基于警务位置云平台的城市交通管理与服务体系研究

罗由平周召敏周 桐刘 婷

（1.重庆市公安局北碚区分局，重庆 400700；2.重庆工程职业技术学院信息工程学院，重庆 402260）

基于警务位置云平台的城市交通管理与服务体系研究

罗由平1周召敏1周 桐2刘 婷1

（1.重庆市公安局北碚区分局，重庆 400700；2.重庆工程职业技术学院信息工程学院，重庆 402260）

本文通过对影响交通管理服务的交通气候、路况环境、路网状态、停车位状况等关键因素分析研究，基于现有警务位置云平台，提出了基于警务位置云平台的城市交通管理与服务体系架构，该架构分成感知、通信、计算和服务4个层次，并对相应的层次做了功能描述。最后对系统显示的关键技术做了分析，以期提升公安机关交通管理能力和服务水平。

交通管理；警务位置云；服务体系

0.引言

随着国民生活水平的快速提高，车辆的保有量快速上升，交通拥堵已经成为制约城市发展的主要因素之一。而城市交通堵塞由此衍生的一系列问题，例如环境噪声、大气污染、能源消耗等严峻问题，已严重影响了人类生活和制约了经济发展。为了解决上述问题，国内外专家对城市交通问题进行了综合分析与思考，借助信息化技术构建城市的交通管理与服务平台。但现有城市交通管理与服务水平随着城市经济的发展，现代城市步伐的加快，出行不断增加而变得越来越低，而且我国目前多数中心城市实行的分散式交通管理在体制方面存在着管理混乱、利益分割的状况。因此，提高城市交通管理和服务水平刻不容缓。

“警务位置云”是基于信息技术与定位技术的综合产品，面对公安行业众多的位置信息、空间和业务数据，进行有效地整合和资源共享，可以为公安部门提供基于实时位置指挥和云端公安信息服务的应用系统能力。警务位置云为交通管理服务提供一个基础平台，以北斗惯导定位为基础，依托物联网、云计算技术，整合现有公安信息资源，优势互补共享，实现城市交通互联互通互控。从而为公安机关交通管理服务提供时间、空间、环境信息服务，让交通管理服务智慧决策。

本文首先对交通管理服务的制约因素进行了综合研究，提出了基于警务位置云的城市交通管理服务平台，通过对制约因素相关信息的全面感知，通过上层的大数据处理技术，最终对交通系统管控、诱导和服务，从而提供城市管理服务的水平。

1.制约因素对交通管理与服务的影响研究

现在城市管理与服务主要受气象条件、道路环境、交通路况和停车管理4个制约因素的影响，下面对4个制约因素分析如下：

气象条件：交通的气象环境状况，特别是恶劣天气条件，直接影响路网的运行管理和行车安全。而风、雾、雨、雪、阴、晴等天气是属于交通中不确定因素，只能被动接受和预防。

路面环境：上述气象条件的影响，路面可能出现结冰、积雪、积水等，影响交通出行时间、成本。但及早的采取诸如融雪、增强路面摩擦系数等相关措施是可以改善的。

交通路况：实时路况是做出交通管理决策和诱导服务的直接依据，其具有时空特性，比如每天早晚高峰、每周的双休日与工作日，每年的节假日、旅游季节等，以及高速进口与出口设置距离太短等等。该交通状况还受不确定的交通事件的影响。

停车管理：车辆多，停车场少，违章停车道路路面拥堵严重。因此，如何在车辆多和停车场少供求矛盾下，作出更好的交通管理决策和优质的诱导服务是个难题。

通过对制约因素综合分析，基于警务位置云和智能交通技术对制约因素的全面感知，方便上层做出准确的决策，从而提供交通管理和服务水平。

2.基于警务位置云的交通管理与服务基本架构

利用警务位置云和智能交通技术可以拉近交通事件现场与上层管理服务部门的距离，实时感知各种因素信息，快速制定相应的决策，并精确到具体位置，快速作出处理，提升交通领域管理水平。

