劉亮+龍光

摘 要：對白銀市交通現(xiàn)狀進行分析，并對系統(tǒng)集成指揮平臺總體架構以及各子系統(tǒng)進行分析。

關鍵詞：集成平臺；交通信號控制系統(tǒng)；交通誘導系統(tǒng)；公共交通智能調度系統(tǒng)；電子警察系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；350M數(shù)字集群無線指揮調度系統(tǒng)；設計

1 概述

交通管理設施是交通管理體系中的一個非常重要的方面，它包括交通指揮中心、路口燈控、人行橫道燈控、交通視頻及違法監(jiān)控設置、標線施劃情況、標志設置、行人過街設施設置等方面內(nèi)容，這些指標反映了一個城市交通管理的水平。

白銀交警支隊自1993年起也對智能交通管理進行了有益的探索，陸續(xù)建設了模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、交通信號燈遠程控制系統(tǒng)、監(jiān)控大廳。2011年5月，支隊參與了市公安局天網(wǎng)工程建設，采用國內(nèi)高端的數(shù)字攝像、EPON光纖傳輸技術、支持標準iSCSI協(xié)議的IPSAN直存技術，高起點的建設了200萬像素的高清數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控點位達到500個；新建500萬像素高清電子警察108個單元；天網(wǎng)工程目前仍在建設之中。天網(wǎng)工程也為白銀交警支隊實現(xiàn)智能交通打下了良好的基礎。

2 交通智能化管理系統(tǒng)概述

為滿足白銀市交通管理的實際需要，將公安信息化建設與地理信息技術緊密結合起來，大力開展警用地理信息系統(tǒng)建設，亟需對原有各類交通智能化管理系統(tǒng)進行整合改造，并建設一體化的城市智能交通指揮控制系統(tǒng)，增強公安系統(tǒng)統(tǒng)一指揮、快速反應能力。

本項目建設以交通管理和指揮保障業(yè)務應用為核心，以P-GIS技術為基礎，實現(xiàn)指揮調度、交通信息管理和交通誘導、研判分析、勤務管理、設施設備保障等功能，并集成前端交通信號控制系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通誘導系統(tǒng)、350M數(shù)字集群無線指揮調度系統(tǒng)以及公共交通智能調度系統(tǒng)。通過有效對不同廠商不同層次的交通信息化系統(tǒng)整合及數(shù)據(jù)融合處理，實現(xiàn)城市交通管理的智能化、數(shù)字化和可視化，提高道路交通管控能力及應急事件的快速處置和協(xié)調聯(lián)動能力。為交通的宏觀分析、管理和交通決策等系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎。同時本次項目中針對公交基礎數(shù)據(jù)（包括視頻監(jiān)控、車載數(shù)據(jù)），未來接入交警指揮中心，便于交警針對公交進行信息的掌握。

3 交通智能化管理系統(tǒng)總體設計架構

本項目設計重點將為白銀市交警支隊升級打造出"一個集成平臺（即智能交通集成指揮中心系統(tǒng)）、六大系統(tǒng)"，其中智能交通集成指揮中心系統(tǒng)集通信、指揮、控制、信息于一體，將先進的控制策略、數(shù)據(jù)挖掘、云計算、圖像處理、多源信息融合、GPS/GIS技術等應用到城市交通監(jiān)視、交通信號控制、交通誘導、交通事故接處警等系統(tǒng)中，強化交通管理信息與功能的集成，實現(xiàn)各類交通數(shù)據(jù)資源的高度共享、集中管理、綜合利用，保證信息掌握及時準確、指揮調度科學高效，促進多系統(tǒng)、多部門協(xié)同作戰(zhàn)。"六大系統(tǒng)"是指交通信號控制系統(tǒng)、交通誘導系統(tǒng)、公共交通智能調度系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、350M數(shù)字集群無線指揮調度系統(tǒng)，其中公交調度系統(tǒng)包含公交指揮中心（大屏系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)）、前端車載設備以及電子站牌。

本次交通智能化管理系統(tǒng)項目建設總體架構如圖1所示。

交警支隊交通指揮中心

指揮中心管控平臺軟件及配套服務器、交換機、大屏幕顯示、移動警務設備等

61個路口交通信號控制系統(tǒng)

50個路段交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)

10個路口電子警察系統(tǒng)

9個重點路段交通誘導系統(tǒng)

