城市交通大腦應(yīng)用現(xiàn)狀與業(yè)務(wù)體系分析
時(shí)間:2022-06-02 16:04:45
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當(dāng)前,我國(guó)交通管理科技信息化已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代,科技建設(shè)從單個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備的建設(shè),逐步轉(zhuǎn)向綜合性集成和大數(shù)據(jù)應(yīng)用已成為必要趨勢(shì)。為有效應(yīng)對(duì)新形勢(shì)、新需求,交通管理部門(mén)亟需利用現(xiàn)代化科技手段加強(qiáng)治理,強(qiáng)化前端交通流信息采集渠道,基于違法監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、卡口監(jiān)控等多種渠道開(kāi)展信號(hào)控制和交通誘導(dǎo),打破信息“孤島效應(yīng)”,進(jìn)而提升信息深度應(yīng)用能力,實(shí)現(xiàn)警務(wù)智慧化、協(xié)同化管理,提高交通管理服務(wù)的主動(dòng)性、精確性、實(shí)效性。基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等先進(jìn)技術(shù),城市交通大腦應(yīng)運(yùn)而生,旨在利用實(shí)時(shí)全量的交通數(shù)據(jù)全局優(yōu)化城市交通資源,完善交通運(yùn)行內(nèi)在邏輯規(guī)則,最大化實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)轉(zhuǎn)效能的根本提升。國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的從業(yè)者們圍繞城市交通大腦的技術(shù)架構(gòu)、功能實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用生態(tài)等方面開(kāi)展了廣泛研究,然而,由于缺乏頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)一指導(dǎo),各地建設(shè)和應(yīng)用過(guò)程中遇到許多困難,出現(xiàn)需求不明確、系統(tǒng)不開(kāi)放、應(yīng)用落地難、投入/產(chǎn)出比重低等一系列問(wèn)題,使得交通大腦應(yīng)用成效遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期要求。本文圍繞城市交通系統(tǒng)管理與綜合服務(wù)需求,介紹城市交通大腦設(shè)計(jì)理念與應(yīng)用現(xiàn)狀,結(jié)合先進(jìn)城市落地實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),分析交通大腦應(yīng)用場(chǎng)景、設(shè)計(jì)功能和物理架構(gòu),推動(dòng)形成標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)體系,為規(guī)范引領(lǐng)全國(guó)公安交管“數(shù)據(jù)大腦”的良性、健康發(fā)展,提供基本參考和借鑒。
1.交通大腦技術(shù)實(shí)現(xiàn)
總體而言,交通大腦通過(guò)整合全域交通時(shí)空數(shù)據(jù),基于人工智能技術(shù)全局優(yōu)化、分析決策、迭代反饋,主要實(shí)現(xiàn)視頻智能分析、交通運(yùn)行診斷、信號(hào)控制優(yōu)化、執(zhí)法情報(bào)研判、誘導(dǎo)信息發(fā)布等功能,但仍存在應(yīng)用相對(duì)分散、系統(tǒng)不夠成熟等諸多問(wèn)題,對(duì)交管業(yè)務(wù)支撐作用有待進(jìn)一步驗(yàn)證,整體發(fā)展尚處于初級(jí)階段。
1.1阿里城市大腦
阿里ET城市大腦由計(jì)算資源平臺(tái)、數(shù)據(jù)資源平臺(tái)、算法服務(wù)平臺(tái)等組成,核心架構(gòu)主要包括上層應(yīng)用組件和下層數(shù)據(jù)底盤(pán)。基于機(jī)器視覺(jué)認(rèn)知、全量數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)、城市大腦開(kāi)放平臺(tái)以及交通網(wǎng)絡(luò)協(xié)同與交通博弈預(yù)測(cè)四大能力,構(gòu)建城市警情監(jiān)控、城市交通微控、城市交通體檢、城市特種車輛、城市戰(zhàn)略規(guī)劃五大應(yīng)用場(chǎng)景,搭載智能感知路況、智能巡查事件、智能判定堵情、智能優(yōu)化配時(shí)、智能輔助指揮等應(yīng)用功能,實(shí)現(xiàn)城市交通的全息全量決策與優(yōu)化。
1.2嘀嘀交管大腦
