初探數據分析在“電子警察”設備自動化巡檢工作方面的應用

杜德煜

摘要：本文通過對“電子警察”設備的某些關鍵數據、指標進行定量分析，自動判斷該設備是否存在故障，提高設備故障的發現效率。

一、背景

“電子警察”作為交通違法行為的采集設備，已經成為交通管理工作中重要的輔助裝備，在遏制交通違法方面成果顯著。在工況正常的情況下，可以24小時不間斷的對該地點的違法行為進行監控，大大節省警力。正因其諸多優點，上海市公安局交通警察總隊在市財政的大力支持下，經過近8年的建設，截至2018年1月，上海市交警總隊所轄“電子警察”設備已達3716套，分布于全市16個區的道路。

因此，面對如此大量卻分散的設備，如何應用現代化管理手段及時發現設備故障，成為一個重要的課題。

二、面臨的問題

（一）單純的人工巡檢存在故障發現周期長的問題

現有的“電子警察”故障主要依靠人工巡檢發現，每套設備至少應當在1個季度內被巡檢一次，但總量的提升縮短了平攤在每套設備上的巡檢時間；特別是諸如時間誤差、攝像頭黑屏等問題光靠人工查看往往無法快速發現。

（二）單純的人工巡檢存在效率較低的問題

上海市交警總隊的“電子警察”設備呈現“中心密、郊區疏”的形態，人工巡檢作業時需要花大量的時間用在趕點上；中心城的設備雖密度相對較高，但巡檢工作對交通的影響、城區較為擁堵等問題卻成為人工巡檢的新問題。

三、問題的解決思路

人工方式所面臨的弊端有兩種解決思路：第一種是加大人工投入，但實際操作中發現，該方法投入過大，將使原本已經拮據的經費雪上加霜；第二種是開發自動化監測系統，盡可能利用現有的條件，通過一定的算法判斷故障。

四、問題的解決方案

（一）軟硬件基礎

1.設備全聯網。總隊的“電子警察”設備散布于全市，若要對其進行自動化監測，勢必要求進行聯網。租用上海聯通公司VPDN與4G無線網絡進行設備聯網工作，并在后續建設中將無線聯網作為“電子警察”設備的標配。

2.統一上傳的數據格式?？傟犜谶M行“電子警察”設備聯網工作時，規定了數據聯網傳輸的協議格式，其中已經包含了校時與時間偏差記錄、違法數據與圖片上傳功能、工控機系統硬盤剩余量等數據模塊。

3.建立設備檔案?？傟牉樗械摹半娮泳臁痹O備建立了基礎資料，較為全面的反應了設備的所在地點、建設年份、抓拍的違法類型、建設與維護單位、IP信息、是否帶有高污染車輛黑名單功能等基本信息。

（二）監測周期

選擇合適的監測周期有利于客觀反應設備的運行狀態。周期過短，則采樣點過密，一來增加設備的開銷，有悖于節省經費的初衷；二來眾多監測數據樣本量不足，降低故障報告的準確率。周期過長，則易引起信號丟失，降低故障報告的有效率。結合現有硬件設備的性能與巡檢、運維需求，我們將監測周期定為24小時。

（三）監測維度

為客觀體現“電子警察”設備正常與否，選擇合適的監測維度至關重要。選得過多，大量地錯誤上報故障，會導致使用人員對系統喪失信心；選得過少，大量的故障沒有發現，則沒有體現自動化監測對于人工巡檢的優勢。經過甄別，我將監測維度分成了兩大類。

1.第一類：關鍵性數據。該類數據將對自動監測結果產生決定性作用。

設備在用狀態標記：標記設備是否在用。值為“正常”、“停用”。

最大校時誤差：設備時間與中心平臺時間的差值，應當不大于10秒。值為實際數字與“無校時”。

高污染車名單下載：設備所載名單與中心同步情況。值為“成功下載”、“無需下載”、“未下載”。

違法類型匹配性：設備所傳的違法類型應當是預先登記的類型范圍的子集。值為“匹配”、“未匹配”。

限速值匹配性：設備所傳的測速值應當不小于預先登記的限速值。值為“匹配”、“未匹配”。

2.第二類：觀察類數據。該類數據不對自動監測結果產生決定性作用，作用是輔助操作人員通過觀察數據進一步驗證自動監測的結果。

違法總量：所上傳的違法總數量。

卡口總量：所上傳的過車總數量。

網絡情況：設備對中心ping指令的響應情況。每周期至少ping2次。

將上述維度列為觀察項的原因如下：

（1）只有當監視范圍內有特定違法產生，“電子警察”設備才會進行違法抓拍，并非所有點位都會在監測周期內產生違法數據。

（2）作為“電子警察”設備，且受限于技術、資金與實際工作需求，卡口功能僅為附帶功能，并非所有設備的標配。

（四）系統運行邏輯

將以上關鍵性監測數據作為判斷條件，分別得出3種監測結果：正常、搶修、客觀故障。并根據判斷做出相應處理措施。

（五）判斷邏輯

為得到各個“關鍵性監測數據項”，需要進行數據的收集與碰撞。其中較為的復雜是“違法類型匹配性”這一項。

1.違法類型匹配性

（1）通過對設備建立“一點一檔案”，可以得到各個詳細的違法類型清單，并將所有登記的違法類型合并。

（2）將周期內該設備上傳的違法類型進行歸類。

（3）將每一個上傳的違法類型與登記的違法類型進行比較。當上傳類型不是登記類型的子集時，則標記該上傳類型為“不匹配”；當上傳類型是登記類型的子集時，則標記該上傳類型為“匹配”。

（4）對各個檢驗結果進行匯總，凡是任意一個違法類型檢驗為“不匹配”，則該套設備的上傳違法類型評判為“不匹配”。

（六）報表結果

通過上述一系列的邏輯判斷，可以得出周期內每套設備的監測結果，對報表結果進行分析和處理。

五、自動化監測系統的優勢

（一）可靈活適應設備規模。根據2018年市財政計劃，總隊每年新增“電子警察”設備約700套，其中更替老舊設備約200套，合計每年凈增約500套。通過設置合理的采樣周期和監測維度，利用現有硬件設備完全可以勝任此項工作。

（二）算法調整優化工作可持續。對今后工作中新的關注重點，只需要將新的檢測維度做定量分析，進而加入到監測系統中，即可完成本系統的算法調整工作。

（三）縮短故障的發現周期。該系統的故障判斷周期為24小時，相比純人工巡檢制度的短則7天長則3個月，有明顯進步，可互為補充。

六、結語

上海公安在龔道安局長的帶領下正在著力打造“智慧公安”，如何利用好、分析好數據是其中非常重要的工作。本文所采用的自動化巡檢思路，旨在拋磚引玉，希望能對各種信息采集終端的設備維護工作提供一定的想法或借鑒，為“智慧公安”時代下的規?；ㄔO工作與運維工作提供有力的支撐。

參考文獻：

[1]上海市人民政府.《上海市城市總體規劃》（2017-2035年）：4-29