智能交通综合管控平台2013

智能交通综合管控平台

二〇一三年十二月

1. 平台概述（国内外情况、发展现状）

2. 平台的架构（组成部分介绍）

3. 平台的功能

4. 平台涉及的关键技术

5. 小结

6. 参考文献

1. 平台概述

1.1背景：

我国经济的飞速发展和居民收入水平的稳定增加，使得我国城市交通运输的需求激增。交通运输的增长突出表现了两个方面，一个是交通运输量的大幅度增加，另外就是社会及居民机动车保有量的飞速增长。 现今的城市交通问题已成为世界问题，通过交通信息化来解决城市交通问题也逐渐成为趋势。先进国家的经验表明，提高对现有路网的科学有效管理，可以提高车辆通行率30％。而要提高科学管理能力，就必须实现交通的智能化管理，即建设智能交通系统，交通综合管理平台作为智能交通系统的核心，对智能交通的发展起着决定性的作用。

智能交通管理控制综合平台将交通指挥调度系统、交通信号控制系统、道路交通电视监视系统、GPS 系统、交通诱导系统、公路车辆智能监测记录系统、交通信息采集系统、闯红灯自动记录系统以及各类公安业务子系统（如车管、驾管、违法、事故等）等集成在统一的图形界面的软件环境下，实现信息采集、分析处理、控制执行、科学决策精细化交通管理。

1.2国内发展状况：

中国的智能交通系统的研发最早可以追溯到20世纪80年代对于公路收费系统的研发。此后，1999年，由科技部、交通部等多个部门组建了国家智能交通系统工程技术研究中心，开始对智能交通系统进行重点的科技研发。“十一五”期间，交通部规划司专门制定了《公路水路交通信息化“十一五”发展规划》，指出，我国交通运输行业需要提高运行效率，改善服务质量，应对重大突发事件，提供全方位的交通信息服务，力争在交通信息化领域取得新的突破。交通领域的信息化已经作为交通行业的重点发展方向之一。《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》中也把智能交通系统作为交通领域优先发展的产业之一。 智能交通系统建设在中国开展的时间较短，目前仍处于起步阶段。2008年，中国公路智能交通市场规模超过220亿，预计未来5年仍将以超过25%的年增长率高速增长。从区域发展情况来看，北京、上海、广州等东部沿海和经济发达城市的智能交通建设已经初具规模，而中西部地区的智能交通系统主要还

集中在高速公路收费系统，城市内部的智能交通系统有待于继续建设和完善。

交通综合指挥平台一般在我国经历了以下几个发展阶段： 1. 信息展示阶段

2. 表面功能阶段 3. 实际功能阶段 4. 数据挖掘阶段 5. 综合指挥调度阶段 6. 智能交通控制阶段 我们现在还主要停留在第三和第四阶段的发展，对第五阶段也有了一定的研究和应用，而第六阶段概念化的成分还比较多，仍需要很长的一段发展历程。

另外，我国的交通基础设施还处在大规模建设阶段，以公路交通为例，虽然高速公路的总体规模不断扩大，但除局部区域外，总体上还没有形成网络，即使在形成网络的个别区域，由于投资主体和管理体制的不同，智能交通系统(以交通工程机电系统为代表) 的规模效率和网络效率还很难发挥，比如ETC 建设方面，虽然在个别路段的个别车道已经实施，但无论是物理基础还是信息载体上都还没有形成系统，从而在很大程度上影响了其效率的发挥。

目前，智能交通管理系统仍处于探索发展阶段，但可以肯定的是，建立智能交通管理系统可以极大地提高交通运输效率，保障交通畅通和安全，增强行车的舒适性，改善环保质量，提高能源的利用率。因此，世界各国都将更加高度重视智能交通运输系统的研究开发与推广应用，并会把它作为未来交通建设与发展的优先领域予以重点支持，以推动智能交通运输系统的全面迅速发展，最终建立起一个以信息技术为中心的现代交通管理的新体系。

1.3国外发展现状：

为了发展智能交通管理系统，许多国家非常重视先期的规划和标准制定工作，通过制定科学的发展规划确定ITS 的发展方向、内容和目标等。目前，智能交通系统的发展与应用主要集中美国、欧盟、日本等发达国家和地区，其中美国主要注重ITS 安全设施的建设，日本注重ITS 诱导设施的建设，欧洲注重ITS 基础平台的构建，其他一些国家和地区的ITS 注重示范工程的建设。 美国在智能交通管理领域独树一帜，根据本国的交通基础设施特点和实际需要，已建立起相对完善的车队管理、公交出行信息、电子收费和交通需求管理等四大系统及多个子系统和技术规范标准。其中建设发展较快的分别是：车辆安全系统(占51%)、电子收费(占37%)、公路及车辆管理系统(占28%)、实时自动定位系统(占20%)、

