城市交通大腦應(yīng)用現(xiàn)狀與業(yè)務(wù)體系分析

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當前，我國交通管理科技信息化已進入大數(shù)據(jù)時代，科技建設(shè)從單個系統(tǒng)和設(shè)備的建設(shè)，逐步轉(zhuǎn)向綜合性集成和大數(shù)據(jù)應(yīng)用已成為必要趨勢。為有效應(yīng)對新形勢、新需求，交通管理部門亟需利用現(xiàn)代化科技手段加強治理，強化前端交通流信息采集渠道，基于違法監(jiān)測、視頻監(jiān)控、卡口監(jiān)控等多種渠道開展信號控制和交通誘導，打破信息“孤島效應(yīng)”，進而提升信息深度應(yīng)用能力，實現(xiàn)警務(wù)智慧化、協(xié)同化管理，提高交通管理服務(wù)的主動性、精確性、實效性。基于大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等先進技術(shù)，城市交通大腦應(yīng)運而生，旨在利用實時全量的交通數(shù)據(jù)全局優(yōu)化城市交通資源，完善交通運行內(nèi)在邏輯規(guī)則，最大化實現(xiàn)城市運轉(zhuǎn)效能的根本提升。國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的從業(yè)者們圍繞城市交通大腦的技術(shù)架構(gòu)、功能實現(xiàn)、應(yīng)用生態(tài)等方面開展了廣泛研究，然而，由于缺乏頂層設(shè)計和統(tǒng)一指導，各地建設(shè)和應(yīng)用過程中遇到許多困難，出現(xiàn)需求不明確、系統(tǒng)不開放、應(yīng)用落地難、投入/產(chǎn)出比重低等一系列問題，使得交通大腦應(yīng)用成效遠達不到預期要求。本文圍繞城市交通系統(tǒng)管理與綜合服務(wù)需求，介紹城市交通大腦設(shè)計理念與應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合先進城市落地實踐經(jīng)驗，分析交通大腦應(yīng)用場景、設(shè)計功能和物理架構(gòu)，推動形成標準的業(yè)務(wù)體系，為規(guī)范引領(lǐng)全國公安交管“數(shù)據(jù)大腦”的良性、健康發(fā)展，提供基本參考和借鑒。

1.交通大腦技術(shù)實現(xiàn)

總體而言，交通大腦通過整合全域交通時空數(shù)據(jù)，基于人工智能技術(shù)全局優(yōu)化、分析決策、迭代反饋，主要實現(xiàn)視頻智能分析、交通運行診斷、信號控制優(yōu)化、執(zhí)法情報研判、誘導信息發(fā)布等功能，但仍存在應(yīng)用相對分散、系統(tǒng)不夠成熟等諸多問題，對交管業(yè)務(wù)支撐作用有待進一步驗證，整體發(fā)展尚處于初級階段。

1.1阿里城市大腦

阿里ET城市大腦由計算資源平臺、數(shù)據(jù)資源平臺、算法服務(wù)平臺等組成，核心架構(gòu)主要包括上層應(yīng)用組件和下層數(shù)據(jù)底盤。基于機器視覺認知、全量數(shù)據(jù)平臺建設(shè)、城市大腦開放平臺以及交通網(wǎng)絡(luò)協(xié)同與交通博弈預測四大能力，構(gòu)建城市警情監(jiān)控、城市交通微控、城市交通體檢、城市特種車輛、城市戰(zhàn)略規(guī)劃五大應(yīng)用場景，搭載智能感知路況、智能巡查事件、智能判定堵情、智能優(yōu)化配時、智能輔助指揮等應(yīng)用功能，實現(xiàn)城市交通的全息全量決策與優(yōu)化。

1.2嘀嘀交管大腦

嘀嘀交管大腦由一云四中樞構(gòu)成，一云即交通云，四中樞包括數(shù)據(jù)中樞、分析中樞、控制中樞和評估中樞，提供智慧感知、智慧預警、智慧分析、智慧預測、智慧研判、智慧指揮、指揮調(diào)度、智慧誘導、智慧發(fā)布、智慧評估等十大服務(wù)。兼?zhèn)湓朴嬎恪I技術(shù)、交通大數(shù)據(jù)和交通工程智能系統(tǒng)，能夠通過機器學習的方式，搭建出支撐類腦推理的核心算法模型，支撐精準預測和智能調(diào)度，實現(xiàn)最優(yōu)交通組織。

1.3華為城市大腦

華為城市大腦由基礎(chǔ)設(shè)施平臺、大數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)支撐平臺、融合通信平臺組成，具備總體態(tài)勢、分析決策、事件管理、監(jiān)測預警、聯(lián)動指揮等業(yè)務(wù)功能。聚焦城市交通管理難點打造計算、感知、認知三類智能，著力提升交通系統(tǒng)運行效率。其中，計算智能為城市大腦構(gòu)建開放計算平臺，有效解決智能化碎片困境，支撐智慧交通持續(xù)健康發(fā)展；感知智能融合流量、違章、事件多渠道采集，以及智能分析回滾于一體，形成開放式算法倉和深度學習平臺，實現(xiàn)交通行為與運行狀態(tài)的深度感知，奠定智慧交通生態(tài)應(yīng)用基礎(chǔ)；認知智能可有效感知重點車輛態(tài)勢，發(fā)掘?qū)ｍ椪吻閳髷?shù)據(jù)，基于認知出行規(guī)律提供創(chuàng)新交通服務(wù)。

