北京市智能交通系统项目设计方案

北京市智能交通系统建设项目设计方案浙江宇视科技有限公司 图1所示。图STYLEREF1\s14系统集成环境数据管理结构

系统总体设计系统项目组成北京市智能交通系统平台（即北京市智能交通管理系统（BJ-ITMS：IntelligentTransportationManagementSystem））是把道路、车辆等基础设施和电子、信息、通信等信息技术以及科学的管理策略结合起来，达到有效地控制交通设施，给交通使用者提供有用的情报，保障安全、便利的通行。为了提高整个交通系统的效率，智能交通管理指挥系统为驾驶员、步行者、运行/管理者提供多种形式的服务。ITMS包括城市交通管理的方方面面，下图是ITMS所可能包括的系统构成及组织形式，本项目仅涉及其中部分系统的设计和建设。图2SEQ图\*ARABIC\s11ITMS项目构成图ITMS结构模块构成：换另外一个角度来分析ITMS的组成，下图是ITMS的结构模块图：图2SEQ图\*ARABIC\s12ITMS模块构成图可见ITMS是有很多模块组成的，如下表：图STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s13系统模块表系统逻辑结构系统环境——外部实体清单BJ-ITMS与外部各系统的联系，主要是通过建设中的北京市智能交通指挥中心进行来实现的。实体名称说明民警交警支队、交警大队在职交通警察的统称。值班员指挥中心、交通调度中心系统用户的统称。支队中心交警支队交通指挥中心。市民可能使用到系统的出行者、驾驶人的统称分局中心北京市公安局指挥中心系统与外部联系实体列表特殊说明为保证公安信息系统数据的安全性和保密性，BJ-ITMS的外场系统和调度室计算机网络之间进行网络上的隔离，需要通过有物理隔离措施的数据交换系统进行数据交换。用户定义本部分对系统建成后的用户进行描述。用户类别角色名称简单说明交通调度指挥中心值班领导负责辖区内重大警情、大型活动的交通调度。值班主任负责辖区内日常的交通调度工作，在授权范围履行交通调度职责监控员主要是通过视频监视系统辖区交通状况和突发事件情况信息采集和发布员在交通调度过程中采集和发布交通信息接处警员负责接收非“110”来源的警情、监督、协调、指挥大队接处警工作违法抓拍员通过视频监控抓拍交通违法行为视频监视维护相关人员系统配置与系统管理对供应商进行协调，进行系统设施的管理使用者相关人员对交通状况进行监控对事故多发路段和出路口等进行监控系统用户列表总体逻辑结构BJ-ITMS系统逻辑结构，以数据流图（DFD）和关联数据字典为表达方式。是系统分析阶段的重要工具，也是表达系统分析成果的重要手段。总体逻辑结构主要表达BJ-ITMS系统与系统外部实体的数据流关系。 数据流图BD–BD–ITMS系统顶层数据流图 数据字典编号数据名主要属性D0-01交通信息通过可变情报板、互联网门户网站、微博等方式发布的交通信息。D0-02交通警情信息交通警情单号、“110”报警流水号、报警时间、报警人姓名、报警电话、报警电话地点、案发时间、报警点代码、案发地点、规范地址、规范地址代码、所属单位代码、增援中队代码、所属辖区代码、案件对象、警情性质、警情性质代码、警情类型、案件等级、警情阶段、警情内容、处理单位）、接处警接到时间、接警员、优先级别、派警时间、到达时间、处警情况、是否出水、是否虚警、操作日志、地点位置等。D0-03交通监控信息视频监控设备所监视的影像信息D0-04警情处置报告根据处警过程，填写的交通警情信息（见：D0-2），包括：,“110”警情流水号、处警大队编号、处警民警编号、处警民警姓名、到达现场时间、处理过程描述、处理结果描述、警情级别、警情类别、警情地点、处理结束时间等。D0-05交通违法事件证据信息电子警察、视频监视所抓牌的超速、变线等交通违法事件证据信息。D0-06交通调度指令值班员操作的统称。D0-07外场控制指令D0-08现场处警信息查询现场处警时所需查询的信息，包括车驾管、被盗抢、警力资源分布等信息的查询。（预留）D0-09现场报告民警通过对讲机、电台/电话的方式的口头报告D0-10资源配置信息指挥中心通过BJ-ITMS掌握警力资源、交通设施资源情况。D0-11资源配置要求指挥中心操作BJ-ITMS进行警力资源管理、交通设施管理。D0-12决策支持信息决策支持用的统计分析信息。（预留）D0-13信号相位信息主要是下载和上传信号控制设备相位信息。D0-14设备工作信息主要是上传设备工作状态信息。D0-15视频信息与分局共享8路视频信息。系统顶层数据字典第一层逻辑结构第一层逻辑结构主要表达BJ-ITMS系统内部各业务域间的数据流关系。 功能模块组成根据对前面的业务分析，为完成以上业务需求，BJ-ITMS系统需至少由以下几大功能模块组成：1. 交通调度主要实现对外场系统集中控制：主要是通过在指挥中心实现对闭路电视监控系统、交通流检测系统、视频监控系统、治安卡口系统、信号控制系统的集中控制；通过使用事件驱动处理机制实现交通警情的处置。使用交通警情单来跟踪交通警情处置的全过程，包括交通警情获知、交通警情排队、交通警情分派、交通警情处置及记录、交通警情关闭。并通过交通警情单实现支队指挥中心、支队交通调度中心等单位的警情信息共享；通过使用任务驱动处理机制实现警保卫交通调度任务、道路施工交通调度、周期性交通拥堵交通调度。即值班员针对具体任务制定预案/方案或者根据支队交通调度中心制定的预案/方案，在合适的时候启动，并在系统的辅助下通过执行预案/方案来完成交通调度任务。2. 交通监控诱导通过信号控制设备、事件检测、视频监控设备、信息采集设备实现对交通信息的监控、采集、发布等功能。3. 警力资源管理 实现勤务安排和执勤岗位信息维护功能，具体包括记录每个警员/组织/清障车的勤务安排（如执勤时间、管辖区域、执勤岗位、备勤地点等内容），并对各种岗位信息（如管辖范围、警区和重点执勤岗位、警卫路线岗位、保卫区域岗位等）进行维护； 警用装备管理：主要实现对警用装备的管理功能：能够维护装备基本信息，记录使用人和领用时间，跟踪使用的过程。4. 交通设施管理 对外场设施，包括视频监控设备、信息采集设备、电子警察设备（固定式和移动式）、治安卡口设备和信号控制设备等外场设备信息进行维护； 对外场设施的故障信息进行统一监控和维护管理。5. 非现场执法包括信息采集、信息处理、系统远程设置、违法信息接收/解密、设备检测、设备状态故障信息查询；交通违法证据数据审核处理。