城市公交信息中心

公交運營調度管理軟件及配套服務器、交換機、大屏幕顯示設備等、機房建設

220臺公交車載視頻監(jiān)控設備

220臺車載GPS調度設備

3個場站監(jiān)控

14套站臺電子站牌設備

兩個中心數(shù)據(jù)共享

交警指揮中心共享公交信息中心視頻數(shù)據(jù)、違法數(shù)據(jù)、車輛行駛位置等數(shù)據(jù)，為交通執(zhí)法、交通事故處理等提供支撐。

4 交警支隊交通指揮中心子項

（1）交警支隊指揮中心總體架構

智能交通指揮中心系統(tǒng)部署在智能交通專網(wǎng)內(nèi)，前端設備采集到的數(shù)據(jù)通過運營商網(wǎng)絡接入平臺系統(tǒng)服務器，其中視頻可通過拼接屏顯示道路交通狀況。公安網(wǎng)內(nèi)指揮人員訪問平臺數(shù)據(jù)，通過市公安局安現(xiàn)有安全接入平臺進行數(shù)據(jù)訪問。

（2）交警支隊指揮中心總體業(yè)務架構

平臺系統(tǒng)從業(yè)務架構角度考慮可分為四層，即數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)匯聚層、數(shù)據(jù)分析層、業(yè)務應用層，數(shù)據(jù)采集層集成智能交通各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)匯聚層進行數(shù)據(jù)分類、清洗、萃取等數(shù)據(jù)處理工作，在數(shù)據(jù)分析層進行研判分析、在業(yè)務應用層的六大功能服務體系中向交通參與者展現(xiàn)。

（3）交警支隊指揮中心數(shù)據(jù)流總體設計

數(shù)據(jù)流總體設計如圖所示：

（1）外場設施與前置適配器層

多功能電子警察、卡口、超速把車牌信息匯聚到前置車牌采集適配器，圖片數(shù)據(jù)匯聚到前置圖片采集適配器；本次建設將地磁匯聚到前置交通流采集適配器，但系統(tǒng)需支持未來線圈、微波、超聲波、視頻流量等檢測器把交通流量信息匯聚到前置交通流采集適配器，并且，交通流量采集前置適配器可自動采集電子警察、卡口/超速等交通流量；一體化攝像機、定點攝像機把實時視頻流匯聚到前置數(shù)字視頻存儲調度系統(tǒng)；誘導屏適配器實現(xiàn)向誘導屏信息的發(fā)布與誘導屏狀態(tài)回傳；信號適配器負責與前端信號機間的通信，完成交通信號系統(tǒng)的控制。

前端數(shù)據(jù)的P-GIS，利用市公安局的基礎數(shù)據(jù)，通過向管控平臺提供接口服務，進行P-GIS集成及業(yè)務開發(fā)，本次所建設視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)、電子警察系統(tǒng)數(shù)據(jù)、公共交通智能調度系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及350M數(shù)字集群無線指揮調度系統(tǒng)通過市公安局安全接入平臺進行訪問及操作，保證數(shù)據(jù)的安全性。

（2）數(shù)據(jù)總線層

數(shù)據(jù)總線層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉屑~，流量數(shù)據(jù)、過車數(shù)據(jù)、違法數(shù)據(jù)等信息通過數(shù)據(jù)采集前置機傳給數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)中心從數(shù)據(jù)總線層讀取數(shù)據(jù)進行融合、計算、入庫；圖片數(shù)據(jù)向FTP服務器的轉發(fā)。

（3）融合與計算

融合負責GPS數(shù)據(jù)、交通事件數(shù)據(jù)、違法數(shù)據(jù)、黑名單數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)、過車車牌數(shù)據(jù)、管制與施工數(shù)據(jù)、泊位數(shù)據(jù)的融合；計算負責套牌車分析、行駛軌跡分析、信號控制優(yōu)化計算、運行效果分析、擁堵計算、誘導信息生成。

（4）存儲

存儲層主要包括生產(chǎn)庫、歷史庫、分析庫。

信息共享平臺：

數(shù)據(jù)質量監(jiān)管：對異常數(shù)據(jù)、缺失數(shù)據(jù)進行監(jiān)控并修正。

業(yè)務數(shù)據(jù)服務：為管理平臺與交通信息服務平臺提供違法、路況等各種數(shù)據(jù)服務。

設備狀態(tài)監(jiān)管：對數(shù)據(jù)中心的所有設備進行實時設備狀態(tài)監(jiān)管，對應用軟件的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。

信息共享平臺從消息總線和存儲層獲取數(shù)據(jù)，向智能交通管控平臺和交通信息服務平臺提供數(shù)據(jù)服務。其他第三方系統(tǒng)經(jīng)過授權也可訪問共享平臺。

