薛寶華，史 巖

(北京市公安局公安交通管理局，北京 100037)

0 引言

近年來，北京市委、政府乃至中央對(duì)通州的發(fā)展戰(zhàn)略和職能做出一系列的指示，提出“聚焦通州戰(zhàn)略，打造功能完備的城市副中心”的目標(biāo)，要求其要積極融入首都發(fā)展大局，要擔(dān)起承接與疏解首都城市的雙重責(zé)任，要構(gòu)建清新明亮、多組團(tuán)集約緊湊發(fā)展的生態(tài)城市布局，要著力打造國(guó)際一流、和諧宜居之都示范區(qū)、新型城鎮(zhèn)化示范區(qū)、京津冀區(qū)域協(xié)同發(fā)展示范區(qū). 通州以大運(yùn)河為骨架，沿六環(huán)路為創(chuàng)新發(fā)展軸，依托水網(wǎng)、綠網(wǎng)和路網(wǎng)構(gòu)建12個(gè)民生共享組團(tuán)，形成了“一帶一軸多組團(tuán)”的空間格局，并將水城共融、藍(lán)綠交織、文化傳承作為城市特色，努力塑造活力之城、生態(tài)之城、智慧之城、人文之城、幸福之城的美好形象.

通州作為北京城市副中心履行其對(duì)接中心城區(qū)功能和疏解首都交通功能的示范帶動(dòng)作用，形成配套完善的城市綜合功能離不開智能化交通管理設(shè)施，構(gòu)建智慧交通管理系統(tǒng)已是城市發(fā)展所需.

目前，國(guó)內(nèi)外城市智能交通系統(tǒng)已得到較快發(fā)展. 在國(guó)外，日本有先進(jìn)的交通控制系統(tǒng)UTMS’21和實(shí)時(shí)交通信息服務(wù)系統(tǒng)(vehicle information and communication system,VICS)；德國(guó)的智能交通系統(tǒng)在交通控制中心建設(shè)，及中心配套的各種應(yīng)用系統(tǒng)上較為先進(jìn)；美國(guó)有先進(jìn)的跨部門協(xié)作的交通管理系統(tǒng)，以美國(guó)東部地區(qū)的I—95號(hào)州際高速公路形成的I—95通道聯(lián)盟和休斯頓交通管理中心(TranStar)為代表[1]. 在國(guó)內(nèi)，以深圳、杭州、貴陽、青島為例. 深圳市交管部門已經(jīng)建成“一個(gè)平臺(tái)、八大系統(tǒng)”的智能交通管理系統(tǒng)；自1998年,杭州市交警支隊(duì)根據(jù)自身的特點(diǎn)開始了交通事故處理、交通信息采集和交通控制等領(lǐng)域的智能化改造；貴陽市智能交通系統(tǒng)從2009年開始建設(shè)，已建成具有直觀交通監(jiān)控、自適應(yīng)信號(hào)控制、交通仿真、非現(xiàn)場(chǎng)違法抓拍、過車抓拍、交通信息實(shí)時(shí)采集[2]、交通信息發(fā)布[3]、停車場(chǎng)管理[4]等功能的智能監(jiān)控指揮系統(tǒng)體系；近幾年，青島市智能交通系統(tǒng)已經(jīng)建立一個(gè)數(shù)據(jù)中心、三個(gè)平臺(tái)、八大系統(tǒng).

國(guó)內(nèi)外智能交通系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為5個(gè)方面：打破行政與技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)交通大數(shù)據(jù)的開放與共享[5]；大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)；智能交通管理系統(tǒng)的集成性、預(yù)測(cè)性、主動(dòng)性、實(shí)時(shí)性提高[6]；有效改善數(shù)據(jù)利用程度低、系統(tǒng)智能化水平低的狀態(tài)[7]；建立“數(shù)據(jù)+情報(bào)”為特征的勤務(wù)模式.

1 系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀、需求及面臨的挑戰(zhàn)

1.1 城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

通州智能交通管理系統(tǒng)較為單一，智能化水平低，具體內(nèi)容如圖1所示.

