区县级城市智慧交通升级改造策略

马彪彪 甘彤 姜少波

（1.中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230088）

（2.安徽省公共安全应急信息技术重点实验室 安徽省合肥市 230088）

随着国家对城市基础设施投入的持续加大，智慧城市如雨后春笋般迸发建设，为国家社会治理能力现代化提供了方便。其中，智慧交通系统因前端设备数量多、分布广、种类杂，是肇事逃逸和违章判罚的重要依据，对智能化的要求最高，建设难度最大。然而，由于历史原因，交通信息化建设往往由不同厂家分期建设，厂家技术水平层次不齐，导致设备品牌多样、网络混乱、管理平台不统一等现状。给交通管理部门日常工作带来了极大不便。

本文从区县级城市智慧交通升级改造过程中可能遇到的前端改扩建、网络拓扑、后台存储、平台应用、大数据分析、IP 地址迁移等六方面问题入手，详细地介绍注意事项及应对策略。

1 前端改扩建

前端设备承担着摄录抓拍的职责，是智慧交通升级改造的基础。图像数据不仅是肇事逃逸和违章判罚的重要依据，还是很多重特大案件的线索来源。然而，交通设备数量多、分布广、种类杂、智能化程度高，这给升级改造建设带来了诸多挑战。常见的交通前端设备有电子警察、车辆卡口、违停球、雷达测速、治安监控等。其中，电子警察系统最为复杂，包括红绿灯、电子警察、反向卡口、频闪灯、爆闪灯、全景球机、红绿灯检测器、终端服务器等设备，不仅安装配置须遵循严格规范，施工还需要穿管拉线，是前端改扩建的难点。

目前，电子警察设备已完成由模拟到数字，由普清到超高清，由后端抓拍到前端识别的过渡。当前，700 万或900 万超高清电子警察已成为主流，可兼顾3 个标准车道。电子警察改扩建注意事项及应对策略有：

（1）图片由超高清抓拍，限制条件下，视频存储可改为高清，以免给后台存储和播放带来压力；

（2）电子警察分辨率高，设备集中，要确保运营商到落地柜带宽达到百兆，特大路口甚至超过百兆；

（3）电子警察视野中要能够看到红绿灯，并能够摄录停止线后不少于两部车辆；

（4）红绿灯与电子警察联动优先使用红绿灯信号检测器，若穿管困难等原因也可通过电子警察视频判断；

（5）电子警察应优先穿管到终端服务器汇聚，以确保前端视频存储，特殊原因也可另接前端存储绕过终端服务器直接汇聚到后端，不影响IP 统一。

2 网络拓扑

网络是交通音视频及业务数据的高速公路，是智慧交通升级改造的关键。带宽不足或性能不稳定会给整个交通信息系统带来难以预知的现象。视频播放失败、卡顿、拖影、延迟都应优先排查网络问题。由于交通信息化设备往往由不同厂家分期建设，分期建设的前后端设备往往单独组网再进行网络融合，所以交警大队经常看到很多前端接入交换机和汇聚交换机，走线极其混乱，出现视频问题往往不知从何下手。网络升级注意事项及应对策略有：

（1）梳理现有网络设备，坚决淘汰百兆交换机，确保后台链路至少使用千兆交换，排查网络链路要遵循先后端后前端的原则；

表1

（2）绘制现有网络拓扑图，重点排查百兆交换机的接入接出，很多严重视频问题都是后端接入了百兆交换机导致；

（3）升级后的网络拓扑要由核心交换、汇聚交换和接入交换三层组成，核心交换建议万兆，淘汰非必要交换机，便于后期排查问题；

（4）IP 规划要预留互联网、车管所、驾管所、大楼安防网、后台服务器、办公工位的IP，不同类别设备要分别划分VLAN；

（5）建议使用万兆链路向上接出，如接出到地级市交警大队，若受条件限制，后台万兆链路可用若干千兆并行链路代替。

3 后台存储

后台存储是各类数据的集散地，数据损坏或丢失可能会带来重大社会风险，确保数据安全十分重要。为了明确责任，不同厂家建设的交通设备一般分别存储，建议使用云存储设备整合存储资源。只需额外采购云储存服务器，就可以管理各期厂家已建设的磁盘阵列，推荐采用H265 编码，视频存储时间不少于3 个月，图片与视频存储比例不高于1:10。使用云存储不仅可以提高存储的鲁棒性，还可以节约成本，避免重复建设。视频存储空间计算规则如表1 所示，限制条件下，也可将后台视频统一按200 万像素存储，一般不影响正常业务。

