濟南市智能交通管理信息平臺設(shè)計研究與建設(shè)

城市智能交通管理平臺 ATMS 1 濟南市智能交通管理信息平臺 設(shè)計研究與建設(shè) 濟南市公安局交通警察支隊 城市智能交通管理平臺 ATMS 2 1 前言 為了提高城市交通管理科技水平，各地相繼建立了交通信號控制系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、信息誘導(dǎo)發(fā)布系統(tǒng)、 122接處警系統(tǒng)、 GPS車輛定位系統(tǒng)、車輛、駕駛員、違法、事故等交通管理業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等，大大緩解了城市有限路網(wǎng)資源和迅猛增加的交通需求之間的矛盾。 這些系統(tǒng)都是在不同時期由不同廠家建設(shè)完成，每個系統(tǒng)建設(shè)時期沒有考慮其他技術(shù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，使得已建成的各個技術(shù)系統(tǒng)目前基本處于獨立運行狀態(tài)，彼此之間缺乏信息交換，就城市交通管理的全局而言形成了技術(shù)系統(tǒng)的信息孤島，無法滿足資源共享、協(xié)同指揮的要求，這些技術(shù)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用受到極大的限制。 交通信息平臺的建設(shè)已成為國內(nèi)研究開發(fā)的熱點，但尚無統(tǒng)一的模式和成熟的經(jīng)驗。濟南市交警支隊在既有工作的基礎(chǔ)上，利用城區(qū)主要道路交通綜合改造的契機，聯(lián)合國內(nèi)有關(guān)單位，設(shè)計建設(shè)了智能交通管理信息平臺，即將正式啟用。 城市智能交通管理平臺 ATMS 3 2-1 設(shè)計思想與建設(shè)原則 采用先進的信息技術(shù)實現(xiàn)各子系統(tǒng)的集成及信息資源的共享，以利于運用綜合的方式方法管理復(fù)雜的交通系統(tǒng)，保障交通系統(tǒng)的良好運行。 城市智能交通管理平臺 ATMS 4 2-2 總體目標(biāo) 信息化它是平臺建設(shè)的基本要求，既基于城市交通管理地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)交通管理各子系統(tǒng)的整合，強化交通信息利用的方便性與可視化。使交通管理系統(tǒng)透明化，交通狀態(tài)和交通資源直觀可視。 智能化它是平臺建設(shè)的高級階段，如交通狀態(tài)的自動識別及預(yù)測、自動事件檢測及預(yù)警、基于專家系統(tǒng)的決策支持或智能決策等，使交通管理工作更加得心應(yīng)手。 城市智能交通管理平臺 ATMS 5 2-3 設(shè)計原則 開放性：平臺的可擴充性及二次開發(fā)功能、與外部系統(tǒng)或平臺的信息交換能力（軟硬件接口） 實用性： 面向?qū)嶋H交通管理的職能及需求確定平臺的功能； 依據(jù)實際工作的合理方式及程序確定平臺建設(shè)的形式； 面向解決不斷出現(xiàn)的、可預(yù)見的交通問題，使平臺功能適度超前。 城市智能交通管理平臺 ATMS 6 3-1 濟南城市智能交通管理信息平臺系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 1.綜合指揮操控平臺 2.集成接口規(guī)范 3.網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng) 4.控制系統(tǒng) 5.管理信息系統(tǒng) 6.數(shù)據(jù)安全與存儲 城市智能交通管理平臺 ATMS 7 3-2 平臺系統(tǒng)功能 集成 指揮中心各職能子系統(tǒng)于一個統(tǒng)一的操作平臺 采集 各子系統(tǒng)產(chǎn)生的信息建設(shè)交通管理信息中心 監(jiān)視 全市范圍內(nèi)的交通態(tài)勢 對交通事件進行 指揮 調(diào)度 預(yù)案及輔助 決策 支持 對業(yè)務(wù)部門及社會提供信息 服務(wù) 城市智能交通管理平臺 ATMS 8 3-2-1 平臺集成功能 平臺將各個技術(shù)子系統(tǒng)集成到一個高層應(yīng)用平臺上來，在發(fā)生交通事件時，讓各個不同的子系統(tǒng)同時協(xié)同工作，從而在交通指揮中心建立起一個集成各職能子系統(tǒng)功能于一身統(tǒng)一的操控平臺。 