圖1 通州智能交通管理系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

1) 通州支隊(duì)指揮中心

通州支隊(duì)指揮大廳套內(nèi)面積為90 m2，高度約4 m，坐席共分3排14個(gè)坐席. 建設(shè)有指揮監(jiān)控大屏顯示系統(tǒng)，共有24塊42寸大屏，為4×6排列.

2) 交通檢測(cè)設(shè)備

安裝有微波檢測(cè)器81套、氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備2套，主要安裝在高速公路.

3) 信號(hào)控制系統(tǒng)及設(shè)備

共有366處信號(hào)燈,其中市交管局產(chǎn)權(quán)和負(fù)責(zé)維護(hù)的有281處，通州區(qū)產(chǎn)權(quán)和負(fù)責(zé)維護(hù)的有85處.

4) 視頻監(jiān)控設(shè)備和電子警察設(shè)備

基本共用信號(hào)控制系統(tǒng)的視頻檢測(cè)器或共享市公安分局的視頻監(jiān)控.

5) 交通誘導(dǎo)系統(tǒng)

安裝有17塊室外顯示屏，由通州支隊(duì)負(fù)責(zé)顯示屏的數(shù)據(jù)接入和信息發(fā)布.

綜上，通州的交通管理系統(tǒng)比較落后，缺少智慧交通頂層規(guī)劃與設(shè)計(jì)，缺少現(xiàn)代化智慧交通指揮中心及平臺(tái)，缺少交通數(shù)據(jù)中心，且數(shù)據(jù)信息共享度低.

1.2 城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)建設(shè)需求分析

目前，通州道路交通環(huán)境日趨復(fù)雜，交通流量不斷增加，急需智能化的交通管理系統(tǒng)解決其交通需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要.

1) 交通特性變化需求

隨著通州新城的建設(shè)，城內(nèi)交通流會(huì)急劇增加. 截止2015年末，全區(qū)常住人口約133.5萬人，區(qū)內(nèi)工作人口約37.5萬人. 據(jù)統(tǒng)計(jì)燕郊地區(qū)日跨區(qū)出行約25萬人次，日均進(jìn)京車輛約2.4萬輛. 通州區(qū)與燕郊地區(qū)間的出行以過境交通為主，其中15.7%為燕郊進(jìn)入通州內(nèi)出行，84.3%為通過通州區(qū)進(jìn)入中心城區(qū)的過境出行，且通勤交通潮汐性明顯如圖2所示.

通州區(qū)內(nèi)部出行量約為322萬人次/d，其中新城內(nèi)出行占區(qū)內(nèi)總出行的60%，約56%的出行距離在5 km內(nèi)，且過境交通與通州內(nèi)部交通重疊嚴(yán)重如圖3所示，給新城交通帶來巨大的壓力.

2) 智慧化交通管理需求

由于城市缺少交通信息實(shí)時(shí)發(fā)布系統(tǒng)，對(duì)于突發(fā)事件、事故、擁堵、惡劣天氣等信息無法進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)布，無法實(shí)時(shí)了解信號(hào)燈的工作狀態(tài)，無法做到道路交通的實(shí)時(shí)監(jiān)控、全程覆蓋，使得城區(qū)車輛亂穿行、亂插隊(duì)、亂停亂放、違停等現(xiàn)象普遍發(fā)生，交通擁堵嚴(yán)重，且交通管理執(zhí)法方式單一.

圖3 通州區(qū)內(nèi)部交通出行分布

3) 交通大數(shù)據(jù)共享及挖掘應(yīng)用需求

現(xiàn)代化高效的交通管理，亟需打破部門數(shù)據(jù)孤島，整合交通大數(shù)據(jù)，綜合制定智能化交通解決方案，建設(shè)統(tǒng)一的跨部門、跨系統(tǒng)的交通大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交換，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘分析，拓展交通應(yīng)用，唯有這樣才能發(fā)揮出通州作為城市副中心的作用，真正實(shí)現(xiàn)中心區(qū)與副中心的資源共享.

