多维度融合 深层次挖潜 构建智慧交管新生态——南京公安交管创新型警务体系建设与智慧应用

叶坚 窦亮 石巍 罗盛平 李效 江苏省南京市公安局交通管理局

引言

面对日益凸显的城市交通拥堵、交通秩序乱、交通执法难等问题，为解决交通管理现状和交通需求矛盾，南京交警按照市局“一个支撑、双轮驱动、三大保障”的战略要求，紧抓科技兴警规划部署，将大数据资源转化为公安交通管理现实战斗力，深化推进警情机制改革现代化升级，建设智慧化、可视化、实战化的交通管控协作大平台，全面提升公安交通管理的大数据分析研判及决策水平、指挥协同作战能力、便民服务水平。本文从情指勤一体化、跨多源数据、跨业务板块、信息服务、立体管控等方面，介绍南京交警利用各项新技术深层次挖潜机动车、非机动车、行人等交通流运行规律，进行精细化立体管控，构建智慧交管新生态。

一、大数据支撑平台建设

大数据支撑平台技术依据“松散耦合、集约共享”的设计模式，采用“1+3”模式设计。即一个交通管理数据资源池环境为基础支撑，形成开放式架构体系的开放、能力、应用等三大中心。

（一）整体架构

大数据支撑平台技术首先由数据资源池环境接入多源数据，进行数据进行分布式处理后，根据具体业务需求产生的目标函数，通过智能化算法模型挖掘出数据背后的深度特征，在应用中心进行具体业务处理。应用中心层可接入多个交互渠道，同时面向各级一线民警的不同业务板块，构成一个开放的“大数据支撑平台”框架体系结构，如图1所示。

（二）数据架构

在大数据支撑平台中，数据管理体系的完整性和有效性是后续高层处理的基础。通过数据架构描述该支撑平台拥有的数据和数据管理资源，由支撑平台上层架构抽取数据标准、数据元素、数据模型，构成本技术平台的数据资源池环境所需的数据库、数据仓库等交通管理数据体系环境；同时，整个数据架构对现有应用系统中数据和未来新产生数据的约束和架构扩展提升。

（三）技术架构

平台遵循“松耦合、高内聚”的原则，实现技术环境与基础结构的设计。对于平台基础能力和数据统一抽象成服务，通过服务总线进行统一调用，减少系统间开发和部署的复杂性，同时对应用的业务逻辑进行模块化，每个模块包括界面展现、数据、业务逻辑、权限等，模块之间可以组合成应用，应用可以组合成门户，实现多个虚拟的应用中心、虚拟的数据中心。

（四）跨网络部署

参考公安交通集成指挥“双网双平台”架构的指导建设要求，大数据分析研判服务部署在公安信息通信网，视频专网对前端采集设备相关数据进行信息汇聚后，通过市局安全边界数据接入平台与支队大数据支撑平台进行信息交换，视频类联网通过边界视频接入平台进行信息交换。

（五）初步成效

南京交警指挥中心以“互联网+大数据”为基础，以“警务大数据”为支撑，以“智慧警务集成平台”为载体，于2018年10月改造完毕。设置有警情处置管理、智能指挥调度、智慧诱导服务、智能信号管理、情报信息研判、勤务督察管理、车辆查缉布控、应急处突管理等八大功能区域，共划分21个子项功能席位来实现南京道路交通的精细化管控。大数据支撑平台已接入16类系统数据。

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二、警务变革

（一）以“情指勤一体化”为核心

面对南京城市日益严峻的道路交通管理形势，南京交警积极推进基于人工智能、大数据的“情指勤”一体化实战警务模式变革。

通过构建交通运行、交通事件和舆情服务情报及分析服务体系，基于公安行业内部、政府职能部门以及互联网数据，实现多维数据、跨行业数据的融合，实现业务导向的数据模型建设、应用。

通过构建指令型、管控型两级指挥体系，实现职责清晰、导向明确、多级联动的高效指挥体系建设，应对交通安全监管、违法打击、治堵防堵、应急处突，并为广大交通参与者、出行者提供更精准、更全面的服务。

通过构建以警员勤务为主体、设备勤务为辅助、机关业务部门高效履职的多元化勤务格局，从时间、主体、行为三个方面细化分为高峰勤务、平峰勤务、午间勤务、夜间勤务、干部勤务、机关勤务、特殊勤务以及现场执法勤务、非现场执法勤务、督查勤务等。