指揮調(diào)度交通信息管理系統(tǒng)交通靜態(tài)信息交通動態(tài)信息機構(gòu)人員信息勤務(wù)信息技術(shù)子系統(tǒng)警車定位系統(tǒng)大屏幕顯示地理信息系統(tǒng)信號控制系統(tǒng)交通事故處理車輛管理系統(tǒng)駕駛員管理系統(tǒng)辦公自動化系統(tǒng)特勤警衛(wèi)交通事件指揮事故現(xiàn)場指揮交通擁堵疏導(dǎo)大型活動交通指揮自然災(zāi)害應(yīng)對公共安全事件交通保障協(xié)查卡口布防決策支持分析交通預(yù)案管理輔助決策支持預(yù)案及輔助決策功能對外服務(wù)系統(tǒng)管理中心交通現(xiàn)狀分析未來交通趨勢預(yù)測綜合查詢系統(tǒng)信息采集功能卡口系統(tǒng)視頻監(jiān)系統(tǒng)電子警察系統(tǒng)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)違章管理系統(tǒng)接處警系統(tǒng)綜合信息平臺服務(wù)功能指揮調(diào)度功能用戶路面警力服務(wù)功能指揮調(diào)度功能服務(wù)功能指揮調(diào)度功能集成功能監(jiān)視功能信息采集數(shù)據(jù)流監(jiān)視數(shù)據(jù)流指揮調(diào)度數(shù)據(jù)流集成數(shù)據(jù)流預(yù)案及輔助決策數(shù)據(jù)流服務(wù)數(shù)據(jù)流城市智能交通管理平臺 ATMS 9 3-2-2 平臺信息采集功能 收集各子系統(tǒng)產(chǎn)生的信息，平臺將這些系統(tǒng)所產(chǎn)生的信息統(tǒng)一納入到平臺中，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、分析、處理、發(fā)布。 城市智能交通管理平臺 ATMS 10 3-2-3 平臺監(jiān)視控制功能 平臺可實時監(jiān)視控制全市內(nèi)的各種路面設(shè)備，如信號機、攝像機、LED誘導(dǎo)牌、違法監(jiān)控設(shè)備、流量檢測設(shè)備、卡口設(shè)備等，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時及時向指揮員報警與提示。同時可以直接通過平臺控制各類路面設(shè)備，如控制信號機的配時、攝像機的推拉搖移、 LED誘導(dǎo)牌的信息發(fā)布等； 平臺也可以實時監(jiān)視整個城區(qū)路網(wǎng)上道路服務(wù)水平、全城范圍內(nèi)交通事件的發(fā)生及處置進展情況、是否有道路施工或惡劣天氣對交通造成重要影響、交通管制進展等一系列的實時信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時及時向指揮員報警與提示。 城市智能交通管理平臺 ATMS 11 3-2-4 平臺指揮調(diào)度功能 當(dāng)發(fā)生交通事件（如交通事故、設(shè)備故障、勤務(wù)安排、道路維護、突發(fā)事件等）時，指揮員在指揮中心利用平臺直接調(diào)度相關(guān)的警力、車輛、外場設(shè)備、清障設(shè)施、醫(yī)療救護、消防救援。同時系統(tǒng)對指揮調(diào)度的整個過程進行記錄，事后可以進行回放并由專家對其進行評價，合理的指揮調(diào)度可以作為預(yù)案存儲，當(dāng)以后再有類似事件發(fā)生時可以參考。 城市智能交通管理平臺 ATMS 12 3-2-5 平臺預(yù)案及輔助決策功能 建立起預(yù)案系統(tǒng)，當(dāng)有交通事件發(fā)生時指揮員可以參考預(yù)案進行正確的指揮調(diào)度。利用數(shù)據(jù)倉庫基本原理，對交通管理的數(shù)據(jù)進行處理，為交通管理提供輔助決策功能。 