第二层逻辑结构第二层逻辑结构主要表达系统各业务域内部各功能模块各自的数据流关系。交通集中调度 功能模块组成交通集中调度主要通过对外场系统/设备集中控制，通过使用事件驱动处理机制和任务驱动处理机制实现交通调度任务。其主要功能模块包括：交通监控和诱导.1. 视频监视 功能模块组成视频监视主要是提供通过控制视频监控来发现拥堵、交通事故、治安、突发事件等警情或对警情进行确认等服务。功能包括对摄像头控制、频道切换、设备配置、故障信息采集等。主要功能如下：1. 摄像头控制：包括锁定控制、云台控制、镜头控制等方面。2. 频道切换：包括频道切换锁定和频道切换控制。3. 设备配置：包括故障、状态信息的采集间隔。4. 故障信息采集：采集闭路电视设备所发出的故障信息。.2. 交通数据采集 功能模块组成交通流信息采集主要实现对交通流数据的采集、处理、统计以及数据存储以及对外场设备各种运行参数的配置。主要功能包括： 数据采集； 原始数据处理； 故障自检； 参数配置； 数据查询与统计。警力资源管理实时记录每个民警/组织/大型装备的在特定时间段内的岗位安排变动情况及装备使用情况。 功能模块组成警力资源管理包括对交警民警、警用装备、勤务安排的统一管理，并为交通调度和辅助决策提供支持。警力资源管理主要包括以下功能模块：民警信息的维护、勤务管理、警用装备的管理等。1. 民警信息的维护：主要是对交警民警所在组织的基本信息进行维护，维护的结果可供勤务安排、警用装备的领用、交通调度等操作时查询和调用；2. 勤务管理：主要是记录民警/清障车/中队等在特定时间段的执勤岗位，并对重要的执勤岗位信息、警区信息等进行维护；3. 警用装备的管理：主要是对交警所使用的各种警用装备的使用（领用）情况等进行记录和跟踪。交通设施管理 功能模块组成交通设施管理主要是对外场设施，包括视频监控设备、信息采集设备等分布信息进行维护，并对外场设施的故障进行统一监控和维护管理。其功能模块组成如下：1. 交通设施基础数据管理：对外场设施属性、供应商或维护单位信息等基础信息进行统一维护。2. 交通设施部署管理：对外场设施的分布、管辖单位等部署信息进行统一维护。3. 交通设施故障信息采集：提供各种便捷的交通设施报障手段，对报障结果能进行及时方便的汇总。4. 交通设施维护管理：对设施故障的维护过程进行统一管理。非现场执法 功能模块组成非现场执法是指采用固定或移动，“超速自动监控设备”或“视频监视”等采集设备对交通违法行为进行记录，获取交通违法信息，经过预处理和复核确认交通违法信息的有效性之后，认定违法事实，包括信息采集、信息处理、系统远程设置、违法信息接收/解密、设备检测、设备状态故障信息查询。系统物理结构总体结构设计系统总体结构是一个系统的基础性组织框架，它阐明系统的功能、构成、系统环境及彼此之间逻辑关系和协作关系。软件结构设计系统软件架构设计.1. 系统边界系统外部关联关系图BJ-ITMS是北京交警大队的一个重要项目，BJ-ITMS通过各种接口来实现与众多公安网内、公安网外各个应用系统的联接。.2. 系统层次分解系统内部各子系统层次图如上图所示，系统划分为两个层次，分别是： 信息数据处理核心业务层该层完成BJ-ITMS的核心业务逻辑处理，它包含的是综合信息系统指挥中心。综合信息系统指挥中心是一个BJ-ITMS核心应用子系统的集合，它包含了集成指挥调度系统、交通信息处理核心服务等子系统、大屏幕控制系统以及地图数据。主要完成对交通信息数据的集中融合处理，包括交通流量计算、交通拥堵判断和突发事件判断等复杂运算、对交通数据和交通警情的展现、控制和管理等功能。 数据采集/设备控制层它负责及时采集所有外场硬件设备的检测数据和故障报警信息，并进行初步的处理，然后交付给上层的信息数据处理核心业务层。同时它又准确及时地把控制指令发送到控制设备。该层的特点是不涉及业务处理，只负责数据的快速及时采集与设备的快速准确控制。.3. 系统软件架构设计在系统分解和系统边界划分的基础上，可以推导出系统软件功能架构如下图所示。系统软件功能架构图也是系统层次分解图的进一步细化描述。系统软件功能架构说明：1. 系统软件功能架构图着重描述BJ-ITMS的软件构成和各个重要构件（业务子系统）的关联协作关系；2. 综合信息系统集成平台是BJ-ITMS的核心子系统，并包涵集成调度系统和交通信息处理核心服务等系统。综合信息集成平台一方面与交通调度中心对接，实现警情共享和协同处警，并通过交通信息核心处理服务集成各个外场子系统，另一方面，通过消息、功能调用和数据共享等方式直接集成内部的任务管理、警力资源调度管理、外场交通设施管理、辅助支队指挥中心人员进行交通调度；3. 综合信息集成平台实现了对各外场子系统（交通流量检测子系统、交通视频监控子系统、交通诱导子系统、电子警察、治安卡口子系统）的统一数据采集，然后将采集到的各种交通数据融合换算成各种道路交通信息，进行综合交通调度。还有外场设备的统一控制和管理，它打断各业务系统与各外场设备的直接偶合关系，使各业务子系统能控制各外场设备的同时，又不需要关心具体设备的特性。系统软件部署设计.1. 系统软件部署图系统软件部署图如上图所示，系统软件部署图中分3个逻辑模块，综合信息系统集成平台和外场内网系统和外场外网。另外支队指挥中心专网和外场外网是通过物理隔离网闸来进行连接。系统数据体系设计根据系统功能架构中各子系统的划分和上一章中列出的各个功能模块的基础上，得出各个子系统中处理的各种数据的部署图。系统数据部署示意图硬件结构设计 主机/服务器体系设计根据系统软件部署规划提出的初步要求，通过系统具体应用需求分析和可靠性、可扩展性、可用性设计，以及数据和应用集中模式和数据和应用分散模式的比选，得出主机/服务器示意图如所示：物理部署图说明：此图是采用数据库和应用集中模式时的主机/服务器示意图。通过数据库和应用集中模式/数据库和应用分散模式的比选，我们认为数据库和应用集中模式虽然前期的投入要高一些，但考虑后期的维护以及将来的升级、扩展，应该是一种较优的方案。根据性能要求和用途，主机/服务器可分为应用服务器、数据库服务器和管理服务器。各数据库设置独立的集群分区，构建集群系统，实现数据库的高可靠性；各应用服务器设置独立的分区，采用负载均衡技术实现应用的可靠性。通信系统结构设计1. 主干光纤网由外场的节点机和调度室的汇聚端机组成。2. 外场系统与中心系统的联接：采用单模光纤进行联接。通过单模光收发器实现外场前端系统工业交换机与中心系统的联接。3. 外场系统前端设备的联接：可变情报板、车流检测器、视频监控摄像头等通过系统内部定义的方式实现与控制主机的联接。控制主机通过光收发器转接后通过光纤汇集到支队指挥中心。4. 外场系统分组：外场系统根据距离的远近、系统功能的要求、项目实施的要求等进行分组。分组在路口实现交换后以光纤以太网的方式与支队指挥中心系统相联。网络体系设计BJ-ITMS调度专网的建设，根据前面设计原则的前提下进行设计外，主要以TCP/IP协议建设为主，路口的相关设备，如视频监控、VES、VDS、卡口等，也将采用支持TCP/IP设备。为保证公安网的安全性，未来的支队指挥中心专网将和公安网在资源互用的前提下，进行物理隔离。

