AI技術(shù)助力智能交通成為智慧城市的最佳實踐

□ 文/鄧曄

作者單位：天地偉業(yè)技術(shù)有限公司

智能交通系統(tǒng)（簡稱ITS）是將先進的信息技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及計算機技術(shù)等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)全方位發(fā)揮作用的，實時準確高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。

智能交通系統(tǒng)覆蓋范圍廣泛，主要包括：

交通信息系統(tǒng)：通過完善的信息網(wǎng)絡，實時向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、氣象信息、停車場信息以及相關(guān)出行信息。

交通管理系統(tǒng)：對道路系統(tǒng)中的交通狀況、交通事故、氣象狀況、交通環(huán)境實時監(jiān)視和管理，同時實現(xiàn)交通控制。

公共交通系統(tǒng)：包括公共交通車輛定位系統(tǒng)、客運量自動檢測系統(tǒng)、行駛信息誘導系統(tǒng)、自動調(diào)度系統(tǒng)、公共計費系統(tǒng)等，改善公共交通的效率，提供便捷、經(jīng)濟、高效的公共交通服務。

車輛控制和安全系統(tǒng)：包括車輛輔助安全駕駛系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)。

營運車輛運行管理系統(tǒng)：利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、物流信息及網(wǎng)絡技術(shù)，有效管理客貨汽車，改善運營車輛的安全性能，提高運營車輛的運輸效率。

電子收費系統(tǒng)：通過電子卡、電子標簽和計算機等系統(tǒng)自動完成車輛的收費，實現(xiàn)交通費用收繳自動化，減少停車延誤，提高運營效率。

緊急事件管理與救援系統(tǒng)：將交通監(jiān)控中心、道路養(yǎng)護管理機構(gòu)、職業(yè)救援機構(gòu)、災害處置管理中心等機構(gòu)聯(lián)成有機整體，為道路使用者提供現(xiàn)場緊急處置、拖車、現(xiàn)場救護、排除故障等服務。

智能交通系統(tǒng)的發(fā)展歷程

上世紀八十年代，北京、上海等大城市開始建設交通指揮中心；1994年中國組織人員參加世界ITS大會；1997年，公安部交通管理局下發(fā)《關(guān)于印發(fā)〈公安交通指揮中心建設與發(fā)展的若干意見〉》；1999年科技部“九五”課題中增加“智能交通系統(tǒng)體系框架”研究課題；2000年公安部成立公安部道路交通管理標準化技術(shù)委員會，成立全國ITS協(xié)調(diào)指導小組辦公室；2002年，科技部在“十五”設立智能交通系統(tǒng)專項；2003年，我國成立全國智能運輸系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會，公安部發(fā)布行業(yè)標準《公安交通指揮系統(tǒng)建設技術(shù)規(guī)范》（GA/T445-2003）；2007年，承辦ITS世界大會（北京）；2008年5月，成立中國智能交通協(xié)會；2012年，完成了公安交通指揮系統(tǒng)標準體系研究的研究和制定工作。

什么是公安交通指揮系統(tǒng)

智能交通管理系統(tǒng)屬于智能交通系統(tǒng)的一個細分領域，是智能交通系統(tǒng)在道路交通管理領域中的應用。智能交通管理系統(tǒng)在公安交通管理工作中，一般被稱為公安交通指揮系統(tǒng)。

“十二五”期間，公安交通指揮系統(tǒng)建設快速發(fā)展，作用日趨凸顯，各類先進技術(shù)發(fā)展迅速并逐步普及應用，例如：先進的交通信號控制技術(shù)大量應用、建立融合多種采集手段的交通管理信息系統(tǒng)、構(gòu)建多樣化的交通信息發(fā)布體系、構(gòu)建現(xiàn)代化的交通應急處突體系、RFID、PGIS等技術(shù)在交通管理中逐步應用。同時，標準化工作和標準體系逐步完善，迄今為止，我國已制定公安交通指揮系統(tǒng)系列標準四十余項。