城市智能交通管理平臺 ATMS 13 3-2-6 平臺服務(wù)功能 智能交通管理平臺的服務(wù)功能分為兩類： 一是對最終用戶提供的服務(wù)，如交通管理的綜合查詢，當(dāng)需要時輸入某一駕駛員的駕駛證號碼后，可以關(guān)聯(lián)查詢到該駕駛員的檔案信息、交通違法積分信息、交通違法處罰狀態(tài)、是否曾發(fā)生交通事故、是否為車主，如果為車主，其車輛檔案信息、是否有闖紅燈等行為而未接受處理等相關(guān)信息，用戶利用這些信息在進行業(yè)務(wù)時參考。同時智能交通管理平臺還對用戶提供諸如，道路是否擁堵、路面視頻圖像、基于 WebGIS的地圖顯示等功能。此功能為以后面向社會提供交通信息服務(wù)預(yù)留接口。 二是對其他應(yīng)用系統(tǒng)提供的服務(wù)是指智能交通管理平臺建立起面向應(yīng)用的服務(wù)系統(tǒng)，如用戶登錄、權(quán)限管理、日志管理、數(shù)據(jù)服務(wù)接口、字典管理等公共的應(yīng)用模塊。這些公共的應(yīng)用模塊為其他應(yīng)用系統(tǒng)提供公共的服務(wù)，利用成熟的 XML技術(shù)以 WebService形式提供服務(wù)接口。這樣如再建卡口系統(tǒng)時，卡口系統(tǒng)不必再建用戶、權(quán)限、日志等功能，而由智能交通管理平臺統(tǒng)一提供。 城市智能交通管理平臺 ATMS 14 3-3 平臺的主要技術(shù)特點 1、基于 TCI/IP協(xié)議的各類異構(gòu)的技術(shù)子系統(tǒng)的集成及其接口規(guī)范的制定。 為了完成各子系統(tǒng)之間的集成，需要制定一套統(tǒng)一的接口規(guī)范，相當(dāng)于翻譯的角色，在平臺的請求和子系統(tǒng)的響應(yīng)之間建立起一座互聯(lián)互通的橋梁。目前通過這套接口規(guī)范可以將國內(nèi)外城市交通管理的主流技術(shù)子系統(tǒng)都集成到平臺之中。 2、建立基于 XML格式的智能交通系統(tǒng)集成消息服務(wù)體系。 消息服務(wù)器（ EHL Message Server）的應(yīng)用原理是利用 TCP/IP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的相互通訊，從而屏蔽了不同操作系統(tǒng)、不同開發(fā)工具、不同開發(fā)商之間的技術(shù)差異，使得不同開發(fā)商所開發(fā)的功能子系統(tǒng)之間能夠互聯(lián)互通。平臺信息采集及系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)，是整個平臺中的各子系統(tǒng)的聯(lián)系紐帶，起到上傳下達作用。 城市智能交通管理平臺 ATMS 15 3-3 平臺的主要技術(shù)特點 3、基于海量數(shù)據(jù)的大型 GIS系統(tǒng)的應(yīng)用與表現(xiàn)。 地理信息系統(tǒng)（ GIS）是平臺的基礎(chǔ)支撐之一，通過 GIS系統(tǒng)將公安交通管理過程中各種與地點相關(guān)聯(lián)的信息進行可視化處理，從而為指揮人員提供簡潔、直觀的可視化信息界面。 城市智能交通管理平臺 ATMS 16 3-3 平臺的主要技術(shù)特點 公安指揮中心系統(tǒng)統(tǒng)一消息服務(wù)交通信號控制系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)大屏幕顯示系統(tǒng)治安卡口系統(tǒng)可變信息板系統(tǒng)G P S 全 球 定 位 系 統(tǒng)X M L 消 息X M L 消 息X M L 消 息X M L 消 息X M L 消 息X M L 消 息中心接警席1中心處警席1班長席中心接警席n中心處警席n接警單消息監(jiān)督指令消息處警消息技防報警短信報警互聯(lián)網(wǎng)報警網(wǎng)絡(luò)報警旅店業(yè)報警報警消息分中心1 分中心n科 所 隊 1 1科 所 隊 1 n 科 所 隊 n 1科 所 隊 n n治安卡口報警網(wǎng)絡(luò)尋呼CTIServer設(shè)計了通用消息機制，實現(xiàn)了技術(shù)子系統(tǒng)的總線式集成 城市智能交通管理平臺 ATMS 17 3-3 GIS數(shù)據(jù) 按照公安部制定的 公安警用地理信息規(guī)范 設(shè)計 GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進行數(shù)據(jù)采集 全市 1:10000的數(shù)據(jù) 全市城區(qū) 1:2000 主要路段： 1： 500 城市智能交通管理平臺 ATMS 18 3-4 GIS數(shù)據(jù) 實現(xiàn)了基于 GIS的矢量化交通標(biāo)志管理系統(tǒng) 城市智能交通管理平臺 ATMS 19 3-3 平臺的主要技術(shù)特點 4、多人快速協(xié)同指揮調(diào)度技術(shù) 協(xié)同調(diào)度模式（ CCM）是指當(dāng)發(fā)生重特大道路交通突發(fā)事件時，需要在公安交通指揮中心不同指揮席上的指揮員對全局范圍內(nèi)的警力資源（ PR）進行統(tǒng)一調(diào)度。為了抓住戰(zhàn)機，快速反應(yīng)，不同指揮員分別負(fù)責(zé)不同的警力資源（ PR）的調(diào)度。如指揮長負(fù)責(zé)警員語音調(diào)度、信息調(diào)度、視頻調(diào)度；指揮員 A負(fù)責(zé)對信號控制系統(tǒng)、可變信息板進行調(diào)度；指揮員 B負(fù)責(zé)對指揮中心大屏顯示組合方式、全城 GPS系統(tǒng)進行控制等。所有指揮人員，包括指揮長、指揮員的每一操作動作都將被系統(tǒng)記錄在作戰(zhàn)日志中以備事后回放及評價。 城市智能交通管理平臺 ATMS 20 3-3 平臺的主要技術(shù)特點 5、基于交通流量檢測的交通信號控制與信息發(fā)布技術(shù) 平臺的交通流量數(shù)據(jù)來源來自于路口的流量檢測器、路段的戰(zhàn)略檢測器、雷達交通流檢測系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)按照平臺提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口規(guī)范，按照約定的采樣周期（如 5分鐘）提交流量、占有率、車速、車頭時距等交通數(shù)據(jù)。 城市智能交通管理平臺 ATMS 21 3-3 平臺的主要技術(shù)特點 6、交通突發(fā)事件應(yīng)急指揮調(diào)度預(yù)案編制生成與自動執(zhí)行技術(shù) 預(yù)案是指對所要發(fā)生的事件有著明確的地點、事件性質(zhì)、影響范圍而發(fā)生時間不確定的交通事件提前制定出的警力調(diào)度、交通疏導(dǎo)方案。 交通事故預(yù)案 授權(quán)的指揮人員選擇啟動交通事故預(yù)案 定位事故地點：系統(tǒng)提示標(biāo)注，指揮人員在地圖上標(biāo)出事故發(fā)生地點 啟動 CCTV預(yù)案，調(diào)動相關(guān)的攝像機到相應(yīng)位置，并啟動錄像 啟動信號控制系統(tǒng)預(yù)案，設(shè)置相關(guān)信號機的方案 啟動 VMS預(yù)案，發(fā)布相關(guān)事故信息到指定區(qū)域內(nèi)的可變信息板上 啟動大屏幕顯示預(yù)案，在大屏幕上顯示特定信息 啟動指揮調(diào)度預(yù)案，通過 GPS系統(tǒng)，指揮調(diào)度系統(tǒng)在地圖上顯示車輛、人員信息，并進行指揮調(diào)度 啟動綜合信息查詢預(yù)案，查詢顯示醫(yī)院、救護、消防等信息 GIS顯示相關(guān)動態(tài)和靜態(tài)信息，指揮人員可隨時查詢和指揮 交通事故處理完畢，指揮人員中止交通事故預(yù)案執(zhí)行，系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài) 城市智能交通管理平臺 ATMS 22 4-1警力配置管理 機構(gòu)管理 人員管理 裝備管理 車輛管理 城市智能交通管理平臺 ATMS 23 4-2 交通靜態(tài)信息管理 路網(wǎng)管理 交通標(biāo)志管理 停車場管理 社會服務(wù)部門 城市智能交通管理平臺 ATMS 24 4-3 交通動態(tài)信息管理 交通事故 道路維護 道路封閉 惡劣天氣 城市智能交通管理平臺 ATMS 25 5-1.