本文根据基于警务位置云，并结合交通系统的特点，提出如图1所示的基于警务位置云的交通管理与服务基本架构，该架构有感知层、通信层、计算层和服务层。从图1得到，新架构中主要有气象监测设备、路网感知设备、违章停车检测设备、上位机、控制管理软件、服务器构成，这些设备又通过网络实现互连。

具体功能层次如下：

（a）感知层

通过气象监测设备、路网感知设备、违章停车检测设备感知诸如车辆速度、交通流量、交通密度、停车乱停乱放检测、车牌号码、行驶时间、路面信息、气象信息及行程距离等，并将这些数据上传至信息中心。

（b）通信层

在警务位置云框架的网络层采用接入子网+核心网络灵活的灵活方式，接入子网的近距离可采用无线自组网技术。核心网层依托公众电信网和互联网，也可以依托行业专业通信网络，也可同时依托公用网和专用网，如接入层依托公众网、核心层依托专用网，或接入层依托专用网，核心层依托公众网。通过对接入网技术的研究解决交通出行信息的传输问题。

（c）计算层

由于交通系统具有海量的交通数据信息，并需要不断地快速交替感知和反馈控制，对平台的要求很高，这样交通管理与服务平台就需具备分布式计算和并行计算等特征，考虑到成本以交通管理与公安警务管理的目的一致，警务位置云平台则成为交通管理与服务平台重要选择之一。

（d）服务层

现有交通管理策略简单、灵活性差以及整体效率低。利用新平台和新控制算法，判断是否达到某些预先设定的管理条件，进而发送控制命令或在紧急情况下直接向用户发送警告信号，例如联系所在区域警务人员到现场解决交通事件，以实现对交通管理的精细化。同时新平台可获得各类交通信息，可以通过广播和VMS面板灯方式，为用户终端提供实时的交通信息服务。如ETC、交通诱导及城市公交调度等。

4.构建警务位置云交通管理与服务平台关键技术

4.1 海量信息资源的安全共享与管理技术

平台海量数据来自于不同的感知设备，通过不同的传输介质传输到数据处理中心，数据格式和数据类型存在差异，因此，根据交通海量数据的不确定性、时间关联性等特点，建立新平台海量流式数据的处理方法，确定流式数据的清洗机制与策略，以及海量流式数据的异常检测算法和聚类分析方法，为设计科学的信息共享和协同机制奠定基础。

4.2 信息传输时间和空间的分离技术

在实际的交通系统中，任何交通事件的发生在时间和空间上均是分离的，而警务位置云在传输信息过程中却是时空同时进行的。为了达到对大量数据流的高可靠的实时通信要求，其数据交换设备往往比各接入终端还要复杂。因此，如何使交通通信系统中各个数据流在传输通道上具有时间和空间的分离组合性，实现高度可靠的实时传输性能。

4.3 制约因素感知技术

在实际的交通系统中，交通气象信息传感器簇，路况环境地理信息传感器簇，以及交通量信息获取传感器簇感知信息均是随时间连续变化的，而在云平台众，交通数据的通信与计算等过程却是离散的。因此，如何实现交通传感器系统中连续变化参数与云平台中离散变化变量之间的深度融合，是提高管理决策的准确、可靠度的一个技术难题。

结论

在警务云平台的体系结构的基础上，综合分析了交通制约因素对交通管理与服务的影响，结合交通系统具有海量的交通信息、物理感知设备多等特点，构建了基于警务位置云交通管理与服务基本架构，分层诠释了系统的基本结构。在此基础上，从海量信息资源的安全共享与管理、信息传输时间和空间的分离和制约因素感知3个方面对系统其关键技术进行了讨论。基于警务位置云交通管理与服务体系可实现信息的高度共享和分类增值服务，能够有效提高交通资源的利用效率和路网的服务水平；同时也对噪声问题和废气污染问题有缓解作用，更为直观的是交通出行公共服务与增值服务也使市民的城市生活更为智能化。

［1］马彦琳.现代城市管理学［M］.北京：科学出版社，2006.

［2］张波.城市管理学［M］.北京：北京大学出版社，2007.

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