AI技术助力智能交通成为智慧城市的最佳实践

□ 文/邓晔

作者单位：天地伟业技术有限公司

智能交通系统（简称ITS）是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内全方位发挥作用的，实时准确高效的综合交通运输管理系统。

智能交通系统覆盖范围广泛，主要包括：

交通信息系统：通过完善的信息网络，实时向交通参与者提供道路交通信息、公共交通信息、换乘信息、气象信息、停车场信息以及相关出行信息。

交通管理系统：对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况、交通环境实时监视和管理，同时实现交通控制。

公共交通系统：包括公共交通车辆定位系统、客运量自动检测系统、行驶信息诱导系统、自动调度系统、公共计费系统等，改善公共交通的效率，提供便捷、经济、高效的公共交通服务。

车辆控制和安全系统：包括车辆辅助安全驾驶系统和自动驾驶系统。

营运车辆运行管理系统：利用卫星定位系统、地理信息系统、物流信息及网络技术，有效管理客货汽车，改善运营车辆的安全性能，提高运营车辆的运输效率。

电子收费系统：通过电子卡、电子标签和计算机等系统自动完成车辆的收费，实现交通费用收缴自动化，减少停车延误，提高运营效率。

紧急事件管理与救援系统：将交通监控中心、道路养护管理机构、职业救援机构、灾害处置管理中心等机构联成有机整体，为道路使用者提供现场紧急处置、拖车、现场救护、排除故障等服务。

智能交通系统的发展历程

上世纪八十年代，北京、上海等大城市开始建设交通指挥中心；1994年中国组织人员参加世界ITS大会；1997年，公安部交通管理局下发《关于印发〈公安交通指挥中心建设与发展的若干意见〉》；1999年科技部“九五”课题中增加“智能交通系统体系框架”研究课题；2000年公安部成立公安部道路交通管理标准化技术委员会，成立全国ITS协调指导小组办公室；2002年，科技部在“十五”设立智能交通系统专项；2003年，我国成立全国智能运输系统标准化技术委员会，公安部发布行业标准《公安交通指挥系统建设技术规范》（GA/T445-2003）；2007年，承办ITS世界大会（北京）；2008年5月，成立中国智能交通协会；2012年，完成了公安交通指挥系统标准体系研究的研究和制定工作。

什么是公安交通指挥系统

智能交通管理系统属于智能交通系统的一个细分领域，是智能交通系统在道路交通管理领域中的应用。智能交通管理系统在公安交通管理工作中，一般被称为公安交通指挥系统。

“十二五”期间，公安交通指挥系统建设快速发展，作用日趋凸显，各类先进技术发展迅速并逐步普及应用，例如：先进的交通信号控制技术大量应用、建立融合多种采集手段的交通管理信息系统、构建多样化的交通信息发布体系、构建现代化的交通应急处突体系、RFID、PGIS等技术在交通管理中逐步应用。同时，标准化工作和标准体系逐步完善，迄今为止，我国已制定公安交通指挥系统系列标准四十余项。

公安交通指挥系统主要包括指挥、控制、执法和服务四方面功能。指挥：实现大范围的路面信息采集、汇总，整合不同来源信息，并进行指挥调度；控制：实现交通信号控制、电视监视等各个基础应用系统的管理控制；执法：实现对路面交通违法行为的非现场执法；服务：实现交通管理信息的内部发布以及外部发布。

公安交通指挥系统的建设目标主要包括：

实现交通管理智能化：从被动疏导想主动疏导转变，从现场执法向非现场执法转变。

实现指挥调度信息化：构建快速高效的多层级可视化扁平化的指挥调度模式，从现场指挥向集成指挥转变，从被动调度向主动调度转变，从经验决策向科学决策转变。

提高交通管理信息化技术水平：交通拥堵、重大活动、恶劣天气的研判分析和预警，为执勤民警提供快捷全面的交通信息，由注重管理向管理和服务并重转变。

提高城市/公路治安防控水平：将治安卡口、闯红灯、道路交通违法等前端采集信息和被盗抢机动车、涉案机动车、驾驶人都后端采集信息汇聚为车辆信息库，通过智能碰撞比对，开展预警发布、核查反馈、轨迹跟踪、锁定抓捕等各类应用。