嘀嘀交管大腦由一云四中樞構(gòu)成,一云即交通云,四中樞包括數(shù)據(jù)中樞、分析中樞、控制中樞和評(píng)估中樞,提供智慧感知、智慧預(yù)警、智慧分析、智慧預(yù)測(cè)、智慧研判、智慧指揮、指揮調(diào)度、智慧誘導(dǎo)、智慧發(fā)布、智慧評(píng)估等十大服務(wù)。兼?zhèn)湓朴?jì)算、AI技術(shù)、交通大數(shù)據(jù)和交通工程智能系統(tǒng),能夠通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方式,搭建出支撐類腦推理的核心算法模型,支撐精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和智能調(diào)度,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)交通組織。
1.3華為城市大腦
華為城市大腦由基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)、大數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)、融合通信平臺(tái)組成,具備總體態(tài)勢(shì)、分析決策、事件管理、監(jiān)測(cè)預(yù)警、聯(lián)動(dòng)指揮等業(yè)務(wù)功能。聚焦城市交通管理難點(diǎn)打造計(jì)算、感知、認(rèn)知三類智能,著力提升交通系統(tǒng)運(yùn)行效率。其中,計(jì)算智能為城市大腦構(gòu)建開(kāi)放計(jì)算平臺(tái),有效解決智能化碎片困境,支撐智慧交通持續(xù)健康發(fā)展;感知智能融合流量、違章、事件多渠道采集,以及智能分析回滾于一體,形成開(kāi)放式算法倉(cāng)和深度學(xué)習(xí)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)交通行為與運(yùn)行狀態(tài)的深度感知,奠定智慧交通生態(tài)應(yīng)用基礎(chǔ);認(rèn)知智能可有效感知重點(diǎn)車輛態(tài)勢(shì),發(fā)掘?qū)m?xiàng)整治情報(bào)數(shù)據(jù),基于認(rèn)知出行規(guī)律提供創(chuàng)新交通服務(wù)。
1.4方緯交管大腦
方緯交管大腦IDPS具有“1+3+1”結(jié)構(gòu):“1”是一個(gè)數(shù)據(jù)云,通過(guò)數(shù)據(jù)云匯聚數(shù)據(jù)資源;“3”是三大計(jì)算平臺(tái),首先構(gòu)建的是可計(jì)算道路網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),其次是認(rèn)知分析平臺(tái),用于解構(gòu)需求狀態(tài)和能力,最后是研判決策平臺(tái),用于推演各種不同策略進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)組合;還有一個(gè)“1”是智能化業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)組件,可用于鏈接其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)。IDPS具備科學(xué)診斷、自動(dòng)巡檢、精細(xì)研判、智能決策、無(wú)縫轉(zhuǎn)換五大功能,可以實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、交通設(shè)施、外場(chǎng)設(shè)備在線診斷與自動(dòng)巡查,精細(xì)管理信控方案、把握出行規(guī)律、精準(zhǔn)打擊違法,確保各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)無(wú)縫轉(zhuǎn)換,在優(yōu)化出行者服務(wù)與支撐政府管控決策等方面發(fā)揮了重要作用。
2.交通大腦應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1深圳數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)警務(wù)模式
深圳交警通過(guò)“數(shù)據(jù)魔方”系統(tǒng)建設(shè),整合交通管理業(yè)務(wù)信息資源,基于大數(shù)據(jù)資源池開(kāi)展大數(shù)據(jù)決策、大數(shù)據(jù)作戰(zhàn)、大數(shù)據(jù)監(jiān)管和大數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用。以情報(bào)為主導(dǎo)建立鐵騎勤務(wù),實(shí)施快速靈活的動(dòng)態(tài)勤務(wù),實(shí)現(xiàn)對(duì)轄區(qū)全時(shí)段、全路段、全覆蓋,提高了警情發(fā)現(xiàn)率,縮短了處警時(shí)間。堅(jiān)持民意主導(dǎo)警務(wù),通過(guò)線上線下多渠道主動(dòng)搜集交通亂點(diǎn)、堵點(diǎn)、隱患和執(zhí)法問(wèn)題,逐級(jí)督辦、全流程考核,確保群眾反映問(wèn)題件件有著落、處處有回應(yīng)。
