李旭芳，蘇敏咸，王松輝，葉文菁

(廈門衛(wèi)星定位應用股份有限公司，福建 廈門 361000)

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和國際地位的提高，各類國際、國內(nèi)重大會議及大型活動越來越多，交通安保工作已成為重大會議及大型活動安保工作的重要組成部分[1]。由于交通安保工作往往具有時間緊、任務(wù)多、線路長、涉面廣、強度高、變化快、影響大等特點，傳統(tǒng)信息化手段難以很好地支撐交通安保工作，往往通過投入大量人力并采用大范圍交通管控方式來完成[2-7]。因此,高效利用城市豐富的交通數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建一套體系化的交通安保指揮平臺，對保障城市交通的安全、順暢、高效具有重要現(xiàn)實意義[8-10]。

本文將大型活動交通安保需求與大數(shù)據(jù)進行契合，研發(fā)針對大型活動的交通安保大數(shù)據(jù)指揮平臺，利用大數(shù)據(jù)監(jiān)測交通安保工作的各個環(huán)節(jié)：事前利用大數(shù)據(jù)對交通安全隱患進行全方位排查、及時發(fā)現(xiàn)安全隱患、將安全事故扼殺在萌芽狀態(tài)，規(guī)劃好活動的交通組織方案和安全警衛(wèi)路線，對存在安全隱患的車輛進行實時監(jiān)測，開展及時預警布控工作；事中對重點車輛、船舶進行位置預測，對非法闖入管制區(qū)域進行告警，排除可能隱患，同時為特定對象出行提供安全的警衛(wèi)路線，實現(xiàn)全程直觀可視化指揮，監(jiān)測各警衛(wèi)任務(wù)執(zhí)行情況，預測任務(wù)可能出現(xiàn)的情況，預警可能發(fā)生的沖突，達到多任務(wù)可視化、扁平化、一體化指揮調(diào)度；事后對活動全過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行全方面分析、研判、回放、點評和歸檔。平臺不僅能適用大型活動，同時也能應用于日常的交通保障、勤務(wù)督導、監(jiān)控指揮、公眾出行等工作，滿足平戰(zhàn)結(jié)合的要求，強化交通安保工作，提供指導，提高指揮效能。

1 平臺架構(gòu)

大型活動的交通安保大數(shù)據(jù)指揮平臺采用高性能大數(shù)據(jù)分布式架構(gòu)技術(shù)，提供大數(shù)據(jù)應用的數(shù)據(jù)匯聚、清洗、脫敏、存儲、整合與處理、分析挖掘算法、數(shù)據(jù)可視化等完整功能，針對交通安保海量數(shù)據(jù)實時處理要求，研發(fā)高性能和高可靠性的通信框架，實現(xiàn)PB級海量實時數(shù)據(jù)匯聚。業(yè)務(wù)上運用大數(shù)據(jù)和可視化技術(shù)，按照“事前預防、事中跟蹤、事后研判”的流程，提供道路、警衛(wèi)及水上交通的安全保障方案，構(gòu)建了一套全資源、全程跟隨、全周期交通安保的大數(shù)據(jù)分析應用體系。平臺的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 基于軌跡大數(shù)據(jù)的秒級時空預測預警及定位缺失的智能切換技術(shù)

應用突變理論思想，搭建時空預測及預警模型[11]，在事中多任務(wù)執(zhí)行過程中提供強大的秒級時空預警功能，包括車隊過近預警、支線并入主線預警、東西交匯預警。在多源定位數(shù)據(jù)融合匯聚技術(shù)基礎(chǔ)上提供完善的定位缺失智能切換：任務(wù)虛擬現(xiàn)實模擬、警衛(wèi)線路補線、人工標繪、主備引導車切換、人車船切換等多套方案。

2.2 交通安保大數(shù)據(jù)資源整合及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)

按照大數(shù)據(jù)的體系架構(gòu)匯聚集成交通安保數(shù)十類資源[12]，建立陸上和水上交通的各類數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，挖掘分析基礎(chǔ)支撐模塊，分析數(shù)據(jù)之間的潛在關(guān)聯(lián)，通過最優(yōu)匹配算法實現(xiàn)智能線路規(guī)劃和資源優(yōu)配，實現(xiàn)警衛(wèi)任務(wù)執(zhí)行過程中視頻與信號燈的無縫跟蹤跟隨。

2.3 大數(shù)據(jù)分析預測智能保障方案

通過對歷史事故數(shù)據(jù)的時空分析，結(jié)合當前高質(zhì)量的流量等劇變數(shù)據(jù)，研發(fā)預警算法，對重點路段、快速路交通異常事件進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)異常事件實時報警。應用時空間隔排查法等智能分析方法[13]分析人車船的行為規(guī)律，預測人車船下個關(guān)鍵點位置，為大型活動安保的車輛稽查、漁船排查提供助力[14]。通過隱患點分析、警衛(wèi)路線分析、報信點分析、沖突分析、時間分析、車輛漁船行駛軌跡預測、道路流量/車速/路況預測[15]等方式，為大型活動提供智能高效的保障。

2.4 大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

通過擴展成熟可視化分析顯示組件功能，實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)可視化、自服務(wù)式報表設(shè)計、數(shù)據(jù)挖掘分析和海量數(shù)據(jù)GIS分析展現(xiàn)[16]，以時空為維度實現(xiàn)整個交通安保全過程的全要素/全過程展示、資源動態(tài)分布展示、軌跡動態(tài)變化展示及預測預警展示，達到大數(shù)據(jù)的高性能快速美觀展示。