公安交通指揮系統(tǒng)主要包括指揮、控制、執(zhí)法和服務四方面功能。指揮：實現(xiàn)大范圍的路面信息采集、匯總，整合不同來源信息，并進行指揮調(diào)度；控制：實現(xiàn)交通信號控制、電視監(jiān)視等各個基礎應用系統(tǒng)的管理控制；執(zhí)法：實現(xiàn)對路面交通違法行為的非現(xiàn)場執(zhí)法；服務：實現(xiàn)交通管理信息的內(nèi)部發(fā)布以及外部發(fā)布。

公安交通指揮系統(tǒng)的建設目標主要包括：

實現(xiàn)交通管理智能化：從被動疏導想主動疏導轉(zhuǎn)變，從現(xiàn)場執(zhí)法向非現(xiàn)場執(zhí)法轉(zhuǎn)變。

實現(xiàn)指揮調(diào)度信息化：構(gòu)建快速高效的多層級可視化扁平化的指揮調(diào)度模式，從現(xiàn)場指揮向集成指揮轉(zhuǎn)變，從被動調(diào)度向主動調(diào)度轉(zhuǎn)變，從經(jīng)驗決策向科學決策轉(zhuǎn)變。

提高交通管理信息化技術(shù)水平：交通擁堵、重大活動、惡劣天氣的研判分析和預警，為執(zhí)勤民警提供快捷全面的交通信息，由注重管理向管理和服務并重轉(zhuǎn)變。

提高城市/公路治安防控水平：將治安卡口、闖紅燈、道路交通違法等前端采集信息和被盜搶機動車、涉案機動車、駕駛?cè)硕己蠖瞬杉畔R聚為車輛信息庫，通過智能碰撞比對，開展預警發(fā)布、核查反饋、軌跡跟蹤、鎖定抓捕等各類應用。

實現(xiàn)內(nèi)外信息的整合共享：與110/120/119指揮中心、數(shù)字城管指揮中心、應急中心、安監(jiān)中心等打通信息流。

公安交通指揮系統(tǒng)的建設內(nèi)容

公安交通指揮系統(tǒng)包括信息采集、信息處理和控制發(fā)布三部分。

信息采集

交通視頻監(jiān)視系統(tǒng)：是最常用的交通信息采集手段，它能為指揮人員提供道路交通的直觀信息與實時交通狀況，便于及時掌握交通動態(tài)，有利于及時發(fā)現(xiàn)和處置交通突發(fā)事件和社會治安案件。

交通流信息采集系統(tǒng)：采集城市道路斷面的流量、速度、占有率等交通流參數(shù)；為分析研判、指揮調(diào)度和交通信息服務提供數(shù)據(jù)支持；提高對交通事件的快速反應能力。

交通事件檢測系統(tǒng)：通過計算機對視頻數(shù)據(jù)進行跟蹤、識別，自動檢測道路交通事件，具有以下功能：交通事故檢測、車輛拋錨檢測、道路異常檢測、系統(tǒng)的自診斷警報、交通流參數(shù)采集。

交通違法行為監(jiān)測記錄系統(tǒng)：違法行為取證是交通治理的重要環(huán)節(jié)，主要包括闖紅燈抓拍、不按規(guī)定車道行駛、超速監(jiān)測、闖禁行等，隨著新技術(shù)的應用，目前已從單一拍攝向過程取證、從違法記錄向行為跟蹤方向發(fā)展。

公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)：通過卡口相機對經(jīng)過車輛進行抓拍和特征識別。

警用車輛和單警定位系統(tǒng)：通過車載或手持終端獲取定位信息，通過無線通信將經(jīng)緯度信息傳送到中心，在中心的電子地圖上直觀展示。

信息處理

主要依托交通指揮中心建設大數(shù)據(jù)研判分析平臺、智能交通管控平臺、地理信息平臺和運行維護管理平臺。

大數(shù)據(jù)研判分析平臺：實現(xiàn)交通警情研判分析、交通流態(tài)勢研判分析、交通違法態(tài)勢研判分析、交通事故態(tài)勢研判分析、重點車輛關(guān)聯(lián)分析。

智能交通管控平臺：構(gòu)建統(tǒng)一信息平臺，實現(xiàn)信息交換、融合、分析，強化交通管理信息與功能的集成，實現(xiàn)信息共享、綜合利用，具備應急指揮調(diào)度、組織協(xié)調(diào)、決策支持能力。