（5）智能交通管控平臺

結合白銀市城市交通管理需求，構建城市級智能交通管理平臺，實現(xiàn)交通態(tài)勢監(jiān)控、指揮調度、交通執(zhí)法、分析研判、誘導信息發(fā)布、安全設施管理功能，并集成交通信號控制功能。

智能交通管控平臺主要從數(shù)據(jù)中心接收交通流、機動車行駛等信息，同時分別從公安局的P-GIS平臺、視頻應用平臺獲取地理信息服務和數(shù)字化視頻資源，為交通管理者提供面向交通管理與控制業(yè)務應用，是本項目在交通管理的主要功能體現(xiàn)。

智能交通管控平臺的相關應用模塊產(chǎn)生管制與施工數(shù)據(jù)、交通安全設施信息、警力編排計劃等數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)共享平臺流入數(shù)據(jù)中心，為其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務。

（6）服務器及存儲

指揮中心配置相應的用于智能交通管控平臺軟件及管理服務器；oracle數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)庫服務器配置8T的硬盤存儲用于文本數(shù)據(jù)存儲；信號控制系統(tǒng)配置相應的中心軟件控制服務器以及區(qū)域控制服務器，滿足信號控制系統(tǒng)的需求；電子警察視頻流及違法圖片的存儲、服務器及軟件；視頻監(jiān)控流媒體存儲服務器、硬盤存儲及軟件。

（7）指揮中心平臺系統(tǒng)總體設計

集成指揮平臺系統(tǒng)通過集成白銀市公安局P-GIS平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)P-GIS在管控平臺的主控界面下進行操作控制，并集中實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)、交通態(tài)勢監(jiān)控、交通流量檢測、交通信息誘導發(fā)布、電子警察系統(tǒng)、治安卡口系統(tǒng)、車輛、駕駛員管理、違章管理、事故管理等多種交通管理技術手段的"網(wǎng)絡化"、"桌面化"、"數(shù)字化"、"可視化"。

搭建指揮中心P-GIS基礎信息體系，其中P-GIS基礎數(shù)據(jù)由用戶進行協(xié)調市公安局的基礎數(shù)據(jù)，并開放接口進行基礎數(shù)據(jù)的獲取，開發(fā)針對交警部門應用的智能交通P-GIS系統(tǒng)。建設集成化管理系統(tǒng)接入標準框架，建設統(tǒng)一交通管理數(shù)據(jù)庫，進行交通管理應用系統(tǒng)業(yè)務開發(fā)，建設指揮中心平臺系統(tǒng)所需服務器、大屏系統(tǒng)、存儲設備、工作站、接入交換。

（8）自適應交通信號控制系統(tǒng)總體設計

交通信號控制系統(tǒng)是智能交通的重要基礎應用系統(tǒng)，其主要功能是自動協(xié)調和控制區(qū)域內(nèi)交通信號燈的配時方案，均衡路網(wǎng)內(nèi)交通流運行，使停車次數(shù)、延誤時間及環(huán)境污染等減至最小，充分發(fā)揮道路系統(tǒng)的交通效益。通過交叉口信號燈控制設施建設，提高路口通行能力，減少交通擁堵和事故發(fā)生。

參考文獻：

[1]俞勝濤. 交叉口信號配時的優(yōu)化設計[J]. 科學技術與工程，2010：35.

[2]劉智勇.智能交通控制理論及其應用[M].科學出版社，2003.

[3]肖業(yè)偉.自適應的智能交通信號機系統(tǒng)設計[J]. 計算機工程，2009（7）.

（2）數(shù)據(jù)總線層

數(shù)據(jù)總線層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉屑~，流量數(shù)據(jù)、過車數(shù)據(jù)、違法數(shù)據(jù)等信息通過數(shù)據(jù)采集前置機傳給數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)中心從數(shù)據(jù)總線層讀取數(shù)據(jù)進行融合、計算、入庫；圖片數(shù)據(jù)向FTP服務器的轉發(fā)。

（3）融合與計算

融合負責GPS數(shù)據(jù)、交通事件數(shù)據(jù)、違法數(shù)據(jù)、黑名單數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)、過車車牌數(shù)據(jù)、管制與施工數(shù)據(jù)、泊位數(shù)據(jù)的融合；計算負責套牌車分析、行駛軌跡分析、信號控制優(yōu)化計算、運行效果分析、擁堵計算、誘導信息生成。

