大型活动交通安保大数据指挥平台设计与实现

李旭芳，苏敏咸，王松辉，叶文菁

(厦门卫星定位应用股份有限公司，福建 厦门 361000)

随着我国经济发展和国际地位的提高，各类国际、国内重大会议及大型活动越来越多，交通安保工作已成为重大会议及大型活动安保工作的重要组成部分[1]。由于交通安保工作往往具有时间紧、任务多、线路长、涉面广、强度高、变化快、影响大等特点，传统信息化手段难以很好地支撑交通安保工作，往往通过投入大量人力并采用大范围交通管控方式来完成[2-7]。因此,高效利用城市丰富的交通数据资源，构建一套体系化的交通安保指挥平台，对保障城市交通的安全、顺畅、高效具有重要现实意义[8-10]。

本文将大型活动交通安保需求与大数据进行契合，研发针对大型活动的交通安保大数据指挥平台，利用大数据监测交通安保工作的各个环节：事前利用大数据对交通安全隐患进行全方位排查、及时发现安全隐患、将安全事故扼杀在萌芽状态，规划好活动的交通组织方案和安全警卫路线，对存在安全隐患的车辆进行实时监测，开展及时预警布控工作；事中对重点车辆、船舶进行位置预测，对非法闯入管制区域进行告警，排除可能隐患，同时为特定对象出行提供安全的警卫路线，实现全程直观可视化指挥，监测各警卫任务执行情况，预测任务可能出现的情况，预警可能发生的冲突，达到多任务可视化、扁平化、一体化指挥调度；事后对活动全过程产生的数据进行全方面分析、研判、回放、点评和归档。平台不仅能适用大型活动，同时也能应用于日常的交通保障、勤务督导、监控指挥、公众出行等工作，满足平战结合的要求，强化交通安保工作，提供指导，提高指挥效能。

1 平台架构

大型活动的交通安保大数据指挥平台采用高性能大数据分布式架构技术，提供大数据应用的数据汇聚、清洗、脱敏、存储、整合与处理、分析挖掘算法、数据可视化等完整功能，针对交通安保海量数据实时处理要求，研发高性能和高可靠性的通信框架，实现PB级海量实时数据汇聚。业务上运用大数据和可视化技术，按照“事前预防、事中跟踪、事后研判”的流程，提供道路、警卫及水上交通的安全保障方案，构建了一套全资源、全程跟随、全周期交通安保的大数据分析应用体系。平台的体系结构如图1所示。

2 关键技术

2.1 基于轨迹大数据的秒级时空预测预警及定位缺失的智能切换技术

应用突变理论思想，搭建时空预测及预警模型[11]，在事中多任务执行过程中提供强大的秒级时空预警功能，包括车队过近预警、支线并入主线预警、东西交汇预警。在多源定位数据融合汇聚技术基础上提供完善的定位缺失智能切换：任务虚拟现实模拟、警卫线路补线、人工标绘、主备引导车切换、人车船切换等多套方案。

2.2 交通安保大数据资源整合及数据关联技术

按照大数据的体系架构汇聚集成交通安保数十类资源[12]，建立陆上和水上交通的各类数据关联分析，挖掘分析基础支撑模块，分析数据之间的潜在关联，通过最优匹配算法实现智能线路规划和资源优配，实现警卫任务执行过程中视频与信号灯的无缝跟踪跟随。

2.3 大数据分析预测智能保障方案

通过对历史事故数据的时空分析，结合当前高质量的流量等剧变数据，研发预警算法，对重点路段、快速路交通异常事件进行实时监测，实现异常事件实时报警。应用时空间隔排查法等智能分析方法[13]分析人车船的行为规律，预测人车船下个关键点位置，为大型活动安保的车辆稽查、渔船排查提供助力[14]。通过隐患点分析、警卫路线分析、报信点分析、冲突分析、时间分析、车辆渔船行驶轨迹预测、道路流量/车速/路况预测[15]等方式，为大型活动提供智能高效的保障。

2.4 大数据可视化技术

通过扩展成熟可视化分析显示组件功能，实现多维数据可视化、自服务式报表设计、数据挖掘分析和海量数据GIS分析展现[16]，以时空为维度实现整个交通安保全过程的全要素/全过程展示、资源动态分布展示、轨迹动态变化展示及预测预警展示，达到大数据的高性能快速美观展示。

