某交警支隊大數(shù)據應用平臺設計探討

徐勇

（南京市建筑設計研究院有限責任公司）

1 引言

某交警支隊自建視頻監(jiān)控設備656套，已覆蓋市區(qū)重點區(qū)域，交管局、公路局以及市政等建設視頻監(jiān)控設備共4600 余套，在公安網已經部署公安部統(tǒng)一下發(fā)的公安交通集成指揮平臺（核心版）。支隊結合自身特點，擬在視頻專網上搭建集成應用平臺及第三方廠家的誘導發(fā)布系統(tǒng)以及違法抓拍平臺，主要實現(xiàn)視頻巡邏、機動車過車統(tǒng)計、違法抓拍、誘導信息發(fā)布、重點車輛安全監(jiān)管、交通事件視頻取證系統(tǒng)及快遞、外賣配送行業(yè)安全管理系統(tǒng)等功能。

2 網絡邏輯架構

根據項目需求，整體項目網絡邏輯架構圖設計如圖1 所示：

2.1 公安網部署平臺及應用

1）大數(shù)據平臺

包括云網絡系統(tǒng)、大數(shù)據接入/計算集群、分布式存儲、分布式搜索引擎等，實現(xiàn)計算、存儲、網絡資源的統(tǒng)一管理和高效分配，并為海量數(shù)據關聯(lián)分析、碰撞比對、挖掘應用提供支撐。

2）數(shù)據資源中心

基于互聯(lián)網路況數(shù)據、交通流數(shù)據、六合一數(shù)據、卡口過車數(shù)據以及重點車輛GPS 數(shù)據。

圖1 基于三網的交警支隊網絡邏輯架構圖

3）業(yè)務應用系統(tǒng)

包括情指勤督一體化平臺、重點車輛安全監(jiān)管、交通事件視頻取證系統(tǒng)及快遞、外賣配送行業(yè)安全管理系統(tǒng)。

2.2 視頻專網部署平臺及應用

1）數(shù)據資源中心

實現(xiàn)互聯(lián)網路況數(shù)據、信號信息數(shù)據、以及其他交通流數(shù)據的接入存儲，通過相關模型算法對數(shù)據分析，支撐業(yè)務系統(tǒng)功能展示需要。

2）業(yè)務應用系統(tǒng)

包括誘導信息發(fā)布、特勤安保及AI智能非現(xiàn)場執(zhí)法，實現(xiàn)道路路況、施工占道和交通事件等信息發(fā)布、大型活動的路線預演和出行保障及非現(xiàn)場執(zhí)法AI 預審。

2.3 互聯(lián)網部署應用

在互聯(lián)網部署互聯(lián)網信息發(fā)布系統(tǒng)，為公眾提供實時路況、實時交通管制、實時施工占道、事故高發(fā)點位、違法高發(fā)定位等信息。系統(tǒng)同時對接百度、高德等互聯(lián)網公司的APP 以及市民出行APP，實現(xiàn)交通信息的同步發(fā)布。

3 網絡拓撲架構

在公安網部署大數(shù)據平臺，建設統(tǒng)一的大數(shù)據資源中心，實現(xiàn)數(shù)據的匯聚治理，為情指勤督一體化平臺、交通事件智能感知取證系統(tǒng)等提供數(shù)據支撐。

如圖2 所示，在視頻專網接入實時視頻流數(shù)據、互聯(lián)網路況數(shù)據、交通流相關數(shù)據等，進行路況信息研判，發(fā)布特勤路線管控/誘導信息，并進行交通違法/交通視頻的實時識別，基于此開展非現(xiàn)場執(zhí)法業(yè)務。

在互聯(lián)網建設互聯(lián)網信息發(fā)布系統(tǒng)，對路況信息、各類施工占道信息的發(fā)布，并推送給高德APP、百度APP 等互聯(lián)網終端。

4 數(shù)據流向

互聯(lián)網、視頻專網、公安網數(shù)據流向如圖3 所示：

4.1 互聯(lián)網數(shù)據流向

通過互聯(lián)網路況數(shù)據提供商接口，實時讀取互聯(lián)網路況數(shù)據，同時獲取外賣、快遞車輛定位數(shù)據，存儲在互聯(lián)網的MppDB 數(shù)據庫。

互聯(lián)網的路況數(shù)據，通過安全邊界（協(xié)議傳輸）進入視頻專網，推送給分布式消息緩存服務，通過實時流處理服務消費并存儲到大數(shù)據平臺。

4.2 視頻專網數(shù)據流向

外賣、快遞車輛定位數(shù)據，通過安全邊界進入視頻專網，并存儲到大數(shù)據平臺。

視頻專網內視頻結構化數(shù)據、交通流數(shù)據，通過ETL 工具準實時抽取，推送給分布式消息緩存服務，通過實時流處理服務消費并存儲到大數(shù)據平臺。