3 功能設(shè)計與開發(fā)

3.1 數(shù)據(jù)資源匯聚

平臺匯聚整合各類交通安保等數(shù)十類數(shù)據(jù)，如警力、警情、警車、圖傳視頻、路面視頻、車輛數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)、信號燈數(shù)據(jù)、警衛(wèi)預案、漁船數(shù)據(jù)，形成視頻庫、軌跡庫、警務(wù)安保庫、交通庫、地圖庫、漁船庫，利用海量數(shù)據(jù)存儲以及快速查詢技術(shù)，提供警衛(wèi)任務(wù)全過程實時調(diào)閱并控制各類資源，實現(xiàn)交通安保過程中“人、車(船)、卡、路、視頻、信號燈”等各類資源一張圖的集成化管控。

3.2 事前預防決策優(yōu)化

平臺基于海量交通安保數(shù)據(jù)匯聚與分析，在事前提供從業(yè)人員審查、重點車輛稽查、小漁船排查等交通安保隱患排查，通過交通警衛(wèi)優(yōu)化決策模塊提供警衛(wèi)預案的隱患沖突分析、路線智能規(guī)劃匹配優(yōu)化、預案推演及演練仿真來不斷優(yōu)化預案，同時平臺提供交通出行預報，為活動期間民眾出行提供建議(見圖2)。

圖2 事前預防與規(guī)劃功能結(jié)構(gòu)

3.3 事中可視化指揮調(diào)度

平臺在大型活動過程中提供了交通警衛(wèi)的指揮調(diào)度、全市交通運力調(diào)度與客流疏散，以及秒級時空預測預警功能。通過高性能并發(fā)處理運算，基于自主研發(fā)的視頻智能匹配模型，對線路上的視頻與警車定位實時變化運算，以“一圖一屏一表”方式快速可視化實時展示任務(wù)中的車隊狀態(tài)、進程、順序、周邊隱患風險、信號燈態(tài)，智能時空預警來保障車隊禮儀及安全，同時平臺提供軌跡智能補線、主備引導車切換、人車切換等多套警衛(wèi)監(jiān)控智能切換應急方案。針對大型活動的全市交通運力平臺提供實時監(jiān)測、重點區(qū)域運力調(diào)度疏散以及交通事件處置的應急指揮和協(xié)調(diào)聯(lián)動、快速處置。平臺特色的時空預測預警模型，提供非法營運車輛闖入預警與布控、多趟次警衛(wèi)任務(wù)的秒級時空預警、水上船舶非法闖入的高效預警(見圖3)。

圖3 事中可視化指揮調(diào)度功能結(jié)構(gòu)

3.4 事后研判分析歸檔

通過事后研判分析，對活動期間全市交通的總體情況進行分析，同時針對交通管控的周邊路況、活動期間的交通事故、社會面疏散、交通影響情況進行分析，并將整個活動從事前、事中、事后的所有數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)歸檔，進一步優(yōu)化方案，同時作為交通安保大數(shù)據(jù)支撐數(shù)據(jù)以及經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

圖4 事后研判分析歸檔功能結(jié)構(gòu)

4 應用實例

平臺成功應用到廈門金磚峰會、海峽論壇、廈門98投洽會等大型活動中，特別在金磚峰會期間，在交通安全隱患排查與預防、事前規(guī)劃、指揮調(diào)度、工作優(yōu)化改善、交通疏導等方面發(fā)揮重要作用。如運用該平臺對存在安全隱患的車輛進行排查，每天推送違反交通管制的車輛2 000輛以上，找出無牌車、套牌車、違法運營車輛、高發(fā)違法車輛、不明外地車輛、違反交通管制車輛、越界營運車船等，通過實時預警和軌跡預測功能進行布控抓捕；運用該平臺對全市交通從業(yè)人員進行多維度排查審查，金磚峰會前審查達12萬人次，排查出近萬人次不合規(guī)或存在安全隱患人員；交通管制后啟用平臺監(jiān)測和預警營運車輛進入一級管控區(qū)域2 739次，發(fā)現(xiàn)并處置漁船違規(guī)越界事件168起；運用平臺制定警衛(wèi)路線方案不斷推演優(yōu)化，金磚期間圓滿完成數(shù)百趟次交通警衛(wèi)保障任務(wù)，利用“秒級實時時空預警”功能科學控制車隊車速和車距，避免17次的潛在車隊沖突，全面保障金磚峰會等交通保障和警衛(wèi)任務(wù)的圓滿完成。

5 結(jié)束語

大型活動的交通安保大數(shù)據(jù)指揮平臺基于高性能大數(shù)據(jù)分布式架構(gòu)，匯集海量交通和安保數(shù)據(jù)，提供了體系化的“事前預防規(guī)劃、事中可視化指揮、事后分析研判”全過程大數(shù)據(jù)應用服務(wù)，構(gòu)建了國內(nèi)領(lǐng)先、覆蓋全資源、全生命周期的可視化、扁平化的交通安保大數(shù)據(jù)平臺。平臺除了保障大型活動交通安全順暢、大幅提高交通安保工作效率和減少工作量外，同時可減少大型活動對公眾出行影響，做到大型活動和社會交通并重，為城市交通和民眾的交通出行提供便利，將大型活動交通安保工作對交通影響降到最低。未來可引入更多人工智能技術(shù)貫穿于整個事前、事中、事后全過程，實現(xiàn)安保指揮平臺的全智能化，進一步提高工作效率和工作準確率，減輕工作量，更好地保障大型活動能夠全過程地順利完成。