4) 交通管理機(jī)制體制建設(shè)需求

北京城市副中心建設(shè)定位“世界眼光、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)內(nèi)一流、中國(guó)特色”，北京4套班子和委辦局將全部入駐通州，屆時(shí)通州將成為集城市辦公和服務(wù)于一體的宜居生態(tài)的國(guó)際新城. 基于城市副中心的定位和功能，需要對(duì)城市副中心的交通管理機(jī)制體制建設(shè)進(jìn)行研究.

1.3 城市副中心智慧交通建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

1) 在京津冀一體化背景下，通州成為北京城市副中心，其交通需求、交通特性及交通出行發(fā)生巨大變化，如何更好地管理城市副中心的動(dòng)靜態(tài)交通，協(xié)調(diào)自身與主中心的交通聯(lián)系是系統(tǒng)建設(shè)面臨的巨大挑戰(zhàn).

2) 北京城市副中心作為京津冀發(fā)展“一軸兩翼”中的一翼，定位之高、功能之強(qiáng)，如何建立新老城統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理體制是系統(tǒng)建設(shè)面臨的巨大挑戰(zhàn).

3) 在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能等新技術(shù)日益發(fā)展與應(yīng)用的背景下，如何把新技術(shù)與交通管理需求相結(jié)合，建設(shè)滿足需求、功能先進(jìn)、國(guó)際一流的智慧交通管理系統(tǒng)是系統(tǒng)建設(shè)面臨的巨大挑戰(zhàn).

2 系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)及規(guī)劃思路

2.1 城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)

北京城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)發(fā)展理念為“智慧、綠色、人本、創(chuàng)新、共享、協(xié)調(diào)”，其總體目標(biāo)是建設(shè)國(guó)際一流標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)對(duì)需求變化、符合城市定位的系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下：

1) 實(shí)現(xiàn)城市副中心跨部門、跨區(qū)域、跨行業(yè)交通大數(shù)據(jù)整合共享、挖掘應(yīng)用、研判預(yù)警.

2) 建設(shè)集狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、態(tài)勢(shì)動(dòng)態(tài)分析、異常智能預(yù)警、應(yīng)急可視指揮、管理科學(xué)精細(xì)、信息精準(zhǔn)發(fā)布、設(shè)備全生命周期管理的智慧化系統(tǒng).

3) 確立城市主副中心統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理的發(fā)展新模式及體制機(jī)制.

2.2 城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)規(guī)劃思路

本系統(tǒng)規(guī)劃主要從“業(yè)務(wù)引領(lǐng)技術(shù)、大交通多維度、大情報(bào)小行動(dòng)扁平勤務(wù)、系統(tǒng)級(jí)的精細(xì)管控、精準(zhǔn)實(shí)時(shí)信息服務(wù)”5個(gè)方面考慮.

1) 業(yè)務(wù)引導(dǎo)技術(shù)

本次智慧交通系統(tǒng)規(guī)劃從交通管理的業(yè)務(wù)需求出發(fā)，設(shè)計(jì)滿足北京城市副中心業(yè)務(wù)實(shí)際需求的系統(tǒng)，為保證系統(tǒng)功能的先進(jìn)性及系統(tǒng)性能的優(yōu)化，采用最新的匹配技術(shù).

2) 大交通多維度

為實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的精確管理，從車輛運(yùn)行到車輛停放進(jìn)行多維度的全面信息采集，并從交通管理、交通治安的角度進(jìn)行考慮，設(shè)置多級(jí)卡口實(shí)現(xiàn)車輛的多維度監(jiān)管.

3) 大情報(bào)小行動(dòng)扁平勤務(wù)

利用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和提煉，轉(zhuǎn)換成情報(bào)，對(duì)交通態(tài)勢(shì)進(jìn)行研判，對(duì)交通事件進(jìn)行預(yù)警，對(duì)交通違法進(jìn)行精準(zhǔn)定位，把情報(bào)直接發(fā)送給執(zhí)勤民警，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)行動(dòng)和扁平化指揮.

