文/公安部交通管理科學(xué)研究所 蔡崗

緝查布控系統(tǒng)新技術(shù)應(yīng)用

文/公安部交通管理科學(xué)研究所 蔡崗

2013年，公安部交管局在全國組織推廣了機(jī)動車緝查布控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。截至目前，共接入各類卡口系統(tǒng)16284個，上傳車輛軌跡數(shù)據(jù)263億，人工布控車輛14.5萬輛次。緝查布控系統(tǒng)及前端卡口系統(tǒng)的建設(shè)是公路交通安全防控體系建設(shè)的重要內(nèi)容之一。

一、什么是卡口系統(tǒng)

俗稱的卡口系統(tǒng)，其學(xué)名為公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)，顧名思義，就是對在道路上行駛的車輛進(jìn)行監(jiān)測，并且記錄車輛的圖像、號牌信息，形成車輛軌跡數(shù)據(jù)。多個卡口聯(lián)網(wǎng)以后，就成為緝查布控系統(tǒng)，可以進(jìn)行車輛黑名單比對布控，進(jìn)行車輛軌跡查詢。卡口系統(tǒng)就是7★24小時、全天候在道路上幫助交警值守的“電子警察”設(shè)備。

二、從交通管理的角度分析

卡口系統(tǒng)能夠幫助交警做些什么？或者應(yīng)該具備哪些智能化的功能？

從微觀層面來講，在來來往往的車輛中，卡口系統(tǒng)能夠主動、準(zhǔn)確地幫交警發(fā)現(xiàn)所關(guān)注的車輛，比如重點(diǎn)車輛、反恐維穩(wěn)車輛；能夠發(fā)現(xiàn)各類違法嫌疑車輛，比如套牌假牌車輛，逾期未報廢、未檢驗車輛，凌晨2時-5時在道路上行駛的大客車，未按時間、線路、禁令行駛車輛。換言之，卡口系統(tǒng)要能提供每一輛車的具體信息。

從宏觀層面來講，卡口系統(tǒng)要能提供交通流量分析預(yù)警，各類通行車輛的組成，大客車、危化品車、外地車輛的比例，車輛通行速度，以及相關(guān)流量、重點(diǎn)車輛變化的情況。這些功能是建設(shè)卡口系統(tǒng)、緝查布控系統(tǒng)需要達(dá)到的目標(biāo)。但是從目前各地卡口系統(tǒng)情況看，其管理功能、智能化程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到交管業(yè)務(wù)的需求。

三、從實例分析

湖南719事故，涉及大客車凌晨2時-5時在高速公路上違規(guī)行駛。如果道路上有卡口，大客車經(jīng)過時被抓拍，系統(tǒng)就應(yīng)該發(fā)出預(yù)警。但是目前全國所有的卡口系統(tǒng)都沒有對此類情況進(jìn)行預(yù)警，交警不知道到底有沒有、有多少大客車在路上行駛。2014年西藏、甘肅的多起重特大事故。根據(jù)事故分析，近年赴西藏、甘肅旅游的人數(shù)不斷增長，反映在路面上是客運(yùn)車輛倍增。高速公路的卡口系統(tǒng)記錄了每一輛客車的信息，但是卻沒有對這些信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，沒有對變化的情況進(jìn)行提前預(yù)警。

四、從技術(shù)角度分析

卡口系統(tǒng)抓拍了一張行駛中車輛的圖片，但是沒有分析出車型，也沒有和后臺的機(jī)動車登記數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)查詢，不知道車輛基本信息、年檢情況、違法記錄等。同時，各地積累的海量機(jī)動車通行數(shù)據(jù)，都沒有進(jìn)行有效的分析。其中99%的數(shù)據(jù)都沒有被使用過。這就是一堆 “數(shù)據(jù)僵尸”。