商业车辆管理系统(占14%)。美国联邦公路署计划投入专项资金，结合国家地理信息系统的开发应用，重点研究运用GIS 和GPS 实现公路运营的智能

。

美国交通综合管理平台

可以看出，美国的ITS 已经包括了城市交通，高速公路，运输，过境等各个方面的内容。

2. 平台的架构

交通综合管理系统依赖于各个子系统之间的紧密联系及协调工作来完成对城市交通的高效、科学的集成控制。

2.1地理信息系统

地理信息系统可以说是交通综合平台的信息和调度的中转站。几乎所有的交通信息及交通设备都可以在地理信息系统上得到体现。所以，地理信息系统在交通综合指挥平台中起着关键的作用。

地理信息系统大大提高了信息化、智能化程度，提高了数据的集成度，对空间数据的管理更加方便、数据结构更为合理，并增加了对动态数据的存储、处理和显示，而且有更多专业的管理与分析模块，程序模块封装好，数据传输安全。其设计既可以满足交通管理与分析的需求，又在数据存储和显示上远远优于非基于 GIS 的智能交通系统，在大中城市交通缓堵智能化管理技术中应用中具有明显的优势。

2.2视频监控系统

视频监控系统可以说是交通部门眼睛的延伸，是整个交通综合管理平台中最立竿见影、最实际也是最实用的一个子系统。而且在这个平台中视频监控系统也是最能及时提供实际情况的一个系统，在日常事务处理中也占有的相当高的使用率。

随着社会的不断发展，越来越多的监控设备应用于设备安全保障中，而为了确保公共安全以及交通安全，越来越多的监控图像会接入到公安系统的监控平台

中。视频监控子系统正在不断扩大着其任务，现在已经不止停留在道路监控和路口监控，越来越多的区域也正在接入到这个系统中，如停车场监控，治安监控等等。

从视频发展的角度来讲，视频技术从模拟视频到现在的高清视频得到了长足的发展，而且从原始的地址码控制到现在的IP 控制，已经实现了从模拟到数字的转换。使得网络视频更加方便部署和使用。

2.3信号机控制系统

城市交通信号控制系统是现代城市交通管理系统的中枢，也是智能交通系统的重要组成部分。其管理与控制手段的优劣将直接影响城市道路交通拥堵或疏通的效果。虽然城市道路交叉口信号控制有改善交通流秩序与保障安全的优点，但是若不能提供优化的控制，将会产生交通流停顿与拥堵的负面效果，会成为城市交通拥堵的一个重要原因。

目前，主流的信号控制系统有SCOOT 、ACTRA 、ITACA 系统等，这些控制系统分别部署在世界各地和中国的大多数城市，以北京为例，目前主要使用了SCOOT 及ACTRA 信号控制系统。

作为交通综合指挥平台，应该可以兼容主流信号控制系统主要控制功能（兼容这个功能主要是兼容日常使用的信号控制，如强制时常、长绿等功能，而并不是取代其软件控制系统）的信号控制功能，使得可以在宏观上对城市的交通信号进行操作，而且也为日后综合指挥调（如：事故处理，特勤等）度提供相应的接口。

但是，兼容上述的主流信号控制软件也存在着厂家接口不开放的风险，由于技术保护或竞争等关系，大多数信号控制系统并不开放其软件接口，或者开发不够完整。所以或许可以尝试着与其中一两家形成合作伙伴，从而获得资源共享。

2.4 GPS车辆控制系统

现在，越来越多的车辆都安装了GPS 系统。尤其在警用GPS 车辆在调度，指挥和出勤上都有着十分明显的优势，所以GPS 系统将越来越广泛的应用到各个交警部门以及其他重点交通部门中。而且GPS 的普遍应用会使得警力部署和综合指挥调度得到更好的应用，在平衡资源和作战指挥时可以发挥十分关键的作

用。

在公共交通方面，现在的公共交通车辆也越来越多的安装了GPS 系统，而且未来的趋势也会进一步的和公安交警的综合指挥平台连接，如公交车、出租汽车，这样作为公共交通出行的安全及报障部门，公安交警就能够更加合理的引导和指挥社会的公共交通资源，从而更加科学、合理的发挥这些公共交通的作用。

GPS 系统结构图

2.5辅助决策／预案系统

预案/辅助对策现在正在被越来越多的领导层所重视，作为他们决策的重要参考依据辅助决策和预案系统所提供的信息可以对他们做出准确的判断提供十分重要的参考价值。

当前，预案系统已经被广泛的应用到各级的指挥中心和政府应急部门中，但是现在大多数的预案系统都停留在静态的图文参考上，对于平时发生的各种事件没有以及自我完善和自我调整功能，简言之就是现在的预案系统没有“学习”功能，其预案的完善和更新只能靠人工的方式更新和完善。这样在错综复杂事件的今天这种预案系统显然不能满足对突发事件的处理而提供的参考意见及数据。