視頻專網中其他交通設備設施數(shù)據，通過ETL 工具定時抽取，直接存儲到大數(shù)據平臺。

4.3 公安網數(shù)據流向

視頻專網大數(shù)據平臺的相關數(shù)據，通過安全邊界（表映射）進入公安網，推送給分布式消息緩存服務，通過實時流處理服務消費并存儲到數(shù)據資源中心。

公安網中的卡口過車數(shù)據，對接集成指揮平臺kafka，通過實時流處理服務分組消費后存儲到數(shù)據資源中心。

公安網中的三臺合一警情數(shù)據，通過ETL 工具準實時抽取，推送給分布式消息緩存服務，通過實時流處理服務消費并存儲到數(shù)據資源中心。

5 大數(shù)據應用平臺建設

大數(shù)據應用平臺整體的邏輯架構如圖4 所示：

總體邏輯架構分為基礎設施層、大數(shù)據服務層、應用層三部分。

圖2 基于三網的交警支隊網絡拓撲圖

圖3 數(shù)據流向圖

圖4 大數(shù)據應用平臺邏輯架構圖

1）基礎設施層

包括通用x86 服務器、數(shù)據存儲系統(tǒng)、網絡交換設備、信息安全設備及模塊化機房等。

2）大數(shù)據服務層

在基礎設施層大數(shù)據資源池建設基礎上，大數(shù)據服務層主要提供大數(shù)據分析及計算服務。

3）應用層

通過大數(shù)據服務層，固化下來的基礎分析支撐服務，如：查詢檢索服務、數(shù)據接口等。

5.1 基礎支撐平臺

基礎支撐平臺包括大數(shù)據基礎平臺、數(shù)據資源管理平臺、視頻管理平臺及AI推理平臺。

1）大數(shù)據基礎平臺

大數(shù)據基礎平臺基于 Apache Hadoop、流計算、全文檢索等主流開源大數(shù)據技術，針對不同產品及業(yè)務場景所需的計算、存儲需求，構建了一套成熟的大數(shù)據平臺框架，并對外提供海量數(shù)據存儲、高性能的分布式計算能力。

2）數(shù)據資源管理平臺

數(shù)據資源中心需通過大數(shù)據、云計算、視頻分析算法等先進技術，實現(xiàn)交通數(shù)據資源的整合與融合計算服務，以應用需求為導向，匯聚交通管理外場設備數(shù)據、公安交管各應用平臺相關基礎數(shù)據、交通部門已建系統(tǒng)相關基礎及定位數(shù)據，打破“信息孤島”，打通“數(shù)據煙囪”，并為交通大腦各業(yè)務系統(tǒng)之間內部數(shù)據共享交換提供服務。

3）視頻管理平臺

通過對前端設備的視頻數(shù)據接入，進行視頻抽幀、解碼、結構化與行業(yè)事件檢測處理，最后將處理得到的結果存至視圖庫，同時將索引數(shù)據存至結構化數(shù)據庫中。平臺向上層業(yè)務層提供信息服務，包括目標檢索、聚類統(tǒng)計、知識推薦、數(shù)據推送、接口服務與場景回放。

4）AI 推理平臺

AI 推理平臺是一個高效的多算法管理與大規(guī)模任務資源調度平臺，提供算法的統(tǒng)一管理能力，支持內存、CPU、GPU 、TPU 等異構資源管理分配。

5.2 平臺應用系統(tǒng)

大數(shù)據平臺應用系統(tǒng)包括情指勤督一體化平臺、重點車輛安全監(jiān)管、交通事件智能感知取證系統(tǒng)、快遞外賣行業(yè)安全管理系統(tǒng)、AI 智能非現(xiàn)場執(zhí)法、特勤安保系統(tǒng)、誘導信息發(fā)布及互聯(lián)網信息發(fā)布系統(tǒng)等八大系統(tǒng)。

1）情指勤督一體化平臺

情指勤督一體化平臺，打造交通管理業(yè)務閉環(huán)。在整個過程中，交通大腦可以實現(xiàn)警情的智能定位，AI 派警，警情處置的流程化、處置過程的可視化、信息發(fā)布的多樣化。并能通過多維度、高銳度的大數(shù)據分析，向關鍵崗位主動推送高價值信息，打造“統(tǒng)一指揮、上下聯(lián)動、一體運作、精準高效”的指揮體系。

2）重點車輛安全監(jiān)管

行業(yè)主管部門要求加強交通運輸安全生產監(jiān)管和道路運輸危險品監(jiān)管平臺、重點車輛規(guī)范化管理和報警預警機制，重點車輛適時有效監(jiān)管成為政府監(jiān)管難點和重點。

3）交通事件智能感知取證系統(tǒng)