2.2濟(jì)南大數(shù)據(jù)精細(xì)化管控
濟(jì)南支隊(duì)成立數(shù)創(chuàng)中心,通過(guò)數(shù)據(jù)整合、渠道聯(lián)動(dòng),形成“大數(shù)據(jù)池”,立體繪就人、車、路之間的網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)行特征、擁堵熱點(diǎn)、異常事件分析診斷,為精細(xì)化交通組織管控提供情報(bào)依據(jù)。開(kāi)展道路交通運(yùn)行特征與規(guī)律分析研判,推行借道左轉(zhuǎn)、潮汐車道、可變車道等精細(xì)化交通組織方式,實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”信號(hào)優(yōu)化、“互聯(lián)網(wǎng)+”誘導(dǎo)發(fā)布,創(chuàng)新交通管控方式應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)道路時(shí)間資源的深度挖潛、空間資源的精耕細(xì)作。
2.3杭州數(shù)智交通治理變革
杭州城市數(shù)據(jù)大腦衍生了最亮雙眼(視頻監(jiān)控)、最巧雙手(信號(hào)配時(shí))和最快雙腿(交警機(jī)動(dòng)隊(duì)),實(shí)現(xiàn)了交通運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)定量感知、在網(wǎng)交通量精準(zhǔn)分析以及城市交通時(shí)空出行規(guī)律的全面掌握。通過(guò)球機(jī)監(jiān)控機(jī)器巡邏、AI信號(hào)燈配時(shí)、人工智能體等技術(shù)應(yīng)用,有效促進(jìn)了城市交通管理由定性向定量、由空間向時(shí)間、由機(jī)械勤務(wù)向機(jī)動(dòng)勤務(wù)、由交通自治向交通共治的轉(zhuǎn)變。
2.4上海大數(shù)據(jù)創(chuàng)新執(zhí)法應(yīng)用
上海基于電子警察視頻加照片的形式,利用軌跡分析和圖像識(shí)別技術(shù),自動(dòng)取證實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎不讓直行、大彎小轉(zhuǎn)違法查處。通過(guò)建立電子警察違法抓拍即時(shí)告知系統(tǒng),5min內(nèi)向駕駛員發(fā)送相關(guān)違法信息,并結(jié)合警示屏進(jìn)行提示,實(shí)現(xiàn)違法精準(zhǔn)及時(shí)告知。致力打造事故碰瓷系統(tǒng),基于相同身份號(hào)碼和相同號(hào)牌車輛,分析事故區(qū)域同一車輛出現(xiàn)頻率,提取相關(guān)信息助力市情報(bào)處開(kāi)展刑偵分析。
2.5西安智慧交通集成應(yīng)用
西安城市大腦融合指揮中心、情報(bào)中心、互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)中心,集可視一體化指揮調(diào)度平臺(tái)、西安交警大數(shù)據(jù)平臺(tái)等多個(gè)實(shí)戰(zhàn)部門(mén)和系統(tǒng)于一體,創(chuàng)新了在途量、安全態(tài)勢(shì)、信號(hào)燈監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等多個(gè)算法模型,集交通綜合監(jiān)測(cè)、可視化指揮調(diào)度、精細(xì)勤務(wù)管理、科學(xué)督導(dǎo)評(píng)價(jià)、互聯(lián)網(wǎng)便民服務(wù)等功能于一體。
3.交通大腦業(yè)務(wù)體系
3.1屬性定位
城市交通大腦是城市智能交通管理系統(tǒng)的最上層決策體,主要作用是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提供線索、指明方向、監(jiān)督執(zhí)行,評(píng)估效果,為交通管理與服務(wù)提供智力支持,不代替現(xiàn)有各類管控系統(tǒng)和業(yè)務(wù)平臺(tái);已有系統(tǒng)和平臺(tái)是執(zhí)行體,大腦需與這些系統(tǒng)平臺(tái)一起,形成業(yè)務(wù)閉環(huán),才能發(fā)揮作用。城市交通大腦旨在解決三個(gè)方面的問(wèn)題:一是科技建設(shè)集成化不夠,業(yè)務(wù)系統(tǒng)單打獨(dú)斗,協(xié)同能力弱;二是系統(tǒng)間信息共享不夠,交通數(shù)據(jù)分散、碎片化,數(shù)據(jù)整合不足,無(wú)法為全方位多源融合的情報(bào)研判支撐;三是信息深度應(yīng)用不夠,分析研判與決策支持功能不強(qiáng),難以支撐精細(xì)化、精準(zhǔn)化、智能化應(yīng)用。
3.2功能架構(gòu)