所以预案系统在未来会逐步向动态预案系统发展，在每次处理完事件后操作员或决策者可以根据事件的处理日志动态的修改和改变预案的处理和数据模式。而且部分预案的参数还可以由系统根据事件处理的日志自动进行调整，从而实现预案的最优配置。从而达到更好的处理解决突发事件和公共事件的效果。

2.6电子警察系统

电子警察系统作为一种采用现代高科技的非现场执法手段, 通过近十年来的推广应用工作, 已成为交通管理工作中必不可少的装备. 近年来, 电子警察系统在国内的广泛应用缓解了多年来警力不足和事故不断攀升之间的矛盾, 扩大了交通管理的监控时段和监控范围, 减轻了一线交警的劳动强度, 改善了工作环境, 对有效抑制机动车辆违章取得了较好的效果。

当今，随着科技的发展高清电子警察已经得到了越来越广泛的应用，并且在稳定性、证据合法性都有了极大的提高。这使得电子警察在城市交通的控制中作用不言而喻。

由于电警在城市交通中的广泛应用及重要作用，所以作为交通综合管理平台，对于电子警察的集成则是必须具备的功能。在联动视频监控、卡口、GIS 地图及调度通讯等子系统后，这样在一个统一的平台下电子警察所具备的功能则更加丰富。

2.7卡口系统

卡口一般分为城市治安卡口和高速公路卡口两种类型，两种类型的卡口有其工作的重点，但也有共同的作用。但是一般的情况下这两个系统并不是联通的，所以在这种情况下将其接入到交通综合管理平台就显得十分的重要。

在交通综合管理平台中，高速卡口和治安卡口的数据是共享的，而且还可以共享电子警察的数据，这样我们在追捕肇事逃逸、嫌疑车辆和交通违章时不仅能得到该车辆的即时地点，而且还能形成其运动的轨迹，通过地理信息系统直观的显示到作战指挥屏幕，或者是决策者的面前，为其制定科学合理的追捕方案提供强有力的依据。

2.8通讯系统

作为指挥平台的重要组成部分，通讯系统承担着整个系统管理纽带桥梁的任务。目前，警用通讯手段有很多种，如：手台通讯、车台通讯、电话/手机通讯、短信/彩信等等。多种通讯手段的并存使得其难以形成有效的管理，对于事件的主要及相关处理人员通讯不及时，记录不完整。为事后的归档处理或者在产生矛盾纠纷时的责任界定都不能很好的提供依据。

交通综合管理平台则是集手台通讯、车台通讯、手机/电话通讯、短信/彩信等通讯手段紧密的结合到一起。这样在事件的处理过程中就会形成一套完整的通讯记录。即快捷方便的完成的信息的传输任务，有可以清晰的反应出被通知人的姓名及时间，同时对于预案的优化也能提供大量的参考数据。

通讯系统也是实现综合指挥调度的重要组成部分，对于快捷有效的完成对人员及车辆的调度高度的集成的通讯系统无疑是最好的选择。

2.9综合指挥调度系统

综合指挥调度是以地理信息系统（GIS ）为核心的集成于视频监控、辅助决策/预案、电警、卡口、交通诱导/信息发布、信息系统及通讯系统的综合性调度指挥系统。以处理事故、突发事件、设备报警以及特勤为目的。

当一个事故或报警产生上报或者发生时，由监视模块负责向管理员工作站发出报警提示，之后根据事故的级别地点等在地理信息系统上标注出相应的信息，并根据相应规则标注出有效的监控摄像机、信号机、GPS 警车、卡口等电子设备为综合指挥提供支持。同时根据相应的预案预提出需要通知的相关人员的名单，由管理员确认后对相关人员发出通知。之后，指挥决策者可以根据电子地图上反映的情况快速合理的部署解决方案。直至事件处理完成。整个操作过程都会有相应的日志记录，以便为以后更好的处理同类事件提供依据。