通过情指勤业务融合，破除业务“烟囱”，实现情报业务、指挥业务、勤务业务的互联互通，达到情报指导勤务、指挥扁平高效、勤务协同作战的目的。

（二）以数据整合、数据共享和数据管理为手段

大数据支撑平台实现数据的规范化采集、统一式管理，各系统采集以及自生数据实现充分共享、复用；同时，加强系统之间、城市各职能部门之间的信息融合和共享，纵向建立与市公安局大数据中心计算平台的数据交换机制，横向增强与市政府信息中心、市交通局、市城管局等部门数据共享程度，实现数据的系统性汇聚和共享型应用。

三、全息化助力信息研判

基于大数据支撑平台，结合实际业务需求，从“数据服务、业务模型服务、交通综合规划”三个层面提升实战信息研判能力。

（一）内容全面、数据关联、语义联想的数据服务

南京交警打造能提供智能查询、云搜索服务功能，同时能够实现基于路网模型和智能快速搜索引擎，自动建立路网、设备之间的关联管理，实现设备和道路、设备和设备间“内容全面、数据关联、语义联想”的交通管理业务专用的信息搜索引擎。

（二）跨多源数据、跨多业务板块的智能化研判体系

1. 智能化研判体系及能力逻辑设计

研判分析能力体系旨在进行分析研判模型的生产。针对业务领域，生成兼容每种类别模型库的统一处理模型。在应用和数据资源之间引入研判体系，通过多源数据的统一调度，实现不同源数据的协同。通过“多源数据+算法+场景”的组合，跨业务板块、跨多源数据，驱动业务智能化。

2. 智能化研判模型应用

目前已建成（含在建）交通运行管控模型库、车辆行为监控模型库、交通事故分析模型库、交通违法分析模型库以及交通设施分析模型库。在实战中提升面向支队层面、大队层面及一线警员的业务，提供数据精准及时、功能实用的业务应用功能。

（三）精准仿真与情景适配技术助力信息研判

1. 精准仿真技术助力信息研判

通过构建一个面向区域及路口级的仿真，复现交通流的时空变化，深入地分析车辆、驾驶员和行人、道路以及交通的特征。依托实时交通流数据对路网整体进行大规模路网分析和交通政策评估的宏观仿真，依托交通组织渠化、交通信号控制、交通管制方案、交通诱导措施等不同交通管理手段、交通工程方案进行仿真推演的微观仿真。

2. 情景适配技术助力信息研判

情景适配是针对业务实战过程中的每个场景，把数据、流程、人员及位置、任务等进行结合，并通过技术封装提供给应用系统的能力，如布控场景、事故处置场景、路口执勤场景等。可以通过位置扫码或人工选择，自动构建、融入场景，也可以由应用系统按需自动调用。

四、全区域信息智慧发布

交通信息发布系统是指通过一定的信息传播媒介，向交通管理者和交通参与者提供道路的实际运行情况，提醒、建议、引导交通参与者选择最佳的行走路线和行进中的注意事项，避免和减少行程延误和损失的一种交通控制方式。

（一）智慧交通信息发布系统建设

1. 总体架构

基于智能交通系统的大数据支撑平台，通过将交通数据与自主采集的交通信息数据进行对接、筛选、分理、融合，实现对交通信息的分析与研判，获得对应的诱导发布方案，通过交通诱导屏、微博微信、交通广播等方式，面向交通出行者和交通管理者提供信息服务。

2. 信息发布流程

信息发布过程支持接收各业务系统的关键发布要素，支持接收人工录入的发布要素或发布需求，通过对接收的发布要素信息进行自动分类，根据不同的发布场景自动生成或通过人工干预模式生成发布文案，支持向高德、诱导屏、广播电台等媒介统一发布文案。

（二）智慧交通信息一体化发布

1. LED交通诱导屏发布系统建设

综合信息智慧发布平台的重要应用之一是通过在城市道路重要点段建设LED交通诱导屏发布系统，实时发布交通状况、天气状况、停车场状态、交通法规、宣传标语、交通违法等信息，对驾驶人进行直观的诱导和信息告知。

2. 交通广播信息发布

利用无线广播电台发布道路交通信息。即将需要广播电台播报的交通运行信息，以信息列表的形式提供给广播电台。通过交通广播播报道路交通状况及相关信息，交通参与者使用车载收音机接收装置能随时接收这些信息，从而使交通参与者能够及时选择最优行车路线，实现交通畅通、安全、有序。

