城市智慧交通總體設計技術路線

1、智慧交通產(chǎn)品解決方案城市智慧交通設計路線【面向城市交通】 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 設計思想3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 技術路線4采用SOA設計思想4 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 傳統(tǒng)信息集成技術與大數(shù)據(jù)應用技術相結合5采用操作系統(tǒng)思想的ATMOS系統(tǒng)軟硬件資源管理8 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 依托PGIS/DPS-TGIS實現(xiàn)GIS展現(xiàn)

2、應用9 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document C/S與B/S模式相結合模式10第II頁1.設計思想在GA/T445-2010公安交通指揮系統(tǒng)建設技術規(guī)范、GAT1146-2014公 安交通集成指揮平臺結構和功能的指導下，結合我公司在城市交通管理的產(chǎn) 業(yè)研究和工程建設經(jīng)驗，通過對城市交通狀況及管理現(xiàn)狀和需求進行深入分析， 充分借鑒國內(nèi)外發(fā)達城市在建設智能交通管理系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，并總結各城市 在建設、運行過程中的不足與弊端，提出公安交通指揮系統(tǒng)建設的設計思想為：以“以建設目標為導向，以實戰(zhàn)應用為切入點；建設【面向交通信息資源】 整合研判、智能應用，【面

3、向交通事件】一一，快速響應、協(xié)同調(diào)度，【面向 信息服務】一一及時準確、多樣互動，【面向系統(tǒng)運維】一一運行監(jiān)控、維修管 理”為中心思想，依據(jù)相關設計規(guī)范及標準，遵循“平戰(zhàn)結合、平時為主”的 原則，建設集“管理、服務、執(zhí)法、偵控”為一體的城市智能交通指揮中心， 為城市交通管理提供“信息化、可視化、智能化”的管控工具，支撐【路面分 中心-中心-科室】協(xié)同交通管理，實現(xiàn)城市交通安全、有序、高效。核心業(yè)務平臺智能交通管控平臺交通信息服務平臺交通運維管理平臺交通地理信息平臺交通信息資源平臺數(shù)據(jù)資源標準接入驅(qū)動/適配感知/匯聚：基礎業(yè)務應用系統(tǒng)信號控制系統(tǒng)交通誘導系統(tǒng)電子警察系卡口系統(tǒng)-f. *;交通流量采

4、集系統(tǒng)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)移動警務系統(tǒng)警車定位系 統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng) 其他單位圖1-1 5+N ”建設理念2.技術路線2.1.采用SOA設計思想為了保證體系的可擴展、異構應用系統(tǒng)的松耦合接入與組合、基于標準規(guī) 范減少平臺依賴性及系統(tǒng)的高可靠性等要求，基于面向服務的體系架構（SOA） 思想，在技術實現(xiàn)上采用基于HTTP方式的Web服務，來構建靈活、強大及高 度可擴展的共享和服務平臺。面向服務的體系結構（service-oriented architecture，SOA）是一個組件模型， 它將應用程序的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義的接口和契 約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進行定義的，它應該獨立

5、于實現(xiàn)服務的硬 件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構建在各種系統(tǒng)中的服務可以以一種統(tǒng) 一和通用的方式進行交互。這種具有中立的接口定義（沒有強制綁定到特定的實現(xiàn)上）的特征稱為服 務之間的松耦合。松耦合系統(tǒng)的好處有兩點：一點是它的靈活性；另一點是， 當組成整個應用程序的每個服務的內(nèi)部結構和實現(xiàn)逐漸地發(fā)生改變時，它能夠 繼續(xù)存在。相反，緊耦合意味著應用程序的不同組件之間的接口與其功能和結 構是緊密相連的，因而當需要對部分或整個應用程序進行某種形式的更改時， 它們就顯得非常脆弱。SOA新技術的提出為松耦合提供了另外一種可選的更好的解決方案。在按 需業(yè)務中，一旦需要，就可以對完成或執(zhí)行任務的方式進行必要