1.4方緯交管大腦

方緯交管大腦IDPS具有“1+3+1”結(jié)構(gòu)：“1”是一個數(shù)據(jù)云，通過數(shù)據(jù)云匯聚數(shù)據(jù)資源；“3”是三大計算平臺，首先構(gòu)建的是可計算道路網(wǎng)絡(luò)平臺，其次是認知分析平臺，用于解構(gòu)需求狀態(tài)和能力，最后是研判決策平臺，用于推演各種不同策略進而實現(xiàn)最優(yōu)組合；還有一個“1”是智能化業(yè)務(wù)驅(qū)動組件，可用于鏈接其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)。IDPS具備科學診斷、自動巡檢、精細研判、智能決策、無縫轉(zhuǎn)換五大功能，可以實現(xiàn)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、交通設(shè)施、外場設(shè)備在線診斷與自動巡查，精細管理信控方案、把握出行規(guī)律、精準打擊違法，確保各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)無縫轉(zhuǎn)換，在優(yōu)化出行者服務(wù)與支撐政府管控決策等方面發(fā)揮了重要作用。

2．交通大腦應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1深圳數(shù)據(jù)驅(qū)動警務(wù)模式

深圳交警通過“數(shù)據(jù)魔方”系統(tǒng)建設(shè)，整合交通管理業(yè)務(wù)信息資源，基于大數(shù)據(jù)資源池開展大數(shù)據(jù)決策、大數(shù)據(jù)作戰(zhàn)、大數(shù)據(jù)監(jiān)管和大數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用。以情報為主導建立鐵騎勤務(wù)，實施快速靈活的動態(tài)勤務(wù)，實現(xiàn)對轄區(qū)全時段、全路段、全覆蓋，提高了警情發(fā)現(xiàn)率，縮短了處警時間。堅持民意主導警務(wù)，通過線上線下多渠道主動搜集交通亂點、堵點、隱患和執(zhí)法問題，逐級督辦、全流程考核，確保群眾反映問題件件有著落、處處有回應(yīng)。

2.2濟南大數(shù)據(jù)精細化管控

濟南支隊成立數(shù)創(chuàng)中心，通過數(shù)據(jù)整合、渠道聯(lián)動，形成“大數(shù)據(jù)池”，立體繪就人、車、路之間的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)交通運行特征、擁堵熱點、異常事件分析診斷，為精細化交通組織管控提供情報依據(jù)。開展道路交通運行特征與規(guī)律分析研判，推行借道左轉(zhuǎn)、潮汐車道、可變車道等精細化交通組織方式，實施“互聯(lián)網(wǎng)+”信號優(yōu)化、“互聯(lián)網(wǎng)+”誘導發(fā)布，創(chuàng)新交通管控方式應(yīng)用，實現(xiàn)道路時間資源的深度挖潛、空間資源的精耕細作。

2.3杭州數(shù)智交通治理變革

杭州城市數(shù)據(jù)大腦衍生了最亮雙眼（視頻監(jiān)控）、最巧雙手（信號配時）和最快雙腿（交警機動隊），實現(xiàn)了交通運行狀態(tài)實時定量感知、在網(wǎng)交通量精準分析以及城市交通時空出行規(guī)律的全面掌握。通過球機監(jiān)控機器巡邏、AI信號燈配時、人工智能體等技術(shù)應(yīng)用，有效促進了城市交通管理由定性向定量、由空間向時間、由機械勤務(wù)向機動勤務(wù)、由交通自治向交通共治的轉(zhuǎn)變。

2.4上海大數(shù)據(jù)創(chuàng)新執(zhí)法應(yīng)用

上海基于電子警察視頻加照片的形式，利用軌跡分析和圖像識別技術(shù)，自動取證實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎不讓直行、大彎小轉(zhuǎn)違法查處。通過建立電子警察違法抓拍即時告知系統(tǒng)，5min內(nèi)向駕駛員發(fā)送相關(guān)違法信息，并結(jié)合警示屏進行提示，實現(xiàn)違法精準及時告知。致力打造事故碰瓷系統(tǒng)，基于相同身份號碼和相同號牌車輛，分析事故區(qū)域同一車輛出現(xiàn)頻率，提取相關(guān)信息助力市情報處開展刑偵分析。

2.5西安智慧交通集成應(yīng)用

西安城市大腦融合指揮中心、情報中心、互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)中心，集可視一體化指揮調(diào)度平臺、西安交警大數(shù)據(jù)平臺等多個實戰(zhàn)部門和系統(tǒng)于一體，創(chuàng)新了在途量、安全態(tài)勢、信號燈監(jiān)測評價等多個算法模型，集交通綜合監(jiān)測、可視化指揮調(diào)度、精細勤務(wù)管理、科學督導評價、互聯(lián)網(wǎng)便民服務(wù)等功能于一體。

