基于全息感知与数据融合的新一代交管应用平台.pdf
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1、第 3 期(总第 146 期)2023-09-25全息感知与数据融合平台在未来交通智能化建设中依然是核心。历经多年发展,我国的智能交通技术基础体系已经有了长足的进步,然而随着技术的进步,智能交通系统的需求也在不断变化。在感知层面,诞生了高清复合检测器、雷视设备、高精地图、边缘融合算法等更加精准的新感知技术。与此同时,在数据层面,随着互联网大数据在交通领域的实践应用,对传统交通行业数据形成了补充,从而增加了数据的广度。在此新技术、新需求的大背景下,交通管理也正面临着新一代感知体系的迭代升级。本文在深入研究交通管理应用平台业务需求的基础上,探讨以全息感知为抓手,智能计算分析为手段,提高感知、管控和
2、服务水平等功能的新一代交管应用平台。1 研究背景1.1 交通管理体系现状随着智能交通的发展以及精细化管理需求的升级,城市道路交通全息感知和面向交通场景提供智能化服务是目前智能交通的发展重点。当下的交管业务应用,包括日常的接处警、违章查处、专项整治、交通管控、车驾业务等,在警务流程改造大环境下,存在着业务理念障碍太多、机制体制下层级条线复杂、运行管理上警力短缺、效益管理上没有数据支撑、科信建设中平台太多用户定位不准确等问题。由此可以看出交通管理信息化改造及智能化水平的提升,需要通过围绕业务、数据双闭环的总体需求导向,对数据进行融合、处理及分析,深度挖掘业务,赋能应用,建设新一代的交管应用平台。1
3、.2 平台构建的意义及目标1.2 平台构建的意义及目标在已有的信息化系统的基础上,结合交通管理形势挑战和提高工作效能的实际需要,通过接入智能交通边缘计算单元等设备、整合外部系统数据等方式,利用多模态数据模型及 AI 算法,以此获得道路的全息感知数据,进而实现视频数据毫秒级融合、车道级轨迹跟踪、交通态势分析、城市道路规划、重点车辆监管、交通事件告警、非现场执法等不同交管应用场景的业务闭环,打造新一代城市智能交通管理平台,是本平台需要实现的目标。具体展开包括:构建数据平台统一标准,接入各类感知数据,实现态势泛感知;打通数据壁垒,挖掘数据价值;利用多模态数据模型及 AI 算法,深化分析基于全息感知与
4、数据融合的新一代交管应用平台 刘晓谦摘 要为解决当下智能交通管理平台子系统繁多、业务缺乏闭环管理、数据挖掘不充分、业务调整所带来的后期维护成本高等问题,文章研究了新一代智能交通管理平台的建设内容及发展趋势,要以面向城市重点交通治理场景服务客户、从交通数据流精细化融合、治理出发,以场景化应用的交通信息服务方式落地。关键词 智能交通 全息感知 数据融合 研判分析 应用场景化市政设施管理Shizheng Sheshi Guanli借鉴与参考参考文献1 潘 永 杰.智 慧 桥 梁 理 念 的 探 索 J.铁 道 建筑,2016(1):1-5.2 张帆.集群式桥梁健康监测系统设计J.江汉大学学报(自然科
5、学版),2016(3):282-289.3 夏子立.BIM 技术在桥梁运维阶段的应用及展望 J.广东公路交通,2022(1):32-37.4 王亚非.桥梁智慧管理系统的探索与实践J.武汉理工大学学报(信息与管理工程板),2020(8):298-304.5 陈平超,丰权章.桥梁健康监测及养护平台设计J.交通世界,2022(20):3.6 吴巨峰.桥梁结构云监测平台设计与实现J,计算机时代,2017(2):13-15.(作者单位:武汉市城市道路桥隧事务中心,收稿日期:2023-07-08)-56-第 3 期(总第 146 期)2023-09-25研判,辅助决策;应用场景化,打造不同交管应用场景的业
6、务闭环,同时对阶段应用构件化,组合生成各类专题场景,快速响应各类业务需求调整。综上,对现有系统的整合、丰富和发展,可以实现区域内道路交通状态智能感知、动态交通态势研判发布、交通违法主动干预、机动车稽查布控、突发事件应急处置、警力科学部署指挥、研判分析等业务管理,构建快速高效的交通管理体系、常态实战的新型勤务机制,提高交警执法能力和水平,保证道路交通畅通安全,规范道路行车秩序,有效防范和减少道路交通事故的发生。2 平台的设计与实现2.1 系统简介2.1 系统简介新一代城市交管应用平台的建设是为区域内智慧道路提供一个数据融合、交通管理业务整合、交通信息服务综合和交通管理调度智慧的核心枢纽,是集硬件