综合信息系统集成平台设计概述交通综合信息系统平台通过利用高新技术对各部门系统进行组织优化，对各交通决策、交通管理、出行者交通方式及交通路线选择等起到了引导和支持作用，提高了交通信息在系提高了交通信息在系统中的流通效率，引导了合理的交通。在关键技术方面,由于综合信息集成系统十分重视交通信息的实时性、准确性、动态性，信息采集、传输、发布可以采用先进的卫星定位技术和GIS地理信息系统技术，无线移动通信技术以及网络技术等,向公众提供全方位的交通信息服务，从而达到充分发挥道路和设施系统的全部功能的目标。系统建设目标应用先进技术，解决交通管理的问题，解放警力，提高效率；充分发挥现有交通管理设施的潜能，集成各功能系统，打破信息孤岛、发挥整体效能；开发从“信息采集、统计分析处理、信息发布到辅助决策的智能指挥调度系统，为交通管理提供一套满足业务管理需求“工具”；综合信息软件平台的开发、应用和后续不断完善，有利于提高城市路网的通行能力和交通管理服务水平。图3SEQ图\*ARABIC\s11综合信息平台建设目标系统建设层次系统分层次搭建，主要由采集层、处理分析层和应用层构成。图3SEQ图\*ARABIC\s12系统建设层次系统的建设内容包括：图3SEQ图\*ARABIC\s13系统建设内容信息平台建设兼容现有交通设施全部功能，内容包括短信告知平台、GPS定位图像显示、事件分析报警、350M通信监听、总机电话录音、350M电台录音、大屏幕显示系统、室外诱导屏接入、所有在用点位数据（含视频）接入、系统监控接入、“监控平台”接入，保证接入平台带宽，接入平台符合公安部安全接入要求；违法证据处理一审、二审两次审核，可以接驳“六合一”接口；并与市公安局PGIS平台对接。技术选择概述对信息交换平台的设计和技术选型会影响整个ITMS是否能成功实施，因此在本节详细分析实现信息交换平台的技术，并选择本设计中所要使用的技术。信息交换平台是ITMS的各外场系统、交通信息系统、交通管理系统之间进行信息交换的桥梁，它完成交通信息的采集、处理、发布，以及交通控制，并实现交通管理的智能化。为了满足这些功能信息交换平台应具有如下性能：图3图3SEQ图\*ARABIC\s14平台功能分析下面是本章节选择信息交换平台技术的选择步骤，这个技术必须能满足上面所述信息交换平台应具有的性能的。图3图3SEQ图\*ARABIC\s15信息交换平台技术选择软件开发技术C++与windows底层接口技术过往车辆、违法车辆等数据由路口设备上传并存储于数据库的软件，是采用高效的C++技术平台进行开发，对于上传、入库等数据的检索，采用了基于“数据生成即被发现”的windows底层接口技术，保证了车辆多种数据入库的速度和效率。J2EE的MVC开发体系图片用中文图3SEQ图\*ARABIC\s16J2EE架构J2EE是一套全然不同于传统应用开发的技术架构，包含许多组件，主要可简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值。J2EE核心是一组技术规范与指南，其中所包含的各类组件、服务架构及技术层次，均有共通的标准及规格，让各种依循J2EE架构的不同平台之间，存在良好的兼容性，解决过去用户后端使用的信息产品彼此之间无法兼容，导致企业内部或外部难以互通的窘境。MVC(Model/View/Controller，即模型-视图-控制)模式是流行的软件设计模式，最早是在Smaltalk中出现。MVC包括三类对象。Model是应用对象，View是它在屏幕上的表示，Controller定义用户界面对用户输入的响应方式。现在已经被广泛的使用。MVC是一个设计模式，它强制性的使应用程序的输入、处理和输出分开。使用MVC应用程序被分成三个核心部件：模型、视图、控制器。它们各自处理自己的任务。如图：三层结构包含：表示层(Struts)，业务逻辑层(Spring)，数据访问层(Hibernate)数据访问层：图3SEQ图\*ARABIC\s17数据访问层主要是对原始数据（数据库或者文本文件等存放数据的形式）的操作层，而不是指原始数据，也就是说，是对数据的操作，而不是数据库,具体为业务逻辑层或表示层提供数据服务。业务逻辑层：主要是针对具体的问题的操作，也可以理解成对数据层的操作,对数据业务逻辑处理，如果说数据层是积木，那逻辑层就是对这些积木的搭建。表示层：图3SEQ图\*ARABIC\s18表示层主要表示WEB方式，也可以表示成WINFORM方式，WEB方式也可以表现成JSP的方式，如果逻辑层相当强大和完善，无论表现层如何定义和更改，逻辑层都能完善地提供服务。企业服务总线（ESB）企业服务总线(EnterpriseServiceBus，简称ESB)，是消息中间件的发展，采用了“总线”这样一种模式来管理和简化应用之间的集成拓扑结构，以开放标准为基础来支持应用之间在消息、事件和服务的级别上动态的互连互通。平台提供消息总线、消息路由、数据服务等服务，具体功能如下：传输协议支持多种传输协议，如File、FTP、JMS、TCP/IP、HTTP、SOAP、SMTP/POP3/IMP等。Web服务支持WebService服务，可将不同的系统及服务进行服务封装及整合。适配器适配器是面向SOA的ESB为解决系统之间的连接而开发的可重用的、统一的接口，适配器提供了一个抽象层，把应用基础设施的其余部分隔离开来，通过提供适配器对已包装的应用，数据库，文件，消息服务器。消息路由能以多种方式（推、拉、异步）传递，同时配以安全、事务，可信可靠操作，提供对消息状态的监控，保证消息传递的可靠性及完整性。数据转换平台通过定义好的映射文件，来完成消息在不同格式间的转换。