6、的更改。符合SOA的服務總線集成模式，有如下特點：1）松耦合，面向服務，簡化開發(fā)和維護基于標準的服務接口和約定的標準數(shù)據(jù)格式，降低了應用系統(tǒng)之間交互的 復雜性和耦合度，從而簡化了應用間集成共享的開發(fā)和維護2）基于標準規(guī)范，平臺獨立，便于移植基于開放的工業(yè)標準規(guī)范，使得應用間的集成與業(yè)務應用的開發(fā)和互操作， 可以獨立于特定技術平臺，減少廠商依賴，便于異構軟硬件環(huán)境的移植和互操3）架構靈活，便于重構基于透明尋址的服務總線，解耦異構應用系統(tǒng)及服務之間的交互訪問，服 務總線本身多種服務交互模式和集成模式的支持，不但提高了業(yè)務服務和已有 應用的重用性，還提高了應用系統(tǒng)靈活性，使得業(yè)務流程更容易重構，從而

7、提 高用戶面向市場需求變化的業(yè)務敏捷性高效五大核心業(yè)務平臺以不同種方式實現(xiàn)了 SOA的思想，如以中間表的 形式和Webservice等，Webservice又由兩種方式實現(xiàn)，一種是基于SOAP協(xié)議 加XML形式的Webservice，大部分業(yè)務系統(tǒng)的Webservice基于這種方式實現(xiàn)。 一種是基于 REST（Representational State Transfer）方式的 Webservice， GIS 平臺 的對外接口基本都采用了此種形式的Webservice。2.2.傳統(tǒng)信息集成技術與大數(shù)據(jù)應用技術相結合大數(shù)據(jù)時代的交通管理數(shù)據(jù)具備其明顯特征：第一，數(shù)據(jù)體量巨大（Volume）。從

8、TB級別，躍升到PB級別。以中型城市為例，日均天過車數(shù)據(jù) 量2000萬條，最少存儲1年，總量為72億條；天過車圖片量為6TB，最少存 儲3個月存儲總量為540TB；道路視頻存儲容量約為天500TB，最少存儲1個 月總量為15PB。第二，交通管理數(shù)據(jù)種類繁多（Variety），交通管理數(shù)據(jù)涉及 網(wǎng)絡日志；包括警力調(diào)度數(shù)據(jù)；交通管理基礎業(yè)務數(shù)據(jù)；機動車、駕駛?cè)舜篌w 量靜態(tài)數(shù)據(jù)、巨大體量通行過車動態(tài)數(shù)據(jù)；交通流判態(tài)與預測數(shù)據(jù)、道路監(jiān)控 視頻、通行過車圖片、地理位置豐富形態(tài)的數(shù)據(jù)信息。第三，交通管理數(shù)據(jù)要 求實時性強（Velocity），每秒鐘都會產(chǎn)生巨量的數(shù)據(jù)，均需要對交通大數(shù)據(jù)進 行分析處理，為道

9、路交通秩序管理、道路交通流特性分析及控制技術、交通危 險因素預警等業(yè)務，均需要實時處理?；诮煌ü芾頂?shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)特征，在建設及應用方面，應為以下兩個重要 方向：1）構建更加穩(wěn)定、高效的交通管理大數(shù)據(jù)的基礎環(huán)境隨著公安交通管理大數(shù)據(jù)生態(tài)的形成，對存儲吞吐及保留時間的要求逐步 提高，每年存儲吞吐呈線性增長。在傳統(tǒng)方案下，當應用和應用之間需要相互 調(diào)用數(shù)據(jù)時，應用系統(tǒng)需要彼此開放數(shù)據(jù)接口，建立橫向的數(shù)據(jù)交換通道。目 前各地公安在本地都有相應的存儲設備、數(shù)據(jù)庫，存儲各種非結構化（圖片、 視頻）和結構化（特征、屬性）數(shù)據(jù)，如果需要交換這些數(shù)據(jù)，大量的數(shù)據(jù)接 口維護起來非常復雜，這也將面臨巨大的工作量和網(wǎng)