7、、软件和交通分析模型为一体的支撑平台。本系统可通过软件平台(地理信息系统、数据库软件、信息交换软件等)和硬件平台(应用服务器、交换机、存储设备、网络安全设备等)的建设,提供公开的、标准的、集成的接口规范,实现中心内外场技术子系统数据的统一接入,提供信息共享和交换,同时通过系统联动和数据挖掘实现单个子系统不能实现的功能,发挥真正意义上的系统集成作用。所有的应用都应服务于实战,故平台的建设以实战场景和闭环管理为原则,实现了对现有公安交管系统的整合、丰富和发展,形成了集“感知分析处置研判”四位一体的场景化应用,有效提升日常情况下的工作效率和突发事件下的应急指挥水平,为公安和交警实现办公智能化和远程化
8、提供有力手段,从而提升警力效能、节约警力资源,提高交通管理水平。首先,交通感知是应用的基础,数据的采集是多维度、多来源、全要素的,在路口、路段建设了大量智能交通设施(如电子警察、视频监控、交通卡口、违停抓拍、高点监控等)的基础上,通过在感知层构建端边一体的感知计算体系,获得了全息融合感知能力,通过对多来源数据的清洗分析、融合,建立统一的输出标准,对全区域交通态势建立泛感知。其次,结合现有的数据分析和挖掘技术,对现有数据实现快速检索、融合处理、历史数据挖掘,开展各类交通流、违法、事故等应用的分析研判。在全息数据感知融合的基础上,借助算法模型计算后的结果,助力交通管理的业务闭环,为区域交通规划决策
9、、区域交通管理调度的优化提供支持。最后,为实现平台高可用、高扩展、快部署的目标,同时解决业务流程契合度不高、实战性不强、子系统繁多等问题,平台通过细分用户、拆分场景化应用的方案来构建平台应用层,从不同角色的业务痛点问题出发,实现业务科技应用创新。2.2 总体架构2.2 总体架构平台采用云-边-端的三层架构,具体布置见图 1,在云端以 IT 基础环境、电子地图等作为支撑环境,实现交互应用,满足高能计算需求;而在边端构建边缘计算,以各类 AI 模块、计算模块和干预控制模块等为支撑环境,实现联动控制,同时边缘组网的实时通信技术,能够快速干预,弥补中心控制指令延时带来的交通影响;最后在端层主要实现信息
10、的感知以及命令的执行。2.3 功能介绍2.3 功能介绍2.3.1 全息电子档案建模所有功能的应用和实战效果,都离不开数据的支撑。本平台立足于现有智能交通子系统的建设基础,结合公安交警业务的需求,建立全息电子档案,打造一站式的数据平台,建立统一标准并进行数据清洗、计算集成。基于应接尽接、应用尽用的原则,对已有及新建信号灯、电子警察、卡口、治安监控、停车场、重点单位、人员密集场所、运输单位、应急救援、交通组织等道路基础数据汇集撒点做到分类查询、地图展示,一目了然;在完成数据采集、分析研判和实时指挥等功能的基础上,同时通过服务接口和数据接口的方式,与其他单位或系统实现数据共享。2.3.2 数据融合及
11、挖掘通过对区域内交通态势建立泛感知,进而平台能够对多源数据进行融合,深度挖掘数据价值,实现对路口、路段、车辆、警员、违法、事故等全覆盖的实时数据跟踪。最终实现的是数据的可视化分析研判,智能决策分析提出处置措施,优化交通,降低违法事故发生率。本平台中部署的算法货架,可以实现以下功能:深度挖掘,深入分析业务中的每个步骤,找出需要决策的环节;动态推演,根据不同决策结果进行预先的推演,评估优先决策;人机互动,采用自动决策、半自动辅助决策和人工决策相结合;跟踪学习,对每次决策进行跟踪评估,优化决策模型。刘晓谦:基于全息感知与数据融合的新一代交管应用平台市政设施管理Shizheng Sheshi Guan
12、li-57-第 3 期(总第 146 期)2023-09-252.3.3 场景应用平台采用场景化划分的方式,满足微场景数据交互、指令传达的应用需求。应用中台的用户管理实现场景应用的用户、角色和组织结构统一化管理,而根据实战需要,同时可以提供应用场景之间的信息互通、应用联动。由于篇幅有限,这里介绍平台的几个典型场景案例。(1)动态勤务场景。提升路面执勤效能,规范勤务考核标准,深化“警力跟着警情走”。本场景汇聚路况、事故、违法、任务、警员等多维度数据,构建勤务智能排班模型,提供路面警员的真实“见警率”和“管事率”。场景实现:动态布岗:基于全量的历史/未来勤务管理数据,不断优化排班岗点和巡逻方案;主
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