（4）存儲

存儲層主要包括生產(chǎn)庫、歷史庫、分析庫。

信息共享平臺：

數(shù)據(jù)質量監(jiān)管：對異常數(shù)據(jù)、缺失數(shù)據(jù)進行監(jiān)控并修正。

業(yè)務數(shù)據(jù)服務：為管理平臺與交通信息服務平臺提供違法、路況等各種數(shù)據(jù)服務。

設備狀態(tài)監(jiān)管：對數(shù)據(jù)中心的所有設備進行實時設備狀態(tài)監(jiān)管，對應用軟件的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。

信息共享平臺從消息總線和存儲層獲取數(shù)據(jù)，向智能交通管控平臺和交通信息服務平臺提供數(shù)據(jù)服務。其他第三方系統(tǒng)經(jīng)過授權也可訪問共享平臺。

（5）智能交通管控平臺

結合白銀市城市交通管理需求，構建城市級智能交通管理平臺，實現(xiàn)交通態(tài)勢監(jiān)控、指揮調度、交通執(zhí)法、分析研判、誘導信息發(fā)布、安全設施管理功能，并集成交通信號控制功能。

智能交通管控平臺主要從數(shù)據(jù)中心接收交通流、機動車行駛等信息，同時分別從公安局的P-GIS平臺、視頻應用平臺獲取地理信息服務和數(shù)字化視頻資源，為交通管理者提供面向交通管理與控制業(yè)務應用，是本項目在交通管理的主要功能體現(xiàn)。

智能交通管控平臺的相關應用模塊產(chǎn)生管制與施工數(shù)據(jù)、交通安全設施信息、警力編排計劃等數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)共享平臺流入數(shù)據(jù)中心，為其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務。

（6）服務器及存儲

指揮中心配置相應的用于智能交通管控平臺軟件及管理服務器；oracle數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)庫服務器配置8T的硬盤存儲用于文本數(shù)據(jù)存儲；信號控制系統(tǒng)配置相應的中心軟件控制服務器以及區(qū)域控制服務器，滿足信號控制系統(tǒng)的需求；電子警察視頻流及違法圖片的存儲、服務器及軟件；視頻監(jiān)控流媒體存儲服務器、硬盤存儲及軟件。

（7）指揮中心平臺系統(tǒng)總體設計

集成指揮平臺系統(tǒng)通過集成白銀市公安局P-GIS平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)P-GIS在管控平臺的主控界面下進行操作控制，并集中實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)、交通態(tài)勢監(jiān)控、交通流量檢測、交通信息誘導發(fā)布、電子警察系統(tǒng)、治安卡口系統(tǒng)、車輛、駕駛員管理、違章管理、事故管理等多種交通管理技術手段的"網(wǎng)絡化"、"桌面化"、"數(shù)字化"、"可視化"。

搭建指揮中心P-GIS基礎信息體系，其中P-GIS基礎數(shù)據(jù)由用戶進行協(xié)調市公安局的基礎數(shù)據(jù)，并開放接口進行基礎數(shù)據(jù)的獲取，開發(fā)針對交警部門應用的智能交通P-GIS系統(tǒng)。建設集成化管理系統(tǒng)接入標準框架，建設統(tǒng)一交通管理數(shù)據(jù)庫，進行交通管理應用系統(tǒng)業(yè)務開發(fā)，建設指揮中心平臺系統(tǒng)所需服務器、大屏系統(tǒng)、存儲設備、工作站、接入交換。

（8）自適應交通信號控制系統(tǒng)總體設計

交通信號控制系統(tǒng)是智能交通的重要基礎應用系統(tǒng)，其主要功能是自動協(xié)調和控制區(qū)域內(nèi)交通信號燈的配時方案，均衡路網(wǎng)內(nèi)交通流運行，使停車次數(shù)、延誤時間及環(huán)境污染等減至最小，充分發(fā)揮道路系統(tǒng)的交通效益。通過交叉口信號燈控制設施建設，提高路口通行能力，減少交通擁堵和事故發(fā)生。

參考文獻：

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[3]肖業(yè)偉.自適應的智能交通信號機系統(tǒng)設計[J]. 計算機工程，2009（7）.