实现内外信息的整合共享：与110/120/119指挥中心、数字城管指挥中心、应急中心、安监中心等打通信息流。

公安交通指挥系统的建设内容

公安交通指挥系统包括信息采集、信息处理和控制发布三部分。

信息采集

交通视频监视系统：是最常用的交通信息采集手段，它能为指挥人员提供道路交通的直观信息与实时交通状况，便于及时掌握交通动态，有利于及时发现和处置交通突发事件和社会治安案件。

交通流信息采集系统：采集城市道路断面的流量、速度、占有率等交通流参数；为分析研判、指挥调度和交通信息服务提供数据支持；提高对交通事件的快速反应能力。

交通事件检测系统：通过计算机对视频数据进行跟踪、识别，自动检测道路交通事件，具有以下功能：交通事故检测、车辆抛锚检测、道路异常检测、系统的自诊断警报、交通流参数采集。

交通违法行为监测记录系统：违法行为取证是交通治理的重要环节，主要包括闯红灯抓拍、不按规定车道行驶、超速监测、闯禁行等，随着新技术的应用，目前已从单一拍摄向过程取证、从违法记录向行为跟踪方向发展。

公路车辆智能监测记录系统：通过卡口相机对经过车辆进行抓拍和特征识别。

警用车辆和单警定位系统：通过车载或手持终端获取定位信息，通过无线通信将经纬度信息传送到中心，在中心的电子地图上直观展示。

信息处理

主要依托交通指挥中心建设大数据研判分析平台、智能交通管控平台、地理信息平台和运行维护管理平台。

大数据研判分析平台：实现交通警情研判分析、交通流态势研判分析、交通违法态势研判分析、交通事故态势研判分析、重点车辆关联分析。

智能交通管控平台：构建统一信息平台，实现信息交换、融合、分析，强化交通管理信息与功能的集成，实现信息共享、综合利用，具备应急指挥调度、组织协调、决策支持能力。

地理信息平台：构建GIS地理信息系统，实现对交通指挥平台的位置信息服务。

运行维护管理平台：提供交通设施运维管理、交通设备运维管理、中心设备运维管理、网络设备运维管理。

控制和发布

主要包括交通信号控制系统、交通信息发布系统、移动警务系统和通信系统。

交通信号控制系统：由路口信号设备、检测设备、通信设备、控制计算机及相关软件所组成，具备中央、区域、路口三级结构。

交通信息发布系统：基于对实时交通海量数据的深度综合挖掘分析，以文字、图形、视频等多种形式，通过交通诱导标志、广播、电视、互联网站、车载终端、手机应用程序、微信、微博等渠道，向社会公众发布实时路况信息、交通管制等信息，有效引导出行，均衡路网流量，缓解交通拥堵。

移动警务系统：提供警务信息查询、交通违法事故拍照处理、警员定位、信息采集发布、布控拦截、勤务管理、移动办公等功能。

通信系统：实现中心平台与外场设备的信息交互，实现交通指挥中心与外单位的信息交互。提供有线通信和无线通信两种方式。

存在问题

随着社会文明和城市建设的快速发展，道路拥堵和交通违法等情况日益显现，智能交通系统也面临更多问题，例如：建设和应用工作与交通管理需求脱节；交通信息采集手段单一，分析研判能力差；交通控制手段少，技术发展和应用水平不高；交通信息服务的理念和方式有待转变和提高；运行效率低，不能发挥指挥和服务职能；建设和运行维护机制尚未真正建立。

对于大多数交警基层单位来说，虽然已经建设了智能交通系统、信号机控制系统、集群对讲系统，但存在着交通资源没有充分整合、实战应用有差距、运维管理效率低等问题。

交通资源未充分整合：交通可视化指挥要得到大量的信息数据，需要智能交通平台与稽查布控平台、GIS地理信息系统、三合一接警系统、信号机控制系统、350M对讲系统、交通流量采集系统等有效整合，实现资源共享，否则无法真正对道路交通实现管控。

实战应用有差距：目前的智能交通系统仅实现了违法信息处理，但离交管部门“缓堵保畅、警力调度、道路管控”的信息化系统建设目标仍寻在较大差距，在交通信息的研判处理和数据挖掘等领域缺乏实用功能。