4) 系統(tǒng)級(jí)的精細(xì)管控

城市交通的管控要從系統(tǒng)級(jí)別整體考慮，針對(duì)城市出行的問題，從動(dòng)態(tài)交通組織、智能信號(hào)控制、交通信息誘導(dǎo)、交通方案評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行體系管控.

5) 精準(zhǔn)實(shí)時(shí)信息服務(wù)

利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交通出行的一體化服務(wù)及交通出行信息的實(shí)時(shí)服務(wù)，并提供出行點(diǎn)到點(diǎn)的精準(zhǔn)信息服務(wù).

在滿足上述規(guī)劃思路的基礎(chǔ)上，為保障系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)和滿足交通管理需求，本次規(guī)劃方向如圖4所示.

圖4 城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)規(guī)劃方向

3 系統(tǒng)功能及設(shè)計(jì)

3.1 城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)總體規(guī)劃方向

按照北京市交管部門《新一代智慧交通管理科技發(fā)展規(guī)劃綱要》，未來北京市交管部門將構(gòu)建“一云、一中心、三張網(wǎng)絡(luò)、五大綜合應(yīng)用”新的智慧交通管理科技信息化體系架構(gòu)如圖5所示.

圖5 北京智慧交通管理科技信息化體系架構(gòu)

城市群、都市圈發(fā)展背景下，北京城市主副中心應(yīng)該站在一體化及協(xié)同共享的角度考慮智慧交通系統(tǒng)的構(gòu)成，重點(diǎn)考慮多方式立體化交通數(shù)據(jù)采集共享、交通大數(shù)據(jù)融合及交通特征數(shù)據(jù)提取、系統(tǒng)軟硬件資源云化管理、交通態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交通問題自動(dòng)診斷交通對(duì)策方案自動(dòng)生成、智能化可視化指揮調(diào)度、主副中心一體化智能管控、一站式出行服務(wù)7個(gè)方面內(nèi)容如圖6所示.

3.2 城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

依據(jù)城市副中心的職能和交通發(fā)展需求，對(duì)系統(tǒng)的總體架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容如圖7所示.

圖6 城市群、都市圈發(fā)展背景下北京城市主副中心智慧交通系統(tǒng)重點(diǎn)內(nèi)容

圖7 北京城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

1) 數(shù)據(jù)采集及共享層

數(shù)據(jù)采集及共享層是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其采集的各類信息可為系統(tǒng)應(yīng)用提供信息來源，數(shù)據(jù)采集及共享層主要構(gòu)筑以檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)和外部共享數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的多源信息采集系統(tǒng).

2) 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

網(wǎng)絡(luò)傳輸層負(fù)責(zé)采集設(shè)備的接入及將采集的數(shù)據(jù)的高效、實(shí)時(shí)的傳輸?shù)綌?shù)據(jù)共享平臺(tái)層，以便服務(wù)于各平臺(tái)業(yè)務(wù)應(yīng)用.

3) 數(shù)據(jù)共享平臺(tái)層

數(shù)據(jù)共享平臺(tái)層包括數(shù)據(jù)采集接入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析. 數(shù)據(jù)采集接入是通過制定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的接口，實(shí)現(xiàn)不同來源、不同結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的接入；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是根據(jù)不同的數(shù)據(jù)類型采用不同的存儲(chǔ)方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)分析是采用大數(shù)據(jù)云環(huán)境支撐平臺(tái)構(gòu)建技術(shù)，集成應(yīng)用Hadoop技術(shù)、流式數(shù)據(jù)處理引擎、分布式消息隊(duì)列等相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的處理、建模、數(shù)據(jù)深度挖掘及可視化展示等.

4) 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

通過對(duì)跨地域、跨行業(yè)、跨部門的海量交通數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，搭建大數(shù)據(jù)研判分析、智慧交通綜合管控、綜合交通信息服務(wù)、智慧信號(hào)控制、智慧停車、智慧運(yùn)維等業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)，為交通管理人員提供業(yè)務(wù)應(yīng)用功能.