消息间的映射可以是XML-XML，XML-非XML，非XML-XML，非XML-非XML的。集群化平台设计技术智能交通综合管控平台融合了全部的交通、治安数据，其稳定性和高效性必须能够得到保证，为此，我们采用了“集群”化的设计思路包括：车辆图片FTP服务的集群卡口数据上传软件的集群平台部署WebSphere集群数据库双机热备服务集群PGIS网格化应用技术智能交通综合管控平台采用的网格化车辆侦控和轨迹分析功能基于警用地理信息系统（P_GIS）的接口功能实现，且接口还支持其他WebGis技术，主要技术包括：地址匹配技术将地理位置信息输入计算机，由计算机对信息进行解析处理，并在相应的电子地图上将用户指定的位置进行定位显示。地址匹配技术的应用将大大提高数据资源的应用效率。WebGis技术利用Internet技术在Web上发布地理信息系统，在公安专网上的任何一个节点都可以浏览WebGIS站点中的地理信息，为地理数据开放和共享提供切实可行的技术。业务关联技术与现有的业务系统进行关联，实现信息的交换和共享，实现有效信息的抽取。预案管理技术勤务图形标绘功能提供丰富的图形标绘资源库，可以根据需要制作武警和公安领域的标图符号。建立于GIS平台基础上的数字化图形标绘，使标图更加准确、快速、简明、美观、实用。通过图形标绘可以准确快速地制作行动预案，对图形标绘的目标可以进行动态推演，从而能够更加有效地协助指挥者进行决策分析。智能交通综合管控平台采用的网格化车辆侦控和轨迹分析功能是基于PGis的接口功能实现，主要功能包括：车辆报警网格化车辆的布控报警可在PGis直接定位显示轨迹分析网格化车辆的轨迹分析具备网格化智能处理能力，即：轨迹是连续、动态、优化的展示，且采用了最优路径、最短路径等合理性算法进行实现。WebService开放的服务接口技术Webservice是一种构建应用程序的普遍模型，可以在任何支持网络通信的操作系统中实施运行；它是一种新的web应用程序分支，是自包含、自描述、模块化的应用，可以发布、定位、通过web调用。WebService是一个应用组件，它逻辑性的为其他应用程序提供数据与服务。各应用程序通过网络协议和规定的一些标准数据格式（Http，XML，Soap)来访问WebService，通过WebService内部执行得到所需结果。webservice的主要优势在：跨防火墙的通信；与操作系统、开发平台的无关；便于多个系统的整合和集成；提高软件和技术的可重用。AJAX技术AJAX全称为“AsynchronousJavaScriptandXML”（异步JavaScript和XML），是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术。我们在系统开发中，将应用ajax技术来解决当大量用户访问服务器时，服务器处理速度慢的问题。图3SEQ图\*ARABIC\s19传统web模型与Ajax模型对比传统的web应用允许用户填写表单，当提交表单时就向web服务器发送一个请求。服务器接收并处理传来的表单，然后返回一个新的网页。与此不同，AJAX应用可以仅向服务器发送并取回必需的数据，它使用SOAP或其它一些基于XML的webservice接口，并在客户端采用JavaScript处理来自服务器的响应。因为在服务器和浏览器之间交换的数据大量减少，结果我们就能看到响应更快的应用。同时很多的处理工作可以在发出请求的客户端机器上完成，所以Web服务器的处理时间也减少了，能够提升系统和工作的效率。流媒体技术智能交通综合管控平台包括了流媒体服务，流媒体服务是将所有卡口设备录像集中进行管理。流媒体服务平台可与录像机存储通过接口进行交互，其技术特点包括：跨网段监控录像获取卡口录像的集中检索短信服务接口技术短信发送程序，可采用C++技术实现，程序经过检索数据库消息记录，与预警参数进行比对，可对多项功能进行短信报警：设备故障报警嫌疑车辆报警统一身份及权限管理平台提供强大的统一身份及权限管理，为平台进行统一的用户权限管理提供支持；平台对权限的控制，基本上从三个维度进行：从部门、职级、特殊岗位（职务）来进行从系统角色来进行从软件本身的入口、功能、数据指标集来进行平台通过提供一个多维的权限控制模型来解决应用软件复杂的权限控制需求，使用权限分配工具通过这些途径就能够完成比较复杂的权限控制。平台可提供多种授权方式，具体包括：按职务级别进行授权按组织机构+职务级别授权按系统角色授权。一个用户可以具有多个系统角色，拥有这些系统角色的用户拥有这些系统角色下所有的权限。按组织授权，通过给组织分配角色，使得组织下的所有人员拥有该角色所有的权限。按用户组授权，用户组通过自定义规则进行定义。按照职务进行授权。综合信息系统集成平台的功能设计功能模块结构交通管理综合信息交换平台最主要的功能是整合现有的各子系统，即实现各交通信息的采集，并处理采集的信息，生成可发布、可查询的数据用于交通诱导和信息发布，同时生成交通管理用的数据用于交通管理。下面是交通管理综合信息交换平台的功能模块设计图。图3SEQ图\*ARABIC\s110平台分层次功能模块图功能模块设计设备控制设备控制的技术手段，主要包括交通监控摄像机、信号控制设备、交通诱导可变情报板设备、交通信息采集设备、大屏幕等。操作交通监控摄像机操作员通过操作交通监控摄像机，掌握实时路况；也可以通过操作交通监控摄像机交通警情发生地点的实时情况。当用户需要监控路况或者需要通过交通监控摄像机对某个交通警情进行确认时，启动本处理。系统显示有交通警情分布情况的GIS地图。用户可以通过点击GIS地图上交通警情图标调阅交通警情信息。系统提供有交通监控摄像机分布图层的GIS地图。系统提供监控点信息维护功能。用户可在GIS地图上，对监控点的坐标对应的摄像头编号、对应的预制位等信息进行维护。用户可以选择GIS地图上的交通监控摄像机图标，系统将指定的交通监控摄像机信号切换到视频输出端。默认情况下，系统将交通监控摄像机视频信号切换到座席显卡指定的视频输出屏幕。如果座席显卡指定的视频输出屏幕是管控大厅某个大屏幕显示单元，则系统在大屏幕相应显示单元中显示闭路电视信号。图3SEQ图\*ARABIC\s111系统监控录像查看信号控制日常的信号控制操作，由负责信号控制的值班员在交通信号控制系统的工作站上完成。不需要使用中心管控系统的功能。信号控制与其他指挥调度工作的协调，由值班员口头进行协作。如信号控制与可变情报板交通诱导信息发布之间的协作。