五、從客觀角度分析

建設(shè)卡口系統(tǒng)大概已有15年，但大規(guī)模建設(shè)是最近5、6年的事情，它的應(yīng)用需要在技術(shù)發(fā)展中不斷進(jìn)步和深化。當(dāng)前，各種新的信息技術(shù)不斷的發(fā)展成熟，云計算、大數(shù)據(jù)、圖像特征識別，已經(jīng)在各個行業(yè)落地應(yīng)用。交警系統(tǒng)也需要借用先進(jìn)的信息技術(shù)來解決業(yè)務(wù)管理中的難點(diǎn)和問題，為交管工作提供新的信息支撐手段。在部交管局的領(lǐng)導(dǎo)下，無錫所和山東總隊、陜西總隊一起，使用新的信息技術(shù)，共同研究開發(fā)，基于緝查布控系統(tǒng)進(jìn)行深化的實戰(zhàn)應(yīng)用。應(yīng)用包括兩個方面，公路管控云計算平臺和卡口嫌疑車輛特征識別與預(yù)警系統(tǒng)。

（一）公路管控云計算平臺

第一個系統(tǒng)是山東總隊的緝查布控系統(tǒng)云計算平臺。

眾所周知，緝查布控系統(tǒng)能夠匯聚海量的車輛軌跡信息。全國機(jī)動車緝查布控系統(tǒng)每天匯聚6000萬-8000萬數(shù)據(jù)信息，僅山東每天上傳800萬數(shù)據(jù)。預(yù)計將來全國每天會達(dá)到3億多數(shù)據(jù)量。幾十億、幾百億的數(shù)據(jù)量用傳統(tǒng)的Oracle關(guān)系型數(shù)據(jù)庫將無法處理。使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，但是效率已經(jīng)跟不上了。因此需要采用Hadoop分布式數(shù)據(jù)庫，需要搭建云計算平臺來進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的并發(fā)處理。

山東總隊科技信息化理念超前，2013年底就開始通過云計算技術(shù)來解決公路管控中的業(yè)務(wù)問題?？傟犜朴嬎闫脚_的建設(shè)目標(biāo)是：以問題為導(dǎo)向，以需求為核心，應(yīng)用云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)，搭建山東省緝查布控系統(tǒng)云計算平臺，匯聚全省車輛軌跡數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全省道路交通管理海量數(shù)據(jù)的實時傳輸、處理、存儲及數(shù)據(jù)綜合研判分析，為準(zhǔn)確監(jiān)測公路通行狀況、精確打擊路面違法車輛、加強(qiáng)運(yùn)輸企業(yè)源頭監(jiān)管、提高執(zhí)法監(jiān)管水平等業(yè)務(wù)管理提供全新技術(shù)實現(xiàn)手段。

2014年無錫所配合山東總隊一起調(diào)研需求，聯(lián)合攻關(guān)開發(fā)軟件，9月份緝查布控系統(tǒng)云計算平臺正式使用，在全國總隊中第一個建成警務(wù)云計算平臺。

緝查布控系統(tǒng)云計算平臺硬件方面應(yīng)用了100臺X86服務(wù)器，搭建了云計算環(huán)境，來解決海量數(shù)據(jù)及圖片的存儲、復(fù)雜計算問題。其軟件方面應(yīng)用了最新的流式數(shù)據(jù)處理和分布式數(shù)據(jù)庫，來提高數(shù)據(jù)查詢檢索的效率。

云平臺是對卡口采集的每一輛過車數(shù)據(jù)，以山東省每天上傳800萬數(shù)據(jù)為例，首先進(jìn)行預(yù)先處理，關(guān)聯(lián)后臺六合一平臺，進(jìn)行實時的分類處理。大客車、?；奋嚒⑦`法嫌疑車輛、外地車、沒有號牌的車、特定號牌的車輛都可以進(jìn)行分別歸類、存儲和統(tǒng)計。同時還能夠計算各類車輛的通行速度，生成新的數(shù)據(jù)信息。再基于這些信息進(jìn)行分析研判和預(yù)警處理。

目前，山東總隊?wèi)?yīng)用的云計算平臺主要功能包括重點(diǎn)車輛監(jiān)管、分析研判、執(zhí)勤執(zhí)法等方面，各項軟件功能共有120多項。以重點(diǎn)車輛監(jiān)管為例進(jìn)行詳細(xì)介紹。