3. 平台的功能

3.1平台主要功能：

GIS 平台功能：系统构建于WEBGIS 平台之上，实现了道路地图、卫星影像的叠加或分别显示，以及鹰眼、绘图、查询、打印、图层管理、放大缩小等功能；

实时路况：实现了实时路况信息的处理和现实；

交通管理子系统管控：实现了对信号控制、视频监控、电子警察、卡口监控、交通诱导、交通流检测等子系统的集成和控制；

违法处理系统：系统可以对电子警察、卡口、视频监控以及移动电子警察抓

拍的违法信息进行统一的管理和处罚；

指挥调度：实现了系统预案管理、勤务管理、突发事件处理、重大活动管理等指挥调度功能；

辅助决策：实现了多种业务专题图以及态势分析，为指挥决策提供数据支持； 设备设施管理：实现了对设备、设施、交通事件等的统一管理；

界面风格可由用户自行选择，增强客户端通用性和友好性。

主要功能

矢量地图 卫星影像图

地图上加载实时

路况

地图管理

重点区域管理

状态监控 控制参数上传下载

手动控制

信号机管理

地图查询

录像查询

实时监控

视频监控

违法处理

设备设施管理系统

交通事件管理系统

4. 平台设计的关键技术

平台信息处理流程设计中应用了多项关键技术，下面重点阐述交通流数据的处理流程框架这一关键技术, 包括交通数据采集、交通数据质量控制模型、交通数据集成和存储模型.

4.1采用多种交通数据采集方式．采集方式包括单环形感应线圈采集、双环形感应线圈采集、视频检测、微波检测、超声波检测、红外检测、GPS 车辆采集、电子标签采集、车牌识别比对等．

4.2采用交通数据质量控制，提高采集数据的精度．在交通信息采集过程中，由于现场检测器工作故障、误差或传输设备故障、误差等原因，导致道路交通流数据包含错误、丢失、时间点不规则等若干类质量问题．若直接采用包含质量问题的数据展开相关分析应用，则会带来不稳定或不安全、不可靠的隐患．针对这种情况，采用对应的交通流数据质量控制模型和算法以提高交通数据的精度，质量控制方法包括丢失数据的判断和补缺、

不规则时间点的数据识别和修正、

异常数据的识别和修正、检测器故障判断及报警．

4.3多样化的数据存储策略．根据不同的时间要求、方案精度要求进行交通数据的存储，其他参数如地点车速、占有率、行程时间等参照流量的存储框架模型进行设计．综合管控平台的应用创新如下：

4.3.1强大的交通综合集成功能．平台的集成应用功能强大，涵盖了视频管理、卡口管理、PGIS 管理、电子警察管理、综合查询、交通管理应用、支队内容督察、平台综合管理、交通秩序管理、交通信息分析管控、智能交通信号控制、交通事件管理、交通管制信息研判、特勤任务管理、交通预案管理、交通诱导管理等各个系统．平台的建成，充分利用了各类已有信息资源，发挥了系统的集成效益．

4.3.2基于PGIS 联动管控和综合应用效率提升．平台采用1：500的高精度地图为基础，实现各应用子系统相关设备的可视化精准定位及关联控制管理．对外场采集的信息在中心进行集成化处理，提升了系统的综合处理分析能力和综合应用效率，也降低了处理设备在外场环境下的使用故障，提高了系统的可靠性．

4.4关键技术的先进性和良好的实用性、扩展性．系统采用了多项具有特色的先进技术，包括视频监控综合接入管理控制技术、智能卡口管理技术、智能电子警察管理技术、多种交通流数据采集融合分析处理技术等．系统面向用户，提供统一的操作界面，在基于PGIS 系统支撑下，通过空间数据引擎，以图形化的人机界面，提供直观、快捷的操作，提升了综合管控平台的智能化水平。

5.5 小结

交通综合调度平台未来将会有十分广阔的发展空间，在未来越来越多的信息功能将会集成到这个平台里面。如高速公路的车辆的信息收费信息及实时的监控图像，而且随着技术的发展高清摄像机的广泛应用和智能识别技术的搭配将极大的提高社会不稳定因素的监控和预警。

此外随着城市的发展，公共交通出行也将会越来越被重视，所以在未来公共出行诱导及公交优先等机制将会大规模的应用，而交通综合管理平台也正可以结合这些资源从而提高自身的优势。

在信息化发展的今天，信息共享的重要性已经被越来越多的决策者和领导者所重视，所以我认为在未来一个集成与交通综合管理、铁路网路信息、医疗救助、消防、安全保障、气象预警的一个大的，综合性的数字城市平台将会在交通综合管理平台的基础上发展而来，而给我们带来的则是社会各方面资源使用效率的极大提高和公共资源的优化配置，使得整个城市焕发出新的活力。

在国际和中国的大环境下，低碳生活和碳减排正逐步得到更多人的重视，而交通综合管理平台的应用，使得交通资源的使用效率得到了提高，从而降低了整个城市的碳排放量。所以交通综合管理平台在环境保护和绿色出行方面也同样发挥的巨大的作用。

6. 参考文献

综合管控平台设计与实现 作者： 柳奇