信号控制方案与闭路电视监控方案、交通诱导方案的同步与协调，由值班主任以口头方式下达指挥简令，值班员执行指挥简令的方式来完成。集成管控系统不参与处理。值班员可以通过GIS地图选中某个路口控制机并切换到交通信号控制路口信息界面来监控。当值班员需要监视交通信号控制子系统的各个路口控制机的运行状态，启动本处理。系统提供有路口控制机分布图层的GIS地图。用户可以双击GIS地图上的路口控制机图标，系统将用户选定的路口控制机编号作为参数，传递给交通信号控制子系统中心控制界面，启动控制界面中显示指定路口信息界面。界面内容包括该路口控制机的工作状态、周期、相位、绿信比、相位差、其他参数值对。信号控制设备出现故障，GIS地图上相应坐标显示为故障状态，详细故障信息可在信号控制系统界面查看。图3SEQ图\*ARABIC\s112GIS界面监控交通流在交通警情处理、警保卫交通指挥、道路施工交通指挥、日常交通监控诱导中，管控中心和大队的值班员通过查看交通流检测系统检测和加工过的交通流信息，掌握实时的道路拥堵情况。可以是全面掌握道路拥堵情况，也可以是针对性了解某个地点附近道路的拥堵情况以确认交通警情。当用户需要了解道路拥堵情况时，启动本处理。系统显示有交通警情分布情况的GIS地图。用户可以通过点击GIS地图上交通警情图标调阅交通警情信息。系统提供有检测器分布信息的GIS地图。显示拥堵信息（拥堵地点、拥堵发生时间、拥堵级别等内容组成），在GIS地图中以不同颜色显示交通流信息。拥堵级别分为严重拥堵、一般拥堵、畅通等三个级别。突发事件报警：交通信息核心处理服务判断结果表明有突发事件发生时，则向值班员发出突发事件警报，由值班员执行相关的操作。突发事件信息主要由突发事件地点、突发事件发生的时间等内容组成。通行时间/速度预测：对于快速路，交通消息核心处理服务可以判断道路通行时间和速度。用户点击特定路段，可对通行时间/速度信息进行查询。通行时间/速度信息主要包括路段起点、终点、时间/速度等。预测的通行速度精确到整数，以Km/h为单位。预测的通行时间精确到分钟。用户可以双击GIS地图上的检测器图标，查看该检测器的工作参数（正常/故障/停用，检测器参数值对）。用户可以双击GIS地图上的某个路段，系统显示该路段各个车道速度、流量、队列长度。交通诱导交通诱导类型包括：可变情报板诱导信息发布、交警网站（外网）发布、交通电台发布。可变情报板诱导信息发布：值班员预定义或者即时录入可变情报板诱导信息；也可以是交通诱导系统对交通流检测的数据进行加工判断后形成交通诱导信息，在有值班员干预的情况下实现半自动可变情报板信息发布；向可变情报板系统手工发布信息的处理要求：当用户在交通警情处置、警保卫任务交通指挥等情况下，需要向外发布交通诱导信息时，启动本处理。系统显示有可变情报板分布图层的GIS地图。用户可以双击GIS地图上的可变情报板图标，系统显示该可变情报板的主要工作状态（状态类型、状态发生时间）、控制类型、控制值等参数的当前值，也可以显示该可变情报板正在执行的信息发布内容（图形类型、图形信息、第一屏文字、第二屏文字等）。并提示用户可以修改这些可变情报板工作参数和信息发布计划。用户录入新的发布集合，包括发布内容、显示时间、显示时长、优先级别，要求可变情报板系统中断正在执行的信息发布计划，按优先级高低显示新的显示内容。系统通过向可变情报板发送控制命令。如果控制成功，给出控制成功的提示；如果控制不成功，提示可变情报板系统反馈的错误信息。向交警网站（外网）发布信息的处理用户在获得交通流信息后同时选择是否将该条信息在交警网站（外网）发布；如用户确认发布，系统将该条信息发布到交警网站（外网）。向交通电台发布信息的处理用户在获得交通流信息和交通警情信息后，及在向可变情报板发布交通诱导信息时，可以同时选择是否将该条信息向交通电台发布；如用户确认发布，系统将该条信息发布到交警网站（外网）上。系统提供交通电台交通诱导信息发布手工录入界面，用户可以录入需要向交通电台发布的交通诱导信息：发布时间、信息内容。由交通电台工作人员通过交警网站（外网）的栏目查看。交通信息采集处理信息基础体系拓扑图：光纤传输网络光纤传输网络市公安局大队大队大队大队VESCCTV无线通信网络VDS视频矩阵互联网管控中心管控中心管控中心管控中心PDAGPS外部WebDMZ外场外场外场外场防火墙隔离网关路由器核心交换机光端机大屏幕VMS光端机SCATS服务器控制矩阵DVR主控键盘光端机交换机监视器光端机图3SEQ图\*ARABIC\s113信息基础体系拓扑图信息采集与交互（1）数据采集数据采集功能由系统后台完成，通过与各支撑系统建立标准的接口，实现交通流数据、业务信息、设备状态的采集和存储，形成共享数据中心，为交通管理综合应用平台提供数据支撑。主要包括：交通流数据：采集速度、流量、占有率等交通流参数；监控数据：采集现场影像信息；信号控制系统数据：采集交叉口车流及信号系统信息；违章车辆信息：采集违章车辆的车牌、图片等信息；卡口信息：采集通过卡口车辆的车牌、图片等信息；设备状态：采集设备的故障信息、故障处理信息；交通管理信息：交通事件信息、交通管制信息、占路施工信息等；其他信息：110和122信息、浮动车数据、公交优先数据等平台支持信息的人工录入，并为北京市未来相关ITS系统的数据接入预留接口（2）数据交互功能随着交通系统的不断完善和所覆盖交通管理业务的不断丰富，采集设备之间、采集设备与智能交通系统、智能交通系统之间的交互变得越来越复杂，两两互连的规模越来越大，将交互从业务系统中抽离出来，并以服务的形式实现信息交互，集成XML、WebService、API等技术，可以达到隐藏各系统内部数据结构、明确交互语义、规范交互接口等目的。采用开放的接口与视频监控系统、交通流自动检测系统、交通违法监测系统、旅行时间检测分析系统、交通信号控制系统、GPS车辆定位系统、交通诱导系统等支撑系统交互数据；信息包括控制信息数据和动态交通信息数据；建立开放的接口协议，将来提供给外网系统实时路况信息；数据交换须遵循相关国际及国家标准，包括：GB/T20606-2006智能运输系统数据字典要求GB/T20607-2006智能运输系统体系结构服务GB/T20611-2006智能运输系统中央数据登记簿数据管理机制要求系统所有违法记录将与全国公安交通管理综合应用平台对接信息处理/分析信息处理/分析是交通管理综合应用平台的核心部分，通过对各支撑子系统上传数据的挖掘，提取出交通状态信息，以及可供各级交通管理部门使用的业务信息，为指挥调度、辅助决策、公众出行提供数据支持。