3. 微信微博信息发布

微信公众号以及官方微博通过智慧交通信息发布系统对外接口获取最新道路交通状况及相关信息，方便交通参与者通过手机终端或网站获取交通信息。

4. 互联网导航信息发布

通过互联网导航平台发布静态交通信息告知、实时动态路况提醒、停车位信息、交互服务应急联动等信息。将道路拥堵、事故、交通管理信息发布到互联网导航，从而方便出行者通过互联网导航获取出行信息。

五、深层次挖潜精细管控

在大数据支撑平台应用基础上，全息化信息研判和全区域智慧信息发布平台着眼于对机动车的管控。而行人和非机动车参与交通的随机性和可变性更强，因此需要深层次挖潜规律进行精细化管控。

（一）精细化交通管控平台建设

精细化交通管控台由前端信息采集感知网、传输系统、中心端“交通管控应用平台”三部分组成。前端信息采集感知网由不同场景科学布建的违法抓拍单元以及市局建设的智能摄像机组成；传输系统则是指承载大数据人像抓拍系统的传输网络；中心端“交通管控应用平台”负责的资源汇聚、分析、融合应用。

（二）行人及非机动车斑马线闯红灯管控

利用公安治安视频监控设备和图像采集设备，自动提取视频中人脸照片，获取红灯期间行走在斑马线上的人员的面貌信息，并利用人脸识别算法进行实时的人脸小图抓拍及场景图提取。记录历史闯红灯人员出现的时间、地点及当时的环境背景情况。

（三）非机动车管控

基于非机动车存在逆行、占道以及非机动车道闯红灯等行为，根据其行为特征设计了基于非机动车检测单元和电子警察抓拍单元（闯红灯情境下使用）的前端数据采集子系统，并通过网络交换进入后端管理子系统，通过大数据支撑平台以及相关子系统进行综合分析，输出相似度结果，经过人工审核或自动按照最高相似度识别违法者身份，完成入库操作。

（四）违停曝光劝离

当车辆在禁止停车区域停车在限定时间以上的，进行违法抓拍取证。其前端球机独立完成违停检测、抓拍、车牌识别、数据上传到中心等工作，中心管理系统进行统一数据管理。随后，违停信息自动发布系统将前端违停球获取的违章信息，通过LED显示屏进行实时发布告知，告知驾驶员已驶入违停区域，需速驶离。

（五）机动车违法鸣笛抓拍

抓拍系统主要由声学探头、车牌抓拍识别、后台执法联动系统三大子系统构成。声学探头利用声呐及相控阵雷达技术，检测汽车鸣笛行为并定位。车牌抓拍识别子系统由高清摄像头和车辆抓拍识别处理器组成，在声学探头检测到汽车鸣笛后，抓拍鸣笛车辆的车牌号码。后台执法联动子系统与交警执法系统联动，将违法鸣笛车辆鸣笛行为证据上传到交警执法系统，并进行现场或非现场执法。

（六）超大排气噪声机动车监管

在城市环境治理中，交通噪声扰民问题变得越来越突出，尤其是夜间超大排气噪声。麦克风阵列噪声源定位技术应用于全国多个城市的鸣笛抓拍系统中，同步采集声音信号和图像视频信号，对噪声超标检测、定位、抓拍，对禁鸣区域或路段内鸣笛机动车进行自动取证。

六、新技术提升管控效能

南京交警无人机系统综合管控平台，由专用飞行控制系统及无人机综合管控平台组成，为交管行业用户提供便捷高效的一站式飞行管理解决方案。该管控平台和大数据支撑平台提供的视频数据，实现路况、车辆显示、飞行状态、视频采集、气象等多源异构海浪数据的抽取整合管理及基于Hadoop的存储计算，实现路况数据、车辆数据、气象数据等多维度关联分析和挖掘应用。

七、结语

南京交警不断加强智能交通管理系统的建设，充分利用科技手段，预防重特大交通事故，提高交通管理水平，对道路交通环境进行整治改善，推进交通治理现代化、交管服务便利化。进一步统筹南京市发展的物质资源、信息资源和智力资源利用，推动互联网与大数据在交通管理系统的发展应用，打造精准治理、多方协作的交通管控新机制势在必行。在惠及各方交通参与者的交通管理服务的新体系下，开启高端智能、新型繁荣的交管新气象、新生态。