3．交通大腦業(yè)務(wù)體系

3.1屬性定位

城市交通大腦是城市智能交通管理系統(tǒng)的最上層決策體，主要作用是發(fā)現(xiàn)問題、提供線索、指明方向、監(jiān)督執(zhí)行，評估效果，為交通管理與服務(wù)提供智力支持，不代替現(xiàn)有各類管控系統(tǒng)和業(yè)務(wù)平臺；已有系統(tǒng)和平臺是執(zhí)行體，大腦需與這些系統(tǒng)平臺一起，形成業(yè)務(wù)閉環(huán)，才能發(fā)揮作用。城市交通大腦旨在解決三個方面的問題：一是科技建設(shè)集成化不夠，業(yè)務(wù)系統(tǒng)單打獨斗，協(xié)同能力弱；二是系統(tǒng)間信息共享不夠，交通數(shù)據(jù)分散、碎片化，數(shù)據(jù)整合不足，無法為全方位多源融合的情報研判支撐；三是信息深度應(yīng)用不夠，分析研判與決策支持功能不強，難以支撐精細化、精準化、智能化應(yīng)用。

3.2功能架構(gòu)

針對不同的業(yè)務(wù)場景，從系統(tǒng)管理與使用需求的角度考慮，城市交通大腦功能通常可分為應(yīng)用功能和支撐功能兩類。通過數(shù)據(jù)融合實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的匯總、交互與共享，制定專題數(shù)據(jù)庫，針對不同類型的數(shù)據(jù)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資源服務(wù)，建立相關(guān)模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效利用和精準分析，為業(yè)務(wù)實戰(zhàn)提供基礎(chǔ)支撐。

3.3系統(tǒng)框架

從物理實現(xiàn)角度，基于云計算、大數(shù)據(jù)架構(gòu)，構(gòu)建分層解耦、靈活開放的三層框架，總體由“一云、二系統(tǒng)、三平臺”組成。一云，是指交管專有云基礎(chǔ)設(shè)施，提供計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力；二系統(tǒng)，是指統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)、數(shù)字化地理信息系統(tǒng)；三平臺，是指大數(shù)據(jù)資源平臺、視頻AI應(yīng)用平臺和智慧協(xié)同管控應(yīng)用平臺。（1）資源層資源層主要提供計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源，包括交管專有云基礎(chǔ)設(shè)施和云資源管理系統(tǒng)兩部分。交管專有云基礎(chǔ)設(shè)施是交通大腦的支撐骨骼系統(tǒng)，利用不同配置的服務(wù)器及設(shè)備搭建大規(guī)模集群；云資源管理系統(tǒng)是“數(shù)據(jù)大腦”的資源供給系統(tǒng)，使用虛擬化、分布式計算等技術(shù)構(gòu)建計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源池，實現(xiàn)計算、存儲資源的動態(tài)伸縮和分配管理。（2）認知層認知層主要用于接入、整合、存儲與處理各類交通管理信息資源，為外部提供資源服務(wù)。包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)、視頻AI應(yīng)用平臺、大數(shù)據(jù)資源平臺。統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)旨在實現(xiàn)公安網(wǎng)、視頻專網(wǎng)內(nèi)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)規(guī)范匯聚與共享交換；視頻AI應(yīng)用平臺用于各類監(jiān)控視頻圖像的規(guī)范整合，建立統(tǒng)一的和混合的視頻、圖像資源庫；大數(shù)據(jù)資源平臺可以支撐形成交通數(shù)據(jù)模型、算法及預案庫。（3）行動層行動層主要為各類交通管理用戶提供應(yīng)用功能和服務(wù)，包括數(shù)字化交通地理信息系統(tǒng)和智慧協(xié)同管控應(yīng)用平臺，前者可以用于開發(fā)各級專用圖層信息服務(wù)，提供地圖引擎服務(wù)，為其他系統(tǒng)和平臺提供地圖展示調(diào)用接口、空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具；后者綜合應(yīng)用各類數(shù)據(jù)資源和系統(tǒng)接口，構(gòu)建“情指勤督”一體化的公安交管警務(wù)應(yīng)用體系，實現(xiàn)警務(wù)智慧、協(xié)同管理。

4．結(jié)束語

伴隨著人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，以場景設(shè)計為目標，以數(shù)據(jù)流程整合為核心，構(gòu)建智慧感知、深度融合、瞬時響應(yīng)、智能決策的城市交通大腦，正日益成為城市智慧交通新業(yè)態(tài)構(gòu)建的必然選擇。城市交通大腦建設(shè)將從根本上打破信息孤島，融合多種渠道深挖海量交通數(shù)據(jù)，解構(gòu)城市交通的運行規(guī)律和內(nèi)在特點，對于輔助緩解交通擁堵頑疾，提升城市交通全方面、寬領(lǐng)域治理能力，進而推進未來城市交通的可持續(xù)發(fā)展和智慧出行服務(wù)具有重要現(xiàn)實意義。

作者：謝一明 單位：無錫安邦電氣股份有限公司