对采集交通流数据首先进行预处理，然后进行拥堵判断、突发事件判断，对同一路段不同数据进行融合，同时进行数据加工处理，保存在数据库中。通过视频检测器可以获得地点的平均车速、占有率、流量三个参数。这三个参数的数值反映了路段的交通状态。而通过这三个参数判断路段状态的拥堵判别算法自60年代开始就有人研究。其中经典的加州算法、McMaster算法等使用比较广泛。最近几年的研究成果表明，基于人工智能方法的判别方法在准确率和误判率上都要优于经典方法，人工智能方法中又以神经网络的使用最为广泛。根据输入数据的特点，判别算法又可以分为单截面判别算法和双截面判别算法。单截面算法判断的是截面附近路段的交通状态，而双截面判断的是两截面间路段的交通状态，其中两截面间路段必须是封闭的，无出入口的。根据目前道路状况以及检测器安装特点，拟采用双截面的加州算法和单截面、双截面的神经网络算法。这样既可以适应不能组成区间的单截面的交通状态判别，又能适应可以组成封闭区间的双截面的交通状态判别。由于检测设备的误差以及环境因素的影响，获得的三个检测参数存在噪声，通过对已安装的交通流检测设备观察试验证明了这一点。因此在进行判别之前，需要对检测数据进行预处理，通过滤波去噪声。加利福尼亚算法比较相邻检测站之间的交通流的相关参数，主要是比较环型线圈检测器获得的占有率数据。步骤如下：计算上下游检测器之间占有率的绝对差，和阈值T1比较，如果超过T1继续第二步。计算上下游之间占有率量测之差与上游占有率之比，和阈值T2比较，如果超过T2继续第三步。计算上下游之间占有率量测之差与下游占有率之比，和阈值T3进行比较，如果超过T3就预示着可能有拥堵发生，并重复第二步。如果再一次超过阈值，就表明有拥堵发生。基于神经网络的单截面、双截面拥堵判别算法分别以单截面、双截面的当前周期和上一周期的三个检测参数为输入，路段交通状态为输出。对于不同的输入维数，设置不同的隐层数。确定了神经网络结构后，通过采集的样本数据对神经网络进行训练。训练后的神经网络即可用于路段交通状态判别。数据融合由于交通流采集手段的多样性，使得这些数据包含的信息丰富程度不同，包含信息的种类不一样。进而表现为采集数据的数据结构也不一样。并且对于人工和机器采集的数据，其可信程度也是不一样的。根据系统数据的特点，不能照搬已有的各种数据融合算法，而必须根据数据的特点，根据现实规律，设计融合的逻辑，开发针对该系统的数据融合算法。首先读取从采集数据分析处理得到的路段交通状态信息。判断其来源和类型，与相同来源的数据进行融合。相同来源数据由于采集的时间不一样，前后会出现不一致。不一致主要体现在状态的不一致，以及路段位置的重叠。相同来源数据融合的原则是：以后到数据为准，更新路段状态，合并空间重叠的路段。对于不同来源的数据，其可信程度不一样，为此需要给不同来源的数据赋予不同的可信度。一个路段如果存在多种采集数据，并且这些采集数据的分析处理结果是不一致的或者空间上存在重叠，则以可信度高的数据的为准，取它为空间重叠部分的交通状态。数据加工主要对采集交通流数据按照1小时、周、月和年进行数据加工。数据保存计算出整条路日流量及高峰时段分布情况及日流量中大型车、中型车、小车数量；计算出路段的日流量、高峰时段分布情况及日流量中大型车、中型车、小车数量；计算出某路段实时交通流量、平均车速、饱和度；基于PGIS集成展示警用地理信息系统（PGIS）是北京市智能交通系统集成平台进行集成展示的基础，是用户与平台交互的界面，涵盖电子警察、卡口、动（静）态数据、信号系统、交通诱导、调度指挥、辅助决策、统计查询等功能的展示，具体包括：集成展示功能集成展示是基于PGIS的用户与平台交互界面，涵盖电子警察、卡口、动（静）态数据采集管理、信号系统、交通诱导、调度指挥、辅助决策、统计查询等功能的展示。具体包括：路口或路段视频监控图像信息；VMS上发布的实时信息，并可通过平台控制诱导信息的发布；交通流实时路况信息；交通信号系统的控制方式、控制状态、信号灯色等信息，并可以通过平台控制信号机，实现步进、相位驻留等控制功能；GPS车辆定位信息；目标车辆的行驶轨迹；交通管制路段信息；勤务路线信息；占路施工路段信息；重大活动、交通事件、天气情况等信息；电子地图功能本系统的电子地图，考虑到平台的交通管理特点，需要标注北京市城市的所有交通设施。系统对电子化地图和地图比例的要求为1：10000或1：2000的北京市电子地图、地理位置图和街道分布图。电子地图类型为矢量图或示意图。矢量图的具体建议格式和比例如下：格式：Shapefile矢量图比例：主要道路和路口采用1：2000或1：10000的比例尺如采用示意图，图示效果比矢量图更加美观。但信息点的经纬度位置将不准确，会影响GPS警车的位置动态显示。在本系统设计中建议采用标准的、开放的地理信息软件开发平台。交通设施平台中需要提供各个子系统的业务图层及属性信息，主要指各子系统的设备位置信息。每类设备应单独建立图层存储，便于显示和查看统计设备状态。包括：视频检测器的位置、编号、类别、所属系统等；交通信号控制器的位置及编号、类别、所属系统等；视频监控摄像机的位置及编号、类别、所属系统等；可变标志（诱导大屏）的位置及编号、类别、所属系统等；闯红灯、超速抓拍检测器的位置及编号、类别、所属系统等；卡口车牌识别检测器的位置及编号、类别、所属系统等。交通标志的位置及编号、类别等。指挥决策信息指挥决策信息主要提供进行数据查询统计的输入界面，以及比较分析结果的展示界面，具体包括：支队、大队民警的岗位、责任区和巡区信息；警员、警车基本信息；警员、警车当前勤务布局信息；警员、警车派勤安排、到位情况信息；交通运行状态统计信息；交通违法行为统计信息；事故分析信息；交通应急预案信息；交通组织与管控措施评价。路网图层根据路网结构、道路等级、实际交通状况、交通设施等因素划分路段，并能以单独图层存储，便于交通运行状态的显示。地图操作实现地图放大、缩小、漫游等基本功能。实现地图快速定位集成指挥调度交通警情处理使用事件驱动处理机制实现交通警情的处置。通过“110”转发警情、市民报警、自动报警等方式，指挥中心值班员获知交通警情信息并“填写交通警情单”，开始对交通警情的事件处理流程；系统管理交通警情单队列并协助指挥中心值班员实现在指挥中心、和“110”社会联动指挥中心之间“转发交通警情”；经过“确认交通警情”后，有可用预案方案时“使用指定预案/方案指挥调度”进行处警，没有可用预案方案时进行“无预案/方案指挥调度”进行处警，“记录处警过程”并向合适的报告对象进行“报告”；处警完毕后“填报交通警情处置结果”并“关闭交通警情”，完成整个的事件处理流程。