运维管理效率低：在系统建设中，管理点位越多，运维机制越重要。如何保障系统正常运行，当有问题时能主动有效预警，是当前智能交通建设中的关注重点。

因此，需要从如下方面着手改进：完善交通信号控制系统建设和应用，强化交叉口的精细化管理，交通信号配时优化；强化基于PGIS的集成指挥平台的应用；搭建基于大数据技术的研判分析平台，树立数据意识、用数据说话、尊重和重视数据，强化数据的研判分析；提升公路防控体系建设和应用水平；衔接“互联网+”计划，构建多样化的信息服务体系。其中，新技术对系统改进提效起到了关键作用。

AI技术赋能公安交通指挥系统

技术的发展和需求的碰撞是智能交通系统发展的巨大机会。目前云计算、人工智能、大数据、物联网、5G等先进技术已经逐渐来到应用爆发的阶段。天地伟业为例，针对交警部门在城市道路交通治理中的问题，开发出基于AI人工智能技术的软硬件系统。

AI+图像分析

天眼交通相机，集成二十二种违法行为的识别抓拍。19年两会期间，天地伟业“天眼”系列智能交通系统上线北京中心城区，布设在二、三环城市主干道，实现了对所辖道路上车辆的逆行、压线、不系安全带等交通违法行为进行抓拍和识别，并将违法数据实时上传至后端天地伟业交通平台实现非现场违法管理。上下班高峰期间，平台通过流量和事件检测系统实现车流量及交通事件进行实时监测，在平台上可以第一时间查看到北京二、三环的交通道路状况，展示交通态势，便于交警及时进行交通疏导。同时，平台能够通过区间测速、限行管理、车辆布控、车辆轨迹等功能对所辖道路的过往车辆实现严格管控，规范车辆出行，降低交通事故发生率，全天候守护首都人民出行安全。

▲22种行为抓拍

▲23种检测种类

以“天眼”智能交通相机为核心，天地伟业针对文明创卫的城市治理新需求，推出了多个特色电警系统。

非机动车闯红灯：对非机动车违反信号灯支持穿越路口进行抓拍。

行人闯红灯：对行人不按照指示灯穿越斑马线行为进行抓警示抓拍。

机动车不礼让行人：针对机动车通过路口未避让相邻车道行人行为进行抓拍。

鸣笛抓拍：禁鸣区域对于车辆鸣笛进行抓拍。

闯拥堵抓拍：针对拥堵时间进入拥堵路段的车辆进行违法抓拍。

失驾人员管理：通过卡口抓拍图片进行人脸识别，针对已经没有积分的失驾人员进行抓拍预警。

超速信息反馈：路段测速，对超速的车辆通过诱导屏进行展示警告。

悬垂抓拍：对前后号牌不一致行为进行抓拍。

交通事件监测：对拥堵、逆行、非法停车、抛撒物等交通事件进行检测。

AI+大数据可视化

基于交通大数据，天地伟业推出了数据可视化系统，通过全面采集各类数据，充分利用大数据技术，构建适应交通业务需要的数据中心。平台整合基础资源，提供高效基础设施服务，避免硬件资源配额的重复浪费。同时规范数据标准，实现数据关联集中管理，在此基础上建立数据分析平台，实现重大事件预警、交通流量管控、警情综合研判等业务功能。

AI+视频指挥

针对交通指挥调度需求，天地伟业推出了实景指挥系统，实景指挥系统是运用增强现实、地理信息、人工智能、物联网、大数据等先进技术，基于城市重点区域的制高点视频，构建的实景式立体化的防控指挥作战系统。系统可对接移动单兵设备，通过映射GPS坐标，实时显示低点移动终端的当前位置，掌握警员具体信息和现场实际情况，进行警力快速精准调度。此外，系统可结合车辆卡口等智能分析系统，将重点目标车辆等警情信息在实景指挥系统中直观展示辅助决策，便于公安干警掌握宏观态势，提高指挥决策效率。

结语

企业应关注用户需求，持续钻研技术，坚持建用并重，注重科技装备和信息系统在交通管理、打击犯罪、维护治安和服务群众等领域中的应用成效。通过实实在在的效果，让广大民警充分体会到科技应用产出的强大战斗力，有效提高对科技应用工作的积极性和主动性，从而推动科技强警工作不断迈上新台阶。