信號系統(tǒng)集成 制定與交通信號控制系統(tǒng)的 XML標(biāo)準(zhǔn)接口 接受交通信號控制系統(tǒng)的信號機工作狀態(tài) 接受交通信號控制系統(tǒng)的信號燈燈色狀態(tài) 圖庫互動操作 城市智能交通管理平臺 ATMS 26 信號控制系統(tǒng)架構(gòu) E H L S m a r t U T C 中 心 系 統(tǒng)經(jīng) 十 路光 纖 通 訊R S 2 3 2光 纖 通 訊R S 2 3 2M T C - 2 0 0 0路 口 信 號 機M T C - 2 0 0 0行 人 過 街 信號 機M T C - 2 0 0 0信 號 機M V D S 2 0 0 4交 通 量 采集 機R S 4 8 5饋 線R S 4 8 5饋 線P T V 軟 件 ：仿 真 P T V V i s s i mV I S V A P （ 感 應(yīng) 控 制 仿 真 模 塊 ）C R O S S I G 用 于 信 號 配 時 計 算交 通 數(shù) 據(jù)配 時 方 案城市智能交通管理平臺 ATMS 27 信號控制系統(tǒng) 控制策略 強大的路口控制功能 定周期控制 多時段時間表控制 感應(yīng)控制 手動控制 閃光控制 優(yōu)先控制 其他特殊控制 脫機優(yōu)化 制定合理的交通方案 提供綠波方案調(diào)整工具 無電纜協(xié)調(diào)控制 中心協(xié)調(diào)控制 子區(qū)域管理 子區(qū)控制策略自動下達執(zhí)行（中心時間表） 實時自適應(yīng)優(yōu)化接口 中心緊急控制 人工干預(yù)控制 特勤控制 城市智能交通管理平臺 ATMS 28 信號控制系統(tǒng) 軟件功能 1.信號控制設(shè)備的管理 系統(tǒng)信號機設(shè)備信息維護 信號機參數(shù)設(shè)置 2.設(shè)備及信號狀態(tài)的實時監(jiān)視與報警 以多種方式顯示設(shè)備工作狀態(tài)和信號狀態(tài) 自動記錄并提示設(shè)備或通訊狀態(tài)的異常與故障 城市智能交通管理平臺 ATMS 29 信號控制系統(tǒng) 中心軟件功能 1.信號控制方案管理 控制方案顯示、編輯 控制方案上傳、下載 2.信號控制功能 系統(tǒng)定期自動對時 中心協(xié)調(diào)控制、本地感應(yīng)控制、本地時間表控制、中心手動、閃光控制等控制方式 3.控制區(qū)域管理 控制區(qū)域劃分 子區(qū)控制策略管理 城市智能交通管理平臺 ATMS 30 5-2.視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成 制定集成接口規(guī)范 開發(fā)視頻控制服務(wù)對矩陣進行控制服務(wù) 實現(xiàn)了數(shù)字化視頻控制 城市智能交通管理平臺 ATMS 31 5-3 交通誘導(dǎo)系統(tǒng)集成 制定與交通誘導(dǎo) VMS)的 XML標(biāo)準(zhǔn)接口 在 GIS上顯示 VMS工作狀態(tài) 在 GIS點擊查看各個 VMS的顯示內(nèi)容 向 VMS發(fā)送插播與誘導(dǎo)信息 城市智能交通管理平臺 ATMS 32 5-4 智能交通流數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成 流量采集 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)顯示 在 GIS上可以標(biāo)出線圈的位置 通過 GIS上的線圈圖標(biāo)可以查詢相應(yīng)的交通數(shù)據(jù) 城市智能交通管理平臺 ATMS 33 5-5 GPS系統(tǒng)集成 1.制定與全球定位系統(tǒng)（GPS)的 XML標(biāo)準(zhǔn)接口 2.在 GIS上顯示 GPS目標(biāo)工作狀態(tài) 3.在 GIS點擊查看各個 GPS目標(biāo)的登記內(nèi)容 4.接受 GPS報警信息 5.呼叫 GPS目標(biāo) 城市智能交通管理平臺 ATMS 34 5-6 交通違法非現(xiàn)場執(zhí)法系統(tǒng)集成 1.制定與電子警察系統(tǒng)（GPS)的 XML標(biāo)準(zhǔn)接口 2.在 GIS上顯示電子警察設(shè)備的工作地點及狀態(tài) 3.與 GIS進行圖庫互動 城市智能交通管理平臺 ATMS 35 制