行者提供更精準(zhǔn)、更全面的服務(wù)。

通過構(gòu)建以警員勤務(wù)為主體、設(shè)備勤務(wù)為輔助、機(jī)關(guān)業(yè)務(wù)部門高效履職的多元化勤務(wù)格局，從時間、主體、行為三個方面細(xì)化分為高峰勤務(wù)、平峰勤務(wù)、午間勤務(wù)、夜間勤務(wù)、干部勤務(wù)、機(jī)關(guān)勤務(wù)、特殊勤務(wù)以及現(xiàn)場執(zhí)法勤務(wù)、非現(xiàn)場執(zhí)法勤務(wù)、督查勤務(wù)等。

通過情指勤業(yè)務(wù)融合，破除業(yè)務(wù)“煙囪”，實現(xiàn)情報業(yè)務(wù)、指揮業(yè)務(wù)、勤務(wù)業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通，達(dá)到情報指導(dǎo)勤務(wù)、指揮扁平高效、勤務(wù)協(xié)同作戰(zhàn)的目的。

（二）以數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)管理為手段

大數(shù)據(jù)支撐平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化采集、統(tǒng)一式管理，各系統(tǒng)采集以及自生數(shù)據(jù)實現(xiàn)充分共享、復(fù)用；同時，加強(qiáng)系統(tǒng)之間、城市各職能部門之間的信息融合和共享，縱向建立與市公安局大數(shù)據(jù)中心計算平臺的數(shù)據(jù)交換機(jī)制，橫向增強(qiáng)與市政府信息中心、市交通局、市城管局等部門數(shù)據(jù)共享程度，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性匯聚和共享型應(yīng)用。

三、全息化助力信息研判

基于大數(shù)據(jù)支撐平臺，結(jié)合實際業(yè)務(wù)需求，從“數(shù)據(jù)服務(wù)、業(yè)務(wù)模型服務(wù)、交通綜合規(guī)劃”三個層面提升實戰(zhàn)信息研判能力。

（一）內(nèi)容全面、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、語義聯(lián)想的數(shù)據(jù)服務(wù)

南京交警打造能提供智能查詢、云搜索服務(wù)功能，同時能夠?qū)崿F(xiàn)基于路網(wǎng)模型和智能快速搜索引擎，自動建立路網(wǎng)、設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)管理，實現(xiàn)設(shè)備和道路、設(shè)備和設(shè)備間“內(nèi)容全面、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、語義聯(lián)想”的交通管理業(yè)務(wù)專用的信息搜索引擎。

（二）跨多源數(shù)據(jù)、跨多業(yè)務(wù)板塊的智能化研判體系

1. 智能化研判體系及能力邏輯設(shè)計

研判分析能力體系旨在進(jìn)行分析研判模型的生產(chǎn)。針對業(yè)務(wù)領(lǐng)域，生成兼容每種類別模型庫的統(tǒng)一處理模型。在應(yīng)用和數(shù)據(jù)資源之間引入研判體系，通過多源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)不同源數(shù)據(jù)的協(xié)同。通過“多源數(shù)據(jù)+算法+場景”的組合，跨業(yè)務(wù)板塊、跨多源數(shù)據(jù)，驅(qū)動業(yè)務(wù)智能化。

2. 智能化研判模型應(yīng)用

目前已建成（含在建）交通運行管控模型庫、車輛行為監(jiān)控模型庫、交通事故分析模型庫、交通違法分析模型庫以及交通設(shè)施分析模型庫。在實戰(zhàn)中提升面向支隊層面、大隊層面及一線警員的業(yè)務(wù)，提供數(shù)據(jù)精準(zhǔn)及時、功能實用的業(yè)務(wù)應(yīng)用功能。

（三）精準(zhǔn)仿真與情景適配技術(shù)助力信息研判

1. 精準(zhǔn)仿真技術(shù)助力信息研判

通過構(gòu)建一個面向區(qū)域及路口級的仿真，復(fù)現(xiàn)交通流的時空變化，深入地分析車輛、駕駛員和行人、道路以及交通的特征。依托實時交通流數(shù)據(jù)對路網(wǎng)整體進(jìn)行大規(guī)模路網(wǎng)分析和交通政策評估的宏觀仿真，依托交通組織渠化、交通信號控制、交通管制方案、交通誘導(dǎo)措施等不同交通管理手段、交通工程方案進(jìn)行仿真推演的微觀仿真。