10、絡交換壓力。2）構建面向業(yè)務的大數(shù)據(jù)分析模型，洞察交通大數(shù)據(jù)規(guī)律和輔助交通管理 業(yè)務決策。隨著公安交通管理信息化在實現(xiàn)交通管理業(yè)務信息系統(tǒng)大集成、大融合、 大聯(lián)網(wǎng)，信息化工作進入了一個全新的發(fā)展階段。但如何及時、準確獲取交通 數(shù)據(jù)并構建交通數(shù)據(jù)處理模型，如何加強信息分析研判，深化信息系統(tǒng)應用， 擴大信息共享范圍，是建設智能交通系統(tǒng)的難題，而這一難題可以通過大數(shù)據(jù) 技術得到解決。要明確大數(shù)據(jù)并非為存儲而存儲，而是面向業(yè)務、面向需求的 大數(shù)據(jù)洞察與輔助決策，如何利用交通大數(shù)據(jù)的手段緩解或改善交通管理的主 要矛盾，在交通管理的方方面面融入用數(shù)據(jù)說話是當前交通管理發(fā)展大數(shù)據(jù)的 重要方向。我公司采用“傳

11、統(tǒng)信息集成技術”與“大數(shù)據(jù)應用技術”的技術路線，利 用可靠的Hadoop分布式存儲系統(tǒng)與傳統(tǒng)存儲技術相結合的方式，搭建穩(wěn)定、 高效的系統(tǒng)架構，依托計算機網(wǎng)絡和分布式隊列技術，實現(xiàn)GB級數(shù)據(jù)秒級傳 輸與分發(fā)，形成能力可線性擴展的分布式數(shù)據(jù)交換平臺；基于 HADOOP的 HBASE分布式數(shù)據(jù)庫和MAPREDUCE分布式處理機制，實現(xiàn)對PB級車輛通 行數(shù)據(jù)的高效存取訪問、快速分析及深度挖掘，研發(fā)綜合信息服務中間件，形 成能力可線性擴展的大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、多種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲以及海量數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)、海量數(shù)據(jù)分析研判系統(tǒng)；基于S4/STORM的流式數(shù)據(jù)處理技術，實現(xiàn)對高 并發(fā)實時車輛通行數(shù)據(jù)的實時處理。最終形

12、成公安交通管理應用支撐服務集， 為各個業(yè)務系統(tǒng)提供各種分析應用服務。應用層處理層智能交通管控交通信息服務交通運維管理交通地理信息交通信息資源平臺平臺平臺平臺平臺口數(shù)據(jù)網(wǎng)關接入/適配服務接入層交通管理業(yè)務系統(tǒng)交通智能感知系統(tǒng)（采集流）圖2-1大數(shù)據(jù)技術應用技術框架我公司在交通管理大數(shù)據(jù)的應用方向主要有:1）道路及道路交通基礎設施管理應用通過交通流、交通違法、交通事故的多維度分析，構建道路交通基礎設施 的暢通與安全維度評價，分析交通擁擠瓶頸路段，交通安全隱患高發(fā)區(qū)域，通 過數(shù)據(jù)“還原”道路基礎設施在過去在運行過程中的優(yōu)點、作用以及存在的問 題和薄弱環(huán)節(jié)，讓“數(shù)據(jù)發(fā)聲”，輔助道路交通標志的設置、道路

13、交通標線的施 劃、道路交通生命防護工程的建設決策，以便形成更合理、更科學的道路及道 路交通基礎設施優(yōu)化方案。2）道路交通流規(guī)律性分析及控制技術應用可通過駕駛?cè)私煌ㄐ袨樘匦浴④囕v交通行為特性、道路交通特性等道路交 通系統(tǒng)特性的數(shù)據(jù)采集、分析、研究，可為多渠道交通誘導，基于道路交通流 的道路交通信號的干預和控制策略和互聯(lián)網(wǎng)交通信息服務提供數(shù)據(jù)支撐。3）車輛多維分析通行車輛多維分析，可對區(qū)域、時間、時段、車型、監(jiān)控級別，對實時歷 史通行過車數(shù)據(jù)進行分析，可對通勤日/周末/節(jié)假日及自定義日期的車輛出行 進行監(jiān)管，可對公務車/校車/?；奋?長途營運客車/大貨車/旅游班車/小微面包車等多種車型進行多維分