4 平台应用

如图1 所示，平台是智慧交通系统的人机窗口，关系着智慧交警升级改造的成败。不同厂家分期建设的系统平台通常不统一，甚至导致交警浏览视频、判罚违章、上传数据需要在不同电脑不同平台上操作的窘境。交通设备除了每天产生海量视频外，还产生大量的过车数据和违章数据。采用统一平台对前后端设备进行管理及日常业务办理可大幅提升工作效率。主流厂家有海康、大华、宇视等。平台集成了视频浏览、录像查询、过车图片查询、违法数据查询、过车轨迹查询、黑名单布控等功能，一个平台可以办理交警所有业务。升级注意事项主要有：

（1）视频组织结构树建议按照区域-主干道-岔路口-方向的层级进行管理，不仅方便日常调阅，还有利于形成完整的过车证据链，方便检索和判罚；

（2）平台授权路数建议考虑一倍冗余，以方便后期建设设备的接入；

图1

图2

（3）录像若有断断续续现象，一般和带宽不够有关，可按照先后端后前端的策略进行排查；

（4）统一的平台可以做到处置留痕，对于规范执法、避免人情销毁违章数据具有积极意义；

（5）行车轨迹涉及人员隐私，特别是车辆卡口和反向卡口，可摄录车头图片，要注意设置权限，严格管控。

5 大数据分析

让数据多跑路，让群众少跑腿。大数据技术已升级为国家战略，被摆到了极其重要的位置。很多地方都建设了城市数据中心，成立了专职机构数据资源局。如何挖掘系统每天产生的海量数据，让数据说话，达到“事前预警、事中管控、事后追查”的目标，是智慧城市建设的亮度所在。建设智慧交通数据看板，展示综合数据及衍生数据，如：地图视频数据、重点路口实时监控、重点路段实时过车数据、实时违章告警数据、各路口通行数据统计排名、违章数据的日周月年统计、事故高发路段排名等，使全局数据一目了然，实现智慧联动、态势感知功能。如图2 所示。

6 IP地址迁移

统一的IP 地址规划方便地市级交警大队对全市各县区交通信息设备进行管理，也方便集中统一调阅。已有文件要求下级新建电子警察、违停球等交通判罚设备要直接建设在上级网络中，原自建网络也要向上融合。地市级IP 规划一般一个路口电子警察系统占用一个网关，其余判罚设备按照设备类型及数量各占若干个网关，预留若干扩展IP 地址段。这使得部分交通设备将不得已进行IP 地址迁移。以IP 地址从192 段向34 段迁移为例，下述迁移方法既不需要跑到前端各路口修改IP，又最大限度地减小对交警日常业务的影响，一般不超过半个小时，可保证IP 迁移的平稳过度。详细步骤如下：

（1）保持原链路接入交换和核心交换不变，将新汇聚交换接入原网络，并配置到后台服务器组及到新规划IP 所有交警前端的链路；

（2）在原承载链路下修改某路口的前端IP，即将IP 由192 段修改为34 段，此步骤须谨慎操作，一旦改错，须人工到路口前端修改；

（3）IP 修改完成后，通知运营商将该路口VLAN 修改为新规划的VLAN；

（4）配置该路口新IP 段即34 段的业务，包括终端服务器和平台等，至此IP 地址迁移结束，交警业务已承载在新IP 地址段上。

7 小结

前端改扩建、网络拓扑、后台存储、平台应用、大数据分析、IP 地址迁移是区县级智慧交通升级改造的六个典型组成部分，上述策略已在一区县级智慧交通升级改造中进行了实践，解决了原交通信息系统中长期存在的诸多应用性问题，取得了良好效果，具有一定的示范意义。