2. 情景適配技術(shù)助力信息研判

情景適配是針對業(yè)務(wù)實戰(zhàn)過程中的每個場景，把數(shù)據(jù)、流程、人員及位置、任務(wù)等進(jìn)行結(jié)合，并通過技術(shù)封裝提供給應(yīng)用系統(tǒng)的能力，如布控場景、事故處置場景、路口執(zhí)勤場景等。可以通過位置掃碼或人工選擇，自動構(gòu)建、融入場景，也可以由應(yīng)用系統(tǒng)按需自動調(diào)用。

四、全區(qū)域信息智慧發(fā)布

交通信息發(fā)布系統(tǒng)是指通過一定的信息傳播媒介，向交通管理者和交通參與者提供道路的實際運行情況，提醒、建議、引導(dǎo)交通參與者選擇最佳的行走路線和行進(jìn)中的注意事項，避免和減少行程延誤和損失的一種交通控制方式。

（一）智慧交通信息發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)

1. 總體架構(gòu)

基于智能交通系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)支撐平臺，通過將交通數(shù)據(jù)與自主采集的交通信息數(shù)據(jù)進(jìn)行對接、篩選、分理、融合，實現(xiàn)對交通信息的分析與研判，獲得對應(yīng)的誘導(dǎo)發(fā)布方案，通過交通誘導(dǎo)屏、微博微信、交通廣播等方式，面向交通出行者和交通管理者提供信息服務(wù)。

2. 信息發(fā)布流程

信息發(fā)布過程支持接收各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵發(fā)布要素，支持接收人工錄入的發(fā)布要素或發(fā)布需求，通過對接收的發(fā)布要素信息進(jìn)行自動分類，根據(jù)不同的發(fā)布場景自動生成或通過人工干預(yù)模式生成發(fā)布文案，支持向高德、誘導(dǎo)屏、廣播電臺等媒介統(tǒng)一發(fā)布文案。

（二）智慧交通信息一體化發(fā)布

1. LED交通誘導(dǎo)屏發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)

綜合信息智慧發(fā)布平臺的重要應(yīng)用之一是通過在城市道路重要點段建設(shè)LED交通誘導(dǎo)屏發(fā)布系統(tǒng)，實時發(fā)布交通狀況、天氣狀況、停車場狀態(tài)、交通法規(guī)、宣傳標(biāo)語、交通違法等信息，對駕駛?cè)诉M(jìn)行直觀的誘導(dǎo)和信息告知。

2. 交通廣播信息發(fā)布

利用無線廣播電臺發(fā)布道路交通信息。即將需要廣播電臺播報的交通運行信息，以信息列表的形式提供給廣播電臺。通過交通廣播播報道路交通狀況及相關(guān)信息，交通參與者使用車載收音機(jī)接收裝置能隨時接收這些信息，從而使交通參與者能夠及時選擇最優(yōu)行車路線，實現(xiàn)交通暢通、安全、有序。

3. 微信微博信息發(fā)布

微信公眾號以及官方微博通過智慧交通信息發(fā)布系統(tǒng)對外接口獲取最新道路交通狀況及相關(guān)信息，方便交通參與者通過手機(jī)終端或網(wǎng)站獲取交通信息。

4. 互聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航信息發(fā)布

通過互聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航平臺發(fā)布靜態(tài)交通信息告知、實時動態(tài)路況提醒、停車位信息、交互服務(wù)應(yīng)急聯(lián)動等信息。將道路擁堵、事故、交通管理信息發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航，從而方便出行者通過互聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航獲取出行信息。

五、深層次挖潛精細(xì)管控

在大數(shù)據(jù)支撐平臺應(yīng)用基礎(chǔ)上，全息化信息研判和全區(qū)域智慧信息發(fā)布平臺著眼于對機(jī)動車的管控。而行人和非機(jī)動車參與交通的隨機(jī)性和可變性更強(qiáng)，因此需要深層次挖潛規(guī)律進(jìn)行精細(xì)化管控。

（一）精細(xì)化交通管控平臺建設(shè)

精細(xì)化交通管控臺由前端信息采集感知網(wǎng)、傳輸系統(tǒng)、中心端“交通管控應(yīng)用平臺”三部分組成。前端信息采集感知網(wǎng)由不同場景科學(xué)布建的違法抓拍單元以及市局建設(shè)的智能攝像機(jī)組成；傳輸系統(tǒng)則是指承載大數(shù)據(jù)人像抓拍系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)；中心端“交通管控應(yīng)用平臺”負(fù)責(zé)的資源匯聚、分析、融合應(yīng)用。