处警的全过程，值班员都可以通过“信息查询”实时掌握指挥调度需要的各种信息；系统接近实时地向“110”接处警系统反馈警情信息和处置信息；可以使用预定义的预案、方案进行交通警情的处置。图3SEQ图\*ARABIC\s114交通警情处理界面示例警卫任务执行制作与调整警卫路线图调度室特勤或者是值班员，可以根据某个警卫任务要求，定义警卫路线图；也可以在平时定义一些警卫路线图，丰富警卫路线库以便在有警卫任务的时候能快速定义。当特勤人员接到警卫任务需要制作本次警卫任务的路线图，或者是特勤人员在平时按照自己的经验制作路线图以丰富警卫图库时，启动本处理。1.用户可以通过路线名称、起点、终点、警卫级别，来查询警卫图库里的警卫路线图。系统调出与查询条件相似的警卫路线图，用户可以在旧警卫路线图的基础上编辑出新的警卫路线图。2.用户录入本次制作的警卫路线图的标引项目：路段名称、警卫级别、路线经过的监控点、VMS发布点、警力部署点、中途停留点、中途停留时间等。3.用户可以使用相同的方法，编辑一条或者多条备用路线。备用路线和主路线可以叠加显示和打印。4.系统检查警卫路线的合理性（主要检查是否能连接成线）。检查通过后系统保存警卫路线，在警力路线图库中产生一新的警卫路线图。制作与调整闭路电视方案1.当值班员需要为某个交通调度方案定义闭路电视监控子方案，或者专门针对某个独立的目的，需要预定义闭路电视的使用方法或调整已经存在的闭路电视监控方案。2.用户录入闭路电视监控方案文本内容和方案的标引项（方案名称、适用条件、关键字）。3.系统显示包含交通设施之闭路电视分布点分布图层的地图。4.用户按照一定的时序，逐个定义闭路电视方案中的操作的内容。即操作编号、启用条件（如时间触发、手工触发等）、优先级别、指定使用的摄像机、使用时长、控制参数（显示输出参数、预制位参数）、操作说明：5.用户选中摄像机后，系统提示可以编辑与该摄像机相关的控制参数（显示输出参数、预制位编号）、使用时长等；6.系统逐个将用户定义好的操作放入操作列表中。并在列表中显示操作的概要信息（操作序号、摄像机号、预制位号、操作时间）7.用户可以选中操作列表中某个操作，系统会在地图上突出显示该操作使用的摄像机，用户可以重新定义操作中的各个参数。8.用户可以在操作列表中调整操作的顺序和时间。9.定义好的操作可以在“执行闭路电视监控方案”中执行。10.处理完毕后，系统产生新的闭路电视监控方案，该方案可以与某个交通调度方案关联、可以打印输出、可以在满足启用条件时由系统辅助执行。制作与调整交通诱导方案交通诱导方案可以是某个交通调度方案的子方案，也可以是为了解决某个独立问题（如上班高峰的某个区域的交通诱导、针对某个路口可能发生的交通事故进行交通诱导）而独立存在的方案。方案由调度室值班员负责制作和调整。交通诱导方案中，主要是定义了通过可变情报板进行交通诱导的主要参数。当值班员需要为某个交通调度方案定义交通诱导子方案，或者专门针对某个独立的目的，需要预定义交通诱导的方法或调整已经存在的交通诱导方法时，启动本处理。1.用户录入交通诱导方案文本内容和方案的标引项（方案名称、目的、启用条件、适用条件、关键字、优先级别）。2.系统显示包含交通设施之可变情报板分布图层的地图。3.用户按照一定的时序，逐个定义交通诱导方案中的操作的内容。即操作编号、启用时间、优先级别、指定使用的可变情报板、使用时长、控制类型、控制终了状态，图形区域发布内容、文字区域发布内容：4.用户选中可变情报板后，系统提示可以编辑的控制参数（VMS控制参数值对）；5.系统逐个将用户定义好的操作放入发布指令组中。6.用户可以选中某个操作，系统会在地图上突出显示该操作使用的可变情报板，用户可以重新定义操作中的各个参数。7.用户可以调整发布指令组中各项操作的顺序和时间。8.定义好的操作可以在“执行交通诱导方案”中执行。9.处理完毕后，系统产生新的交通诱导方案，该方案可以与某个交通调度方案关联、可以打印输出、可以在满足启用条件时由系统辅助执行。制作与调整警力配置方案警力配置方案可以是某个交通调度方案的子方案，也可以是为了解决某个独立问题（如安排某个路段上班高峰的现场交通调度警力）而独立存在的方案。调度室的值班员制定和调整，并保证警力配置方案与警力资源管理的一致。当值班员需要为某个交通调度方案定义警力配置子方案，或者专门针对某个独立的目的，需要预定义警力安排与部署或调整已经存在的警力安排与部署时，启动本处理。1.用户录入警力配置方案文本内容和方案的标引项（方案名称、目的、启用条件、适用条件（如警卫级别）、关键字、优先级别）。系统显示包含岗位分布图层的地图。2.用户调用勤务安排中的功能，实现对民警、警车特定时段在特定岗位上的部署。3.定义好的操作，可以在界面进行预演，模拟时钟加速倍数可配置。4.定义好的操作，可以在“执行警力配置方案中执行”。5.处理完毕后，系统产生新的警力配置方案，该方案可以与某个交通调度方案关联、可以打印输出、可以在满足启用条件时由系统辅助执行。查询和调度查询和调度包括：警力的查询和调度、协助单位的查询和调度。从管理上来说但是只能对辖区警力进行调动。警力的查询和调度主要手段主要以“350M集群通话系统”为基础，呼叫执勤民警，通知到达现场处理警。呼叫同时，系统显示包含警员/警车定位信息图层的GIS地图，并显示警力条件查询提示（可以按照地点、警员编号、警车编号，警员/警车所属单位进行警力查询）；用户可以按照系统提供的两种方式分别查询或者组合应用查询警力分布情况：用户在GIS地图上，通过GIS地图标准操作，以图形形式查询事发地点附近的警车分布及执勤状态；用户按照系统提示输入地点、警员编号、警车编号，警员/警车所属单位的任何一个内容或者是几个内容的组合，要求系统进行查询。系统在GIS地图上显示查询的警员/警车分布情况；用户选择要调度的警车/警员标志；系统显示警车/警员的电台呼号和呼出的操作按钮；协作单位的查询和调度指挥调度过程中与相关单位协作，并通过合适的方式向协作单位传递协作信息。通过GIS地图显示协作单位标志图层；显示协作单位的基本信息，主要是单位名、业务类型、联系人、联系电话号码；呼出电话，系统通过自动拨号呼叫目标协作单位的电话号码呼号，接通后用户通过电话联系说明情况。用户也可以手工拨打协作单位的电话。