14、析，形成通行過車數(shù)據(jù)全局掌控。4）非現(xiàn)場違法行為分析非現(xiàn)場違法行為后分析，非現(xiàn)場執(zhí)法前端分析僅能分析過車時間點上的單 點超速、闖紅燈、壓線等違法行為，海量過車通行數(shù)據(jù)，能實現(xiàn)區(qū)間超速分析、 特定車型區(qū)域限行時段違法進入行為、涉牌車輛違法行為等深度分析應用的實 現(xiàn)，增強非現(xiàn)場對多種違法行為的認定能力。5）治安案件情報研判分析在發(fā)生交通事故逃逸、涉車刑事案件中，可通對案事件發(fā)生地點，被害人 車輛行駛軌跡等多種分析，對過車通行數(shù)據(jù)的縱向深度分析、橫向碰撞分析和 時空區(qū)域關聯(lián)分析，對涉車治安事件進行輔助決策支持。2.3.采用操作系統(tǒng)思想的ATMOS系統(tǒng)軟硬件資源管理操作系統(tǒng)是控制和管理計算機系統(tǒng)內(nèi)各種

15、硬件和軟件資源、有效地組織多 程序運行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計算機之間的唯一接口。操作系 統(tǒng)是一個大型的軟件系統(tǒng)，負責計算機的全部軟件、硬件資源的管理、控制和 協(xié)調(diào)并發(fā)活動，實現(xiàn)信息的存儲和保護，為用戶使用計算機系統(tǒng)提供方便的用 戶界面，從而使計算機系統(tǒng)實現(xiàn)高效率和高自動化。智能交通系統(tǒng)涉及大量軟件及硬件系統(tǒng)，要進行集成應用，標準化的接口 就變得非常重要。借用計算機操作系統(tǒng)的理念，打造智能交通管理操作系統(tǒng)， 統(tǒng)一軟硬件系統(tǒng)的集成。通過設備驅(qū)動及適配接入到交通信息資源云中心，并 通過統(tǒng)一接口方式對應用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。高效公司平臺接口規(guī)范正是采用 此指導思想，遵循GAT1049-20

16、13公安交通集成指揮平臺通信協(xié)議，應用TCP socket通訊技術加XML消息體的方式并用消息總線的機制，形成大多數(shù)的控制 類應用的接口規(guī)范；部分數(shù)據(jù)交互交口采用webService技術實現(xiàn)；部分數(shù)據(jù) 交互采用oracle數(shù)據(jù)庫中間表、視圖、存儲過程的方式，開發(fā)出一套智能交通 管理領域與計算機操作系統(tǒng)相類似的操作系統(tǒng)軟件（AdvancedTraffic Management Operating System,簡稱“ATMOS”）。ATMOS 系統(tǒng)將允許不同廠家 具有不同功能的應用系統(tǒng)和類似功能的硬件設備通過驅(qū)動程序機制直接接入 ATMOS系統(tǒng)或調(diào)用ATMOS系統(tǒng)的功能，解決了在智能交通管理領域