3 功能设计与开发

3.1 数据资源汇聚

平台汇聚整合各类交通安保等数十类数据，如警力、警情、警车、图传视频、路面视频、车辆数据、人员数据、信号灯数据、警卫预案、渔船数据，形成视频库、轨迹库、警务安保库、交通库、地图库、渔船库，利用海量数据存储以及快速查询技术，提供警卫任务全过程实时调阅并控制各类资源，实现交通安保过程中“人、车(船)、卡、路、视频、信号灯”等各类资源一张图的集成化管控。

3.2 事前预防决策优化

平台基于海量交通安保数据汇聚与分析，在事前提供从业人员审查、重点车辆稽查、小渔船排查等交通安保隐患排查，通过交通警卫优化决策模块提供警卫预案的隐患冲突分析、路线智能规划匹配优化、预案推演及演练仿真来不断优化预案，同时平台提供交通出行预报，为活动期间民众出行提供建议(见图2)。

图2 事前预防与规划功能结构

3.3 事中可视化指挥调度

平台在大型活动过程中提供了交通警卫的指挥调度、全市交通运力调度与客流疏散，以及秒级时空预测预警功能。通过高性能并发处理运算，基于自主研发的视频智能匹配模型，对线路上的视频与警车定位实时变化运算，以“一图一屏一表”方式快速可视化实时展示任务中的车队状态、进程、顺序、周边隐患风险、信号灯态，智能时空预警来保障车队礼仪及安全，同时平台提供轨迹智能补线、主备引导车切换、人车切换等多套警卫监控智能切换应急方案。针对大型活动的全市交通运力平台提供实时监测、重点区域运力调度疏散以及交通事件处置的应急指挥和协调联动、快速处置。平台特色的时空预测预警模型，提供非法营运车辆闯入预警与布控、多趟次警卫任务的秒级时空预警、水上船舶非法闯入的高效预警(见图3)。

图3 事中可视化指挥调度功能结构

3.4 事后研判分析归档

通过事后研判分析，对活动期间全市交通的总体情况进行分析，同时针对交通管控的周边路况、活动期间的交通事故、社会面疏散、交通影响情况进行分析，并将整个活动从事前、事中、事后的所有数据进行数据归档，进一步优化方案，同时作为交通安保大数据支撑数据以及经验数据。

图4 事后研判分析归档功能结构

4 应用实例

平台成功应用到厦门金砖峰会、海峡论坛、厦门98投洽会等大型活动中，特别在金砖峰会期间，在交通安全隐患排查与预防、事前规划、指挥调度、工作优化改善、交通疏导等方面发挥重要作用。如运用该平台对存在安全隐患的车辆进行排查，每天推送违反交通管制的车辆2 000辆以上，找出无牌车、套牌车、违法运营车辆、高发违法车辆、不明外地车辆、违反交通管制车辆、越界营运车船等，通过实时预警和轨迹预测功能进行布控抓捕；运用该平台对全市交通从业人员进行多维度排查审查，金砖峰会前审查达12万人次，排查出近万人次不合规或存在安全隐患人员；交通管制后启用平台监测和预警营运车辆进入一级管控区域2 739次，发现并处置渔船违规越界事件168起；运用平台制定警卫路线方案不断推演优化，金砖期间圆满完成数百趟次交通警卫保障任务，利用“秒级实时时空预警”功能科学控制车队车速和车距，避免17次的潜在车队冲突，全面保障金砖峰会等交通保障和警卫任务的圆满完成。

5 结束语

大型活动的交通安保大数据指挥平台基于高性能大数据分布式架构，汇集海量交通和安保数据，提供了体系化的“事前预防规划、事中可视化指挥、事后分析研判”全过程大数据应用服务，构建了国内领先、覆盖全资源、全生命周期的可视化、扁平化的交通安保大数据平台。平台除了保障大型活动交通安全顺畅、大幅提高交通安保工作效率和减少工作量外，同时可减少大型活动对公众出行影响，做到大型活动和社会交通并重，为城市交通和民众的交通出行提供便利，将大型活动交通安保工作对交通影响降到最低。未来可引入更多人工智能技术贯穿于整个事前、事中、事后全过程，实现安保指挥平台的全智能化，进一步提高工作效率和工作准确率，减轻工作量，更好地保障大型活动能够全过程地顺利完成。