（2）數(shù)據(jù)總線層

數(shù)據(jù)總線層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉屑~，流量數(shù)據(jù)、過車數(shù)據(jù)、違法數(shù)據(jù)等信息通過數(shù)據(jù)采集前置機傳給數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)中心從數(shù)據(jù)總線層讀取數(shù)據(jù)進行融合、計算、入庫；圖片數(shù)據(jù)向FTP服務器的轉發(fā)。

（3）融合與計算

融合負責GPS數(shù)據(jù)、交通事件數(shù)據(jù)、違法數(shù)據(jù)、黑名單數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)、過車車牌數(shù)據(jù)、管制與施工數(shù)據(jù)、泊位數(shù)據(jù)的融合；計算負責套牌車分析、行駛軌跡分析、信號控制優(yōu)化計算、運行效果分析、擁堵計算、誘導信息生成。

（4）存儲

存儲層主要包括生產(chǎn)庫、歷史庫、分析庫。

信息共享平臺：

數(shù)據(jù)質量監(jiān)管：對異常數(shù)據(jù)、缺失數(shù)據(jù)進行監(jiān)控并修正。

業(yè)務數(shù)據(jù)服務：為管理平臺與交通信息服務平臺提供違法、路況等各種數(shù)據(jù)服務。

設備狀態(tài)監(jiān)管：對數(shù)據(jù)中心的所有設備進行實時設備狀態(tài)監(jiān)管，對應用軟件的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。

信息共享平臺從消息總線和存儲層獲取數(shù)據(jù)，向智能交通管控平臺和交通信息服務平臺提供數(shù)據(jù)服務。其他第三方系統(tǒng)經(jīng)過授權也可訪問共享平臺。

（5）智能交通管控平臺

結合白銀市城市交通管理需求，構建城市級智能交通管理平臺，實現(xiàn)交通態(tài)勢監(jiān)控、指揮調度、交通執(zhí)法、分析研判、誘導信息發(fā)布、安全設施管理功能，并集成交通信號控制功能。

智能交通管控平臺主要從數(shù)據(jù)中心接收交通流、機動車行駛等信息，同時分別從公安局的P-GIS平臺、視頻應用平臺獲取地理信息服務和數(shù)字化視頻資源，為交通管理者提供面向交通管理與控制業(yè)務應用，是本項目在交通管理的主要功能體現(xiàn)。

智能交通管控平臺的相關應用模塊產(chǎn)生管制與施工數(shù)據(jù)、交通安全設施信息、警力編排計劃等數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)共享平臺流入數(shù)據(jù)中心，為其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務。

（6）服務器及存儲

指揮中心配置相應的用于智能交通管控平臺軟件及管理服務器；oracle數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)庫服務器配置8T的硬盤存儲用于文本數(shù)據(jù)存儲；信號控制系統(tǒng)配置相應的中心軟件控制服務器以及區(qū)域控制服務器，滿足信號控制系統(tǒng)的需求；電子警察視頻流及違法圖片的存儲、服務器及軟件；視頻監(jiān)控流媒體存儲服務器、硬盤存儲及軟件。

（7）指揮中心平臺系統(tǒng)總體設計

集成指揮平臺系統(tǒng)通過集成白銀市公安局P-GIS平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)P-GIS在管控平臺的主控界面下進行操作控制，并集中實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)、交通態(tài)勢監(jiān)控、交通流量檢測、交通信息誘導發(fā)布、電子警察系統(tǒng)、治安卡口系統(tǒng)、車輛、駕駛員管理、違章管理、事故管理等多種交通管理技術手段的"網(wǎng)絡化"、"桌面化"、"數(shù)字化"、"可視化"。

搭建指揮中心P-GIS基礎信息體系，其中P-GIS基礎數(shù)據(jù)由用戶進行協(xié)調市公安局的基礎數(shù)據(jù)，并開放接口進行基礎數(shù)據(jù)的獲取，開發(fā)針對交警部門應用的智能交通P-GIS系統(tǒng)。建設集成化管理系統(tǒng)接入標準框架，建設統(tǒng)一交通管理數(shù)據(jù)庫，進行交通管理應用系統(tǒng)業(yè)務開發(fā)，建設指揮中心平臺系統(tǒng)所需服務器、大屏系統(tǒng)、存儲設備、工作站、接入交換。

（8）自適應交通信號控制系統(tǒng)總體設計

交通信號控制系統(tǒng)是智能交通的重要基礎應用系統(tǒng)，其主要功能是自動協(xié)調和控制區(qū)域內(nèi)交通信號燈的配時方案，均衡路網(wǎng)內(nèi)交通流運行，使停車次數(shù)、延誤時間及環(huán)境污染等減至最小，充分發(fā)揮道路系統(tǒng)的交通效益。通過交叉口信號燈控制設施建設，提高路口通行能力，減少交通擁堵和事故發(fā)生。

參考文獻：

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[2]劉智勇.智能交通控制理論及其應用[M].科學出版社，2003.

[3]肖業(yè)偉.自適應的智能交通信號機系統(tǒng)設計[J]. 計算機工程，2009（7）.