17、中目前普 遍存在的不同廠家的各種應用系統(tǒng)、硬件設備“互換性”和“互操作性”問題。 同時，在ATMOS之上根據(jù)交通管理的業(yè)務需求開發(fā)出相應的業(yè)務應用軟件，使 得智能交通管理領域中的最終用戶可以無縫的應用不同廠家的應用系統(tǒng)的功 能。下圖為智能交通管理操作系統(tǒng)ATMOS分層示意圖：智能交通操作系統(tǒng)圖2-2 ATMOS分層示意圖系統(tǒng)采用OS操作系統(tǒng)五層架構設計，通過“兩層隔離”真正實現(xiàn)業(yè)務與數(shù) 據(jù)隔離、設備與控制系統(tǒng)隔離，從而實現(xiàn)上端業(yè)務應用系統(tǒng)不需要過多關心底 層數(shù)據(jù)、設備差異，提升系統(tǒng)應用可擴展型和持續(xù)升級可能性，保護了用戶投 資。2.4.依托PGIS/DPSTGIS實現(xiàn)GIS展現(xiàn)應用PGIS平臺

18、是以公安信息網(wǎng)絡為基礎，以警用電子地圖為核心，以地理信息 技術為支撐，以服務于公安業(yè)務管理、信息共享和決策支持的可視化為目標的 重要信息化基礎設施，是地理信息技術與公安信息系統(tǒng)相結合的產(chǎn)物，是公安 信息化的高端應用，可以有效地拉動公安信息整合、信息共享，實現(xiàn)部、省、 市互聯(lián)互通，全面提升公安信息化應用水平。截止2014年底，全國共有30個省、自治區(qū)、直轄市，200多個城市及海 外多個國家申請下載PGIS平臺軟件，啟動了 PGIS建設。交警支隊作為市公安 局下屬單位，需要基于PGIS平臺搭建業(yè)務系統(tǒng)，但公司的產(chǎn)品不僅要運行在 PGIS平臺，同時也需要運行在其他平臺，因此，需要一個中間件來完成各G

19、IS 平臺的兼容。地理信息公共服務系統(tǒng)完全滿足兼容PGIS平臺的柵格地圖服務 及數(shù)據(jù)訪問更新服務。高效交通地理信息平臺(DPS-TGIS)是針對交管平臺專門打造的地理信息 應用系統(tǒng)，以公安網(wǎng)為基礎，以警用電子地圖為核心，以地理信息技術為支撐， 對空間地理數(shù)據(jù)進行可視化展現(xiàn)及空間數(shù)據(jù)分析，為五大核心業(yè)務平臺提供基 礎支撐。DPS-TGIS設計采用一套對外接口，多個空間數(shù)據(jù)庫引擎(ArcSDE，SDX+， OracleSpatial，PGIS)，實現(xiàn)兩種服務(數(shù)據(jù)訪問更新服務、ArcSDE)接口的調(diào) 用；兼容公安部PGIS平臺的核心服務接口；采用緊湊緩存格式存儲圖片，比 傳統(tǒng)的松散緩存占用的磁盤空

20、間少且在各計算機之間的傳輸速度更快，這有利 于在過渡環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境之間復制緩存。2.5. C/S與B/S模式相結合模式C/S(Client/Server)結構，即客戶端和服務端結構。它是軟件系統(tǒng)體系結 構，通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務合理分配到客戶端和服 務器端來實現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。B/S結構(Browser/Server)結構，即 瀏覽器/服務器模式，是WEB興起后的一種網(wǎng)絡結構模式，WEB瀏覽器是客 戶端最主要的應用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分 集中到服務器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用。B/SljC/S架構的應用分析L運行速讖快、賣時性高。非常適合腐成要求反晦快速、實時性禺 的技術系觥當中，如信號控割系境、文 通遣導辱技術子系統(tǒng).能充分菱招客戶端F C的筵用能力貌據(jù)的儲存管理M淹技為透明.4操件界間黑亮、形式濟樣，可吸充分潸 足客戶白身的個性化要求.L維腫和升魏方式筒軋2成本閹吼選擇更多“土虬有命布性魅盤，可成郁時StlHll進行杏 削、刻覽尊業(yè)野此理。4業(yè)務擴屆簡單方便.通過增如網(wǎng)頁即叫 府加服羅器功作5.異地瀏卻和信息果集非常史活t/S架構劣勢