針對(duì)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景,從系統(tǒng)管理與使用需求的角度考慮,城市交通大腦功能通常可分為應(yīng)用功能和支撐功能兩類。通過(guò)數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的匯總、交互與共享,制定專題數(shù)據(jù)庫(kù),針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資源服務(wù),建立相關(guān)模型,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效利用和精準(zhǔn)分析,為業(yè)務(wù)實(shí)戰(zhàn)提供基礎(chǔ)支撐。
3.3系統(tǒng)框架
從物理實(shí)現(xiàn)角度,基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)架構(gòu),構(gòu)建分層解耦、靈活開(kāi)放的三層框架,總體由“一云、二系統(tǒng)、三平臺(tái)”組成。一云,是指交管專有云基礎(chǔ)設(shè)施,提供計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力;二系統(tǒng),是指統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)、數(shù)字化地理信息系統(tǒng);三平臺(tái),是指大數(shù)據(jù)資源平臺(tái)、視頻AI應(yīng)用平臺(tái)和智慧協(xié)同管控應(yīng)用平臺(tái)。(1)資源層資源層主要提供計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源,包括交管專有云基礎(chǔ)設(shè)施和云資源管理系統(tǒng)兩部分。交管專有云基礎(chǔ)設(shè)施是交通大腦的支撐骨骼系統(tǒng),利用不同配置的服務(wù)器及設(shè)備搭建大規(guī)模集群;云資源管理系統(tǒng)是“數(shù)據(jù)大腦”的資源供給系統(tǒng),使用虛擬化、分布式計(jì)算等技術(shù)構(gòu)建計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源池,實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)資源的動(dòng)態(tài)伸縮和分配管理。(2)認(rèn)知層認(rèn)知層主要用于接入、整合、存儲(chǔ)與處理各類交通管理信息資源,為外部提供資源服務(wù)。包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)、視頻AI應(yīng)用平臺(tái)、大數(shù)據(jù)資源平臺(tái)。統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)公安網(wǎng)、視頻專網(wǎng)內(nèi)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)規(guī)范匯聚與共享交換;視頻AI應(yīng)用平臺(tái)用于各類監(jiān)控視頻圖像的規(guī)范整合,建立統(tǒng)一的和混合的視頻、圖像資源庫(kù);大數(shù)據(jù)資源平臺(tái)可以支撐形成交通數(shù)據(jù)模型、算法及預(yù)案庫(kù)。(3)行動(dòng)層行動(dòng)層主要為各類交通管理用戶提供應(yīng)用功能和服務(wù),包括數(shù)字化交通地理信息系統(tǒng)和智慧協(xié)同管控應(yīng)用平臺(tái),前者可以用于開(kāi)發(fā)各級(jí)專用圖層信息服務(wù),提供地圖引擎服務(wù),為其他系統(tǒng)和平臺(tái)提供地圖展示調(diào)用接口、空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具;后者綜合應(yīng)用各類數(shù)據(jù)資源和系統(tǒng)接口,構(gòu)建“情指勤督”一體化的公安交管警務(wù)應(yīng)用體系,實(shí)現(xiàn)警務(wù)智慧、協(xié)同管理。
4.結(jié)束語(yǔ)
伴隨著人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展,以場(chǎng)景設(shè)計(jì)為目標(biāo),以數(shù)據(jù)流程整合為核心,構(gòu)建智慧感知、深度融合、瞬時(shí)響應(yīng)、智能決策的城市交通大腦,正日益成為城市智慧交通新業(yè)態(tài)構(gòu)建的必然選擇。城市交通大腦建設(shè)將從根本上打破信息孤島,融合多種渠道深挖海量交通數(shù)據(jù),解構(gòu)城市交通的運(yùn)行規(guī)律和內(nèi)在特點(diǎn),對(duì)于輔助緩解交通擁堵頑疾,提升城市交通全方面、寬領(lǐng)域治理能力,進(jìn)而推進(jìn)未來(lái)城市交通的可持續(xù)發(fā)展和智慧出行服務(wù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
作者:謝一明 單位:無(wú)錫安邦電氣股份有限公司