因為進(jìn)行了事前的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)處理，在全省道路行駛的大客車、危化品車、校車等重點(diǎn)車輛的軌跡信息就有清楚詳細(xì)的記錄。幾點(diǎn)幾分在哪一個路段通過，圖片、文本信息都一目了然。

某一輛重點(diǎn)車輛在全省的通行軌跡也可以在電子地圖上畫出來。時間、地點(diǎn)、道路、路線等信息能夠全部記錄并回放。

對某一類重點(diǎn)車輛，如危化品車。全省各個地市每一天、一段時期內(nèi)，經(jīng)過的?；奋嚨目倲?shù)也全部可以統(tǒng)計出來了。

關(guān)于?；奋嚨慕y(tǒng)計分析，其它的大客車、校車、貨車等重點(diǎn)車輛都可以做到。而且可以進(jìn)一步細(xì)化，本地、外地的車輛，重點(diǎn)、普通車輛。

另外，這些重點(diǎn)車輛的違法行為也可以計算出來。具體是哪輛車，省內(nèi)、省外、公路客運(yùn)、旅游客運(yùn)，都可以列出明細(xì)，顯示具體的圖片信息。系統(tǒng)還設(shè)置了預(yù)警功能，預(yù)警出來的信息都會通過云計算平臺下發(fā)給各個支隊緝查布控系統(tǒng)，通知交警去處理。

同樣，在這些重點(diǎn)車輛里，有一些是逾期未報廢的車輛還在道路上行駛也可以統(tǒng)計出來。而且每一輛車只要被預(yù)警，車輛的通行信息照片都會集中存儲到總隊云計算平臺里。

除了與六合一平臺關(guān)聯(lián)外，還可以通過車和人、車和車進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)一些新的問題。關(guān)聯(lián)車和車主，發(fā)現(xiàn)了一些車主駕駛證滿12分、被扣證、被吊銷的還在駕駛車輛。這些車主駕駛車輛時的照片，以及關(guān)聯(lián)的駕駛?cè)藬?shù)據(jù)庫、人口數(shù)據(jù)庫里的駕駛?cè)苏掌M(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。

車和車的關(guān)聯(lián)分析，可以劃定兩個卡口之間設(shè)定一個路段，對通過這一個路段的所有車輛，計算出車輛行駛的平均速度。再通過大數(shù)據(jù)分析車輛行駛速度的分布。如果超速的車輛比較多，系統(tǒng)會發(fā)出預(yù)警，提醒民警加強(qiáng)此路段的管理。當(dāng)然如果速度比較慢，通行不暢通，需要進(jìn)一步分析原因。

但是如果速度太快，可能就不是同一個車了。雖然兩輛車的品牌型號、顏色都是一樣的，其中肯定有一輛車是套牌的。系統(tǒng)也會發(fā)出預(yù)警。卡扣系統(tǒng)啟用第一天，執(zhí)勤民警就發(fā)現(xiàn)臨沂魯達(dá)汽車運(yùn)輸有限公司有多輛車都存在套牌情況。

截至目前，山東緝查布控與計算平臺累計上傳車輛信息19.8億條，比對發(fā)出預(yù)警746.9萬次，涉及車輛45.4萬輛。取得了較好的效果。其中，發(fā)現(xiàn)上路行駛逾期未年檢車輛21.7萬輛，預(yù)警471萬次；發(fā)現(xiàn)上路行駛逾期未報廢車輛6207輛，預(yù)警6.8萬次；發(fā)現(xiàn)駕駛證注銷吊銷撤銷19人、暫扣、滿分107人，預(yù)警964次；發(fā)現(xiàn)凌晨2時-5時上路行駛的大客車1559輛，預(yù)警2.6萬次。

（二）卡口嫌疑車輛特征識別與預(yù)警系統(tǒng)