地理信息平臺：構(gòu)建GIS地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)對交通指揮平臺的位置信息服務。

運行維護管理平臺：提供交通設施運維管理、交通設備運維管理、中心設備運維管理、網(wǎng)絡設備運維管理。

控制和發(fā)布

主要包括交通信號控制系統(tǒng)、交通信息發(fā)布系統(tǒng)、移動警務系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。

交通信號控制系統(tǒng)：由路口信號設備、檢測設備、通信設備、控制計算機及相關(guān)軟件所組成，具備中央、區(qū)域、路口三級結(jié)構(gòu)。

交通信息發(fā)布系統(tǒng)：基于對實時交通海量數(shù)據(jù)的深度綜合挖掘分析，以文字、圖形、視頻等多種形式，通過交通誘導標志、廣播、電視、互聯(lián)網(wǎng)站、車載終端、手機應用程序、微信、微博等渠道，向社會公眾發(fā)布實時路況信息、交通管制等信息，有效引導出行，均衡路網(wǎng)流量，緩解交通擁堵。

移動警務系統(tǒng)：提供警務信息查詢、交通違法事故拍照處理、警員定位、信息采集發(fā)布、布控攔截、勤務管理、移動辦公等功能。

通信系統(tǒng)：實現(xiàn)中心平臺與外場設備的信息交互，實現(xiàn)交通指揮中心與外單位的信息交互。提供有線通信和無線通信兩種方式。

存在問題

隨著社會文明和城市建設的快速發(fā)展，道路擁堵和交通違法等情況日益顯現(xiàn)，智能交通系統(tǒng)也面臨更多問題，例如：建設和應用工作與交通管理需求脫節(jié)；交通信息采集手段單一，分析研判能力差；交通控制手段少，技術(shù)發(fā)展和應用水平不高；交通信息服務的理念和方式有待轉(zhuǎn)變和提高；運行效率低，不能發(fā)揮指揮和服務職能；建設和運行維護機制尚未真正建立。

對于大多數(shù)交警基層單位來說，雖然已經(jīng)建設了智能交通系統(tǒng)、信號機控制系統(tǒng)、集群對講系統(tǒng)，但存在著交通資源沒有充分整合、實戰(zhàn)應用有差距、運維管理效率低等問題。

交通資源未充分整合：交通可視化指揮要得到大量的信息數(shù)據(jù)，需要智能交通平臺與稽查布控平臺、GIS地理信息系統(tǒng)、三合一接警系統(tǒng)、信號機控制系統(tǒng)、350M對講系統(tǒng)、交通流量采集系統(tǒng)等有效整合，實現(xiàn)資源共享，否則無法真正對道路交通實現(xiàn)管控。

實戰(zhàn)應用有差距：目前的智能交通系統(tǒng)僅實現(xiàn)了違法信息處理，但離交管部門“緩堵保暢、警力調(diào)度、道路管控”的信息化系統(tǒng)建設目標仍尋在較大差距，在交通信息的研判處理和數(shù)據(jù)挖掘等領域缺乏實用功能。

運維管理效率低：在系統(tǒng)建設中，管理點位越多，運維機制越重要。如何保障系統(tǒng)正常運行，當有問題時能主動有效預警，是當前智能交通建設中的關(guān)注重點。

因此，需要從如下方面著手改進：完善交通信號控制系統(tǒng)建設和應用，強化交叉口的精細化管理，交通信號配時優(yōu)化；強化基于PGIS的集成指揮平臺的應用；搭建基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的研判分析平臺，樹立數(shù)據(jù)意識、用數(shù)據(jù)說話、尊重和重視數(shù)據(jù)，強化數(shù)據(jù)的研判分析；提升公路防控體系建設和應用水平；銜接“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃，構(gòu)建多樣化的信息服務體系。其中，新技術(shù)對系統(tǒng)改進提效起到了關(guān)鍵作用。

AI技術(shù)賦能公安交通指揮系統(tǒng)

技術(shù)的發(fā)展和需求的碰撞是智能交通系統(tǒng)發(fā)展的巨大機會。目前云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等先進技術(shù)已經(jīng)逐漸來到應用爆發(fā)的階段。天地偉業(yè)為例，針對交警部門在城市道路交通治理中的問題，開發(fā)出基于AI人工智能技術(shù)的軟硬件系統(tǒng)。