（二）行人及非機(jī)動車斑馬線闖紅燈管控

利用公安治安視頻監(jiān)控設(shè)備和圖像采集設(shè)備，自動提取視頻中人臉照片，獲取紅燈期間行走在斑馬線上的人員的面貌信息，并利用人臉識別算法進(jìn)行實時的人臉小圖抓拍及場景圖提取。記錄歷史闖紅燈人員出現(xiàn)的時間、地點及當(dāng)時的環(huán)境背景情況。

（三）非機(jī)動車管控

基于非機(jī)動車存在逆行、占道以及非機(jī)動車道闖紅燈等行為，根據(jù)其行為特征設(shè)計了基于非機(jī)動車檢測單元和電子警察抓拍單元（闖紅燈情境下使用）的前端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，并通過網(wǎng)絡(luò)交換進(jìn)入后端管理子系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)支撐平臺以及相關(guān)子系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，輸出相似度結(jié)果，經(jīng)過人工審核或自動按照最高相似度識別違法者身份，完成入庫操作。

（四）違停曝光勸離

當(dāng)車輛在禁止停車區(qū)域停車在限定時間以上的，進(jìn)行違法抓拍取證。其前端球機(jī)獨立完成違停檢測、抓拍、車牌識別、數(shù)據(jù)上傳到中心等工作，中心管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理。隨后，違停信息自動發(fā)布系統(tǒng)將前端違停球獲取的違章信息，通過LED顯示屏進(jìn)行實時發(fā)布告知，告知駕駛員已駛?cè)脒`停區(qū)域，需速駛離。

（五）機(jī)動車違法鳴笛抓拍

抓拍系統(tǒng)主要由聲學(xué)探頭、車牌抓拍識別、后臺執(zhí)法聯(lián)動系統(tǒng)三大子系統(tǒng)構(gòu)成。聲學(xué)探頭利用聲吶及相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)，檢測汽車鳴笛行為并定位。車牌抓拍識別子系統(tǒng)由高清攝像頭和車輛抓拍識別處理器組成，在聲學(xué)探頭檢測到汽車鳴笛后，抓拍鳴笛車輛的車牌號碼。后臺執(zhí)法聯(lián)動子系統(tǒng)與交警執(zhí)法系統(tǒng)聯(lián)動，將違法鳴笛車輛鳴笛行為證據(jù)上傳到交警執(zhí)法系統(tǒng)，并進(jìn)行現(xiàn)場或非現(xiàn)場執(zhí)法。

（六）超大排氣噪聲機(jī)動車監(jiān)管

在城市環(huán)境治理中，交通噪聲擾民問題變得越來越突出，尤其是夜間超大排氣噪聲。麥克風(fēng)陣列噪聲源定位技術(shù)應(yīng)用于全國多個城市的鳴笛抓拍系統(tǒng)中，同步采集聲音信號和圖像視頻信號，對噪聲超標(biāo)檢測、定位、抓拍，對禁鳴區(qū)域或路段內(nèi)鳴笛機(jī)動車進(jìn)行自動取證。

六、新技術(shù)提升管控效能

南京交警無人機(jī)系統(tǒng)綜合管控平臺，由專用飛行控制系統(tǒng)及無人機(jī)綜合管控平臺組成，為交管行業(yè)用戶提供便捷高效的一站式飛行管理解決方案。該管控平臺和大數(shù)據(jù)支撐平臺提供的視頻數(shù)據(jù)，實現(xiàn)路況、車輛顯示、飛行狀態(tài)、視頻采集、氣象等多源異構(gòu)海浪數(shù)據(jù)的抽取整合管理及基于Hadoop的存儲計算，實現(xiàn)路況數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等多維度關(guān)聯(lián)分析和挖掘應(yīng)用。

七、結(jié)語

南京交警不斷加強(qiáng)智能交通管理系統(tǒng)的建設(shè)，充分利用科技手段，預(yù)防重特大交通事故，提高交通管理水平，對道路交通環(huán)境進(jìn)行整治改善，推進(jìn)交通治理現(xiàn)代化、交管服務(wù)便利化。進(jìn)一步統(tǒng)籌南京市發(fā)展的物質(zhì)資源、信息資源和智力資源利用，推動互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)在交通管理系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用，打造精準(zhǔn)治理、多方協(xié)作的交通管控新機(jī)制勢在必行。在惠及各方交通參與者的交通管理服務(wù)的新體系下，開啟高端智能、新型繁榮的交管新氣象、新生態(tài)。