公安部交通管理科學(xué)研究所和陜西、山東總隊聯(lián)合研發(fā)了卡口嫌疑車輛特征識別與預(yù)警系統(tǒng)。

當(dāng)前，道路上大量的套牌假牌、已經(jīng)報廢的違法車輛在行駛，有的車輛上道路行駛時，故意涂改遮擋號牌，逃避處罰。而這類違法目前主要靠人工去篩選圖片、攔截車輛，還缺乏有效的科技手段，來實現(xiàn)對這些違法嫌疑車輛的主動發(fā)現(xiàn)和精確打擊。

無錫所按照部交管局的要求，調(diào)研國內(nèi)多家從事車輛圖像識別的專業(yè)廠家，組織聯(lián)合公關(guān)，研發(fā)了基于卡口圖像的違法車輛特征識別與預(yù)警系統(tǒng)。在陜西總隊大力支持下，在陜西寶雞進(jìn)行不斷的完善優(yōu)化，應(yīng)用成果非常顯著。目前已經(jīng)在山東德州、泰安、江蘇無錫、南通、浙江寧波、陜西渝臨、新疆高等級公路支隊等地安裝使用。

目前，一般卡口只能識別車輛的號牌號碼，通過合作集成多個廠家的圖像識別算法，對卡口抓拍的車輛圖像進(jìn)行二次識別后，不僅能夠識別號牌號碼，還能夠識別車輛型號、品牌及子品牌、車身顏色，并實時與后臺的機(jī)動車登記數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。

套牌緝查

經(jīng)過圖像識別和數(shù)據(jù)比對以后，交警就能確認(rèn)車輛的一些違法行為。如果對識別出的車輛品牌與數(shù)據(jù)庫不一致，就是套牌車。如果車輛號牌號碼數(shù)據(jù)庫里沒有，就是假牌車。通過查詢數(shù)據(jù)庫，報廢期限已過的，還在行駛的就是報廢車。同樣，還便于交警判斷出凌晨2時-5時行駛的大客車、大貨車上高架路行駛、單雙號限行的違法行為等等。

各支隊組織打擊套牌假牌車的專項行動期間，部分支隊只查處了幾十輛套牌假牌車。其原因是缺少科技手段去自動發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在，卡口嫌疑車輛特征識別與預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)啟用，可以基本實現(xiàn)違法車輛上路，經(jīng)過卡口就被發(fā)現(xiàn)。

這些套牌假牌車?yán)?，有一些是車主故意遮擋號牌，系統(tǒng)預(yù)警以后，發(fā)現(xiàn)有故意遮擋粘貼嫌疑的，結(jié)合人工查詢確認(rèn)，就能發(fā)現(xiàn)偽造、變造號牌車輛。

綜合幾個地方的系統(tǒng)預(yù)警數(shù)據(jù)的假牌套牌數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計計算。結(jié)果顯示，假套牌車輛數(shù)量除以經(jīng)過卡口的總車輛數(shù)，套牌車占0.1%-0.2%；，1千輛車?yán)镉?-2輛；假牌車占0.2%-0.3%，1千輛車?yán)镉?-3輛。外地車假套牌的比例是本地車的2倍。那么這些數(shù)據(jù)是否可靠，可用同樣的統(tǒng)計方法，卡口預(yù)警的逾期未檢驗車輛為1.67%，綜合應(yīng)用平臺中逾期未檢驗的汽車比例為2.43%。數(shù)據(jù)比較可靠。

陜西寶雞支隊建立了緝查布控業(yè)務(wù)工作機(jī)制，系統(tǒng)預(yù)警后，由指揮中心人員確認(rèn)并通過電臺通知路面攔截處置。截止目前，共識別車輛圖片1724萬張，發(fā)出預(yù)警28215次；指揮中心發(fā)出攔截指令1535次，路面民警成功攔截處置假牌套牌車123輛、逾期未檢驗車輛928輛、逾期未報廢車輛48輛；通過審核確認(rèn)偽造、變造機(jī)動車號牌違法行為842起，已處理104起。涉毒駕駛、涉案車輛 31起。