AI+圖像分析

天眼交通相機，集成二十二種違法行為的識別抓拍。19年兩會期間，天地偉業(yè)“天眼”系列智能交通系統(tǒng)上線北京中心城區(qū)，布設在二、三環(huán)城市主干道，實現(xiàn)了對所轄道路上車輛的逆行、壓線、不系安全帶等交通違法行為進行抓拍和識別，并將違法數(shù)據(jù)實時上傳至后端天地偉業(yè)交通平臺實現(xiàn)非現(xiàn)場違法管理。上下班高峰期間，平臺通過流量和事件檢測系統(tǒng)實現(xiàn)車流量及交通事件進行實時監(jiān)測，在平臺上可以第一時間查看到北京二、三環(huán)的交通道路狀況，展示交通態(tài)勢，便于交警及時進行交通疏導。同時，平臺能夠通過區(qū)間測速、限行管理、車輛布控、車輛軌跡等功能對所轄道路的過往車輛實現(xiàn)嚴格管控，規(guī)范車輛出行，降低交通事故發(fā)生率，全天候守護首都人民出行安全。

▲22種行為抓拍

▲23種檢測種類

以“天眼”智能交通相機為核心，天地偉業(yè)針對文明創(chuàng)衛(wèi)的城市治理新需求，推出了多個特色電警系統(tǒng)。

非機動車闖紅燈：對非機動車違反信號燈支持穿越路口進行抓拍。

行人闖紅燈：對行人不按照指示燈穿越斑馬線行為進行抓警示抓拍。

機動車不禮讓行人：針對機動車通過路口未避讓相鄰車道行人行為進行抓拍。

鳴笛抓拍：禁鳴區(qū)域?qū)τ谲囕v鳴笛進行抓拍。

闖擁堵抓拍：針對擁堵時間進入擁堵路段的車輛進行違法抓拍。

失駕人員管理：通過卡口抓拍圖片進行人臉識別，針對已經(jīng)沒有積分的失駕人員進行抓拍預警。

超速信息反饋：路段測速，對超速的車輛通過誘導屏進行展示警告。

懸垂抓拍：對前后號牌不一致行為進行抓拍。

交通事件監(jiān)測：對擁堵、逆行、非法停車、拋撒物等交通事件進行檢測。

AI+大數(shù)據(jù)可視化

基于交通大數(shù)據(jù)，天地偉業(yè)推出了數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，通過全面采集各類數(shù)據(jù)，充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建適應交通業(yè)務需要的數(shù)據(jù)中心。平臺整合基礎資源，提供高效基礎設施服務，避免硬件資源配額的重復浪費。同時規(guī)范數(shù)據(jù)標準，實現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)集中管理，在此基礎上建立數(shù)據(jù)分析平臺，實現(xiàn)重大事件預警、交通流量管控、警情綜合研判等業(yè)務功能。

AI+視頻指揮

針對交通指揮調(diào)度需求，天地偉業(yè)推出了實景指揮系統(tǒng)，實景指揮系統(tǒng)是運用增強現(xiàn)實、地理信息、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，基于城市重點區(qū)域的制高點視頻，構(gòu)建的實景式立體化的防控指揮作戰(zhàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)可對接移動單兵設備，通過映射GPS坐標，實時顯示低點移動終端的當前位置，掌握警員具體信息和現(xiàn)場實際情況，進行警力快速精準調(diào)度。此外，系統(tǒng)可結(jié)合車輛卡口等智能分析系統(tǒng)，將重點目標車輛等警情信息在實景指揮系統(tǒng)中直觀展示輔助決策，便于公安干警掌握宏觀態(tài)勢，提高指揮決策效率。

結(jié)語

企業(yè)應關(guān)注用戶需求，持續(xù)鉆研技術(shù)，堅持建用并重，注重科技裝備和信息系統(tǒng)在交通管理、打擊犯罪、維護治安和服務群眾等領域中的應用成效。通過實實在在的效果，讓廣大民警充分體會到科技應用產(chǎn)出的強大戰(zhàn)斗力，有效提高對科技應用工作的積極性和主動性，從而推動科技強警工作不斷邁上新臺階。