對各類交通事件如：交通擁堵、積水路段、結冰路段、路口打結、道路施工占道、信號燈故障、行人穿越/禁止行人等進行智能感知、取證以及段視頻存儲，同時支持實時視頻監(jiān)控功能。實現(xiàn)全天候狀況下不間斷對交通事件自動預警，進而構建文明有序的交通秩序，賦能更安全、便捷、智慧的城市生活。

4）快遞外賣行業(yè)安全管理系統(tǒng)

近幾年市內快遞外賣配送行業(yè)發(fā)展迅速，各個外賣快遞企業(yè)名下?lián)碛斜姸嗯渌腿藛T和非機動車輛參與市內的交通行為中。其中不乏有較多的配送員在參與交通行為中隨意駕駛非機動車輛闖紅燈、不按規(guī)定行駛甚至逆行等違法行為，給正常參與交通的車輛和行人帶來巨大的交通隱患，嚴重威脅到公眾的生命財產安全。快遞外賣配送行業(yè)交通安全管理平臺建設將市內的快遞外賣配送企業(yè)單位的配送員和配送使用車輛等信息，納入統(tǒng)一交通業(yè)務管理中。約束并最終規(guī)避配送專員在道路行駛中違法現(xiàn)象，督促教育配送專員安全行駛以及監(jiān)管或處罰配送人員的違法行為。

5）AI 智能非現(xiàn)場執(zhí)法

系統(tǒng)采用AI 智能算法對接入的違法數(shù)據和違法智能識別結果進行違法有效性自動審核。就是AI 賦能交通的一種最直接體現(xiàn)，通過智能進化和效能提升，AI 智能非現(xiàn)場執(zhí)法解決方案可更加行之有效協(xié)助管理之前管不到或很難管到交通違法現(xiàn)場，規(guī)范交通出行。

6）特勤安保系統(tǒng)

特勤安保系統(tǒng)是針對于城市級車隊較多、方案復雜的大型活動勤務保障任務，通常活動規(guī)模較大需制定詳細周密的特勤路線及車隊行駛方案，保障車隊精準到達、安全可靠；任務執(zhí)行前需進行多次推演，逐漸細化保障方案，根據特勤任務級別，制定相應的交通管制，減少對周圍交通的影響力度。部分特勤任務具有臨時性、距離短等特性，要求執(zhí)行單位快速響應，迅速完成路線繪制、執(zhí)行路線綠波控制、警力部署等工作。因此，特勤任務保障的重點是從宏觀角度出發(fā)，保障特勤路線整體實施控制、多任務多路線協(xié)調、突發(fā)事件應急處理，降低周圍交通影響力度，保障任務有序執(zhí)行。

7）誘導信息發(fā)布

誘導信息發(fā)布系統(tǒng)利用交通誘導屏面向群眾發(fā)送各類警示、提示、宣傳信息，帶來權威交通信息和避堵繞行策略。宣傳服務旨在對外提升服務質量、對內提升工作效率，實現(xiàn)交通精準治理，為每一位車主提供了便利的出行體驗與服務，提升城市智能交通管理水平。

8）互聯(lián)網信息發(fā)布系統(tǒng)

互聯(lián)網信息發(fā)布采用“互聯(lián)網+交管”的方式，系統(tǒng)通過接入互聯(lián)網路況，運用先進的技術進行互聯(lián)網路況與交管交通流數(shù)據融合分析，提高路況的準確性，為每一位交通參與者提供內容豐富、實時、高效的交通信息服務。

6 結語

依托交通大數(shù)據資源中心豐富的數(shù)據資源，基于多指標建模分析，對整個城市交通運行健康情況進行全面體檢，給出當前城市交通運行評價以及可能存在的問題，為交通管理者提供統(tǒng)一的城市交通宏觀評價，為相關部門決策分析提供數(shù)據支撐。

通過融合共享公安交管、交通運輸、外賣企業(yè)、氣象等信息資源，提高數(shù)據的采集、管理水平，保證信息的即時性、權威性。

通過大數(shù)據研判分析，可從多層面和多視角的了解全市交通事件、事故等發(fā)生情況。并通過對前端感知設備、六合一系統(tǒng)的數(shù)據進行大數(shù)據碰撞和建模分析，篩選隱患車輛和違法車輛，進行道路通行安全的評估預測，為專項整治和重點打擊提供數(shù)據支撐，從而提升道路交通安全風險防范能力。

充分發(fā)揮交通大腦的優(yōu)勢，通過情報的及時發(fā)現(xiàn)、快速處置，保障了由交通事件引發(fā)的擁堵能夠快速疏導，防止小事故引發(fā)大擁堵，提高道路通行效率。

通過交通違法前端AI 智能識別、視頻圖像識別分析算法、后臺分析研判等手段全方位發(fā)現(xiàn)交通違法行為，協(xié)助交通管理者精準執(zhí)法，規(guī)范交通秩序，提高道路交通文明水平。