5) 用戶層

用戶層是智慧交通管理系統(tǒng)的主要應(yīng)用單位及個(gè)人，主要包括政府部門、行業(yè)管理人員、企業(yè)、社會(huì)公眾等，為他們提供多元化的交通信息服務(wù).

6) 信息化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

制定智慧交通管理系統(tǒng)后臺(tái)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)查詢接口等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高智慧交通管理系統(tǒng)的開放性和兼容性.

7) 網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障體系

為保障智慧交通管理系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，建立和實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)應(yīng)用安全等的安全防范和保障體系.

此外，在城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)建設(shè)上，本文對(duì)系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)、物理架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)如圖8、圖9和圖10所示.

3.3 城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)功能及實(shí)施

北京城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)的核心功能包括六大主題，29個(gè)功能如圖11所示. 六大主題分別為數(shù)據(jù)共享研判、可視化集成指揮[8]、協(xié)同信號(hào)控制、實(shí)時(shí)信息服務(wù)、精準(zhǔn)勤務(wù)及督導(dǎo)、云端運(yùn)維管理.

圖8 北京城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖

圖9 北京城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)圖

圖10 通州智慧交通管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖11 城市副中心智慧交通管理系統(tǒng)核心功能

本系統(tǒng)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，既需要跨部門、跨區(qū)域的協(xié)作，又要統(tǒng)籌好基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用支撐、業(yè)務(wù)應(yīng)用等各個(gè)層面的系統(tǒng)建設(shè). 因此，根據(jù)信息化建設(shè)的規(guī)律，需要對(duì)各部分建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，具體實(shí)施安排如下：

第1階段，按照“四同步”(同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)，同步使用)工作機(jī)制，完成北京城市副中心辦公區(qū)(6 km2)及其配套發(fā)展區(qū)(9 km2的智慧交通管理科技系統(tǒng)建設(shè)，同時(shí)完成系統(tǒng)總體規(guī)劃.

第2階段，繼續(xù)推進(jìn)“四同步”工作機(jī)制，以副中心道路新建、改建和擴(kuò)建為契機(jī)，全面推進(jìn)城市副中心新城155 km2智慧交通管理科技系統(tǒng)建設(shè).

第3階段，重點(diǎn)推進(jìn)副中心新城155 km2智慧交通管理科技系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)，向通州全境輻射，京津冀臨近區(qū)縣實(shí)現(xiàn)信息互通.

4 結(jié)束語

本文從北京市副中心交通管理系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀、需求及面臨的挑戰(zhàn)出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)明確系統(tǒng)規(guī)劃思路和規(guī)劃方向，在系統(tǒng)總體規(guī)劃方向的前提下提出系統(tǒng)的總體架構(gòu)、邏輯架構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠有效地建立符合國(guó)際一流標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)對(duì)需求變化、符合城市定位的城市副中心智慧交通管理系統(tǒng).

結(jié)合通州的區(qū)域發(fā)展規(guī)劃及目前的智慧交通管理發(fā)展趨勢(shì)，通州智慧交通管理系統(tǒng)未來的發(fā)展展望可以概括為以下3個(gè)方面：

1)交通大數(shù)據(jù)的共享及挖掘利用. 北京市副中心只有打破數(shù)據(jù)共享的壁壘，實(shí)現(xiàn)交通數(shù)據(jù)的共享和多源數(shù)據(jù)的深度融合，才能產(chǎn)生1+1>2的效果.

2)共享經(jīng)濟(jì)與需求響應(yīng)服務(wù)的普及. 隨著多種共享出行服務(wù)的發(fā)展，對(duì)智慧交通管理系統(tǒng)提出更高的要求，因此在管理系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)該考慮將不同的共享出行系統(tǒng)納入到管理范圍.

3)基于人工智能、車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用普及，通過人臉識(shí)別、語音識(shí)別等技術(shù)，未來出行者方式更加多樣，交通管理者執(zhí)法方式也多樣化，進(jìn)而全方位地提高交通管理的效率.