图3SEQ图\*ARABIC\s115指挥调度界面示例查询道路施工信息值班员交通调度所有过程中（包括日常交通监控诱导、交通警情处置、警卫任务交通调度等），都可以通过系统来查询道路施工信息。系统显示包含道路施工信息图层的地图，并显示道路施工查询提示（可以按照施工地点、道路名称，施工单位名称、联系人、联系方式、施工类型、施工时间、影响范围等进行查询）。预案方案管理交通管理预案建立各个预案文件（如突发事件预案、警卫交通管理指挥预案、保卫任务交通管理指挥预案），需要中心或大队的值班员整理录入到系统中，并进行标引。在指挥调度过程中，可以随时查询调阅。查询交通管理预案“录入预案”后，系统预案库中保存有多个预案文本，数据交换中心或大队的值班员可以在“启用预案/方案”中为指挥调度提供参考。也可以通过查询从预案库中调阅、打印预案。制作交通管理方案用户需要对这三种情况（事件）进行研究并制定交通管理方案：用户针对某个突发性事件（可能的交通警情、突发事件等）产生的交通拥堵；周期性拥堵、道路施工产生的交通拥堵；警保卫任务，细化制定详细的警力配置方案、装备设施配置方案。警卫任务交通管理，需要“制作警卫路线图”和“保卫区域图”；优化交通管理方案对交通管理方案库里的方案进行修改（优化）。通过方案的标引信息：方案类别、方案标题、适用情况、适用时间、启用条件、关键字，从交通管理方案库内调出某个方案进行修改；修改交通管理方案的标引信息和详细文本内容：方案类别、方案标题、适用情况、适用时间、启用条件、关键字和详细操作步骤说明文本及操作指令；修改由系统辅助执行的子方案，通过“制作交通视频监控方案”、“制作交通诱导方案”、“制作警力配置方案”、“制作相关单位协作方案”来修改相关的子方案。平台非功能性设计系统数据精度要求时间数据：要能够精确到秒；GIS经纬度数据：对于GIS的经纬度一般要精确到小数点后8位；GIS地图的显示：使用矢量地图。时间响应特性要求视频监控画面的刷新要求：每秒25帧以上的刷新率。查询的响应要求本系统数据查询响应要求：一般业务查询，总历时小于5秒。对于日、周、月的统计性查询，总历时小于20秒；外场系统实时数据刷新要求：外场系统的实时数据采集到达集成指挥调度平台，延时小于15秒；交通管理业务系统数据查询响应要求：一般条件查询，总历时少于10秒。对于日、周、月的统计性查询，总历时小于20秒。指令响应要求外场系统控制指令响应要求：从向外场系统发布控制指令始，到外场系统返回执行结果，总历时小于8秒；平台参数设置响应要求：从向平台发送参数设置指令始，到平台返回执行结果，总历时小于8秒。对GIS操作的响应要求地名查询响应要求：总历时小于5秒；地图放大（缩小）响应要求：总历时小于3秒；距离计算响应要求：总历时小于3秒；路径选择响应要求。总历时小于3秒。对视频切换的响应要求：从向视频控制主机发送视频切换指令到新画面切换到座席显示器（或者是指定大屏幕）的时间，小于5秒。对大屏幕切换的响应要求：从大屏幕控制程序界面执行切换大屏幕的指令到大屏幕切换完毕的时间，小于8秒。对“110”交通警情的响应要求从“110”接收交通警情：从“110”社会联动中心系统发送交通警情信息，到集成指挥调度平台接收并提示交通警情信息，总历时小于10秒；向“110”发送交通警情处理情况：平台处理完交通警情单后，到“110”社会联动中心系统接收到交通警情处理情况，总历时小于10秒。系统容量系统支持终端数总数最少5000个，其中并发终端总数最少1000个。交通警情单的处理数量，每日平均值最少30000单。（保卫、警卫的业务数据量较交通警情单少，不单独计算）。系统联机保存1年的业务数据（主要是交通警情单处理相关数据），1年以上的业务数据进行脱机转存处理。其中预案/方案联机保存3年以上。最少支持5年、每年有25%业务量增加的发展。平台内部接口设计接口图图3SEQ图\*ARABIC\s116平台接口图接口功能描述设备数据交换接口主要采集交通视频监控、交通违法抓拍、交通信息采集及交通信号控制等，设备故障、状态信息；下发配置参数：采集周期、上传周期等；接口实现方式 Socket消息。 信息采集接口主要采集交通信息、信号控制机数据库交通流数据。接口实现方式 Socket消息。 信息发布接口主要发布实时交通信息、突发事件等信息。接口实现方式 Socket消息。 信息发布接口主要发布实时交通信息、突发事件等信息。接口实现方式 Socket消息。 GPS信息采集接口接收警车定位信息：发布的警车定位信息。接口实现方式 Socket消息。接处警信息交换接口向“110接处警系统”的“110接处警信息交互接口”进行签到。接口实现方式 Socket消息。大屏幕控制接口通过大屏幕控制器提供的接口，在大屏幕控制器既有显示模式设置的基础上，通过改变大屏幕控制器的信号源输入实现改变大屏幕上显示内容的切换。接口实现方式 Socket消息。地图操作接口通过GIS系统的接口，显示内容。接口实现方式 Socket消息。与非公安信息系统的数据交换平台对外联系目标及对策智能交通管理指挥系统不是一个孤立的系统，需要与外部系统交换信息，因此，我们需要明确的目标和对策，指导与外部系统的联系。表3表3SEQ表\*ARABIC\s11系统对外联系目标与对策对外联系背景智能交通管理系统不是一个孤立的系统，需要与外部系统交换信息。与ITMS系统有联系的外部结构主要有银行，电台，电视台，气象台，以及其他智能交通系统。而ITMS系统要对外发布的系统主要有交通管理网站及其他对外业务。这些结构和系统都需要通过非公安平台实现与ITMS的信息交换。图3图3SEQ图\*ARABIC\s117系统与其他系统的联系非公安平台的作用是从信息交换平台接受的信息再转发给各非公安系统，再从各非公安系统接受的信息转发给信息交换平台。通过非公安平台来实现与非公安系统的信息交换是因为国家公安部规定，公安计算机网络与其他网络特别是国际互联网必须进行物理隔离。因此采用国家公安部认可的公安网范围内使用的“数据安全交换网关”。通过非公安平台对外联系的信息有三种，一种是数据信息，一种是图像信息，另一种是文件。有三种实现方式：1）数据库数据的传输；2）视频数据的传输，3）文件传输。总体实现概要对外联系有三种类型的信息，一种是数据信息，一种是图像信息，另一种是文件。有三种实现方式：1）数据库数据的传输；2）视频数据的传输，3）文件传输。下图是其实现原理图：图3图3SEQ图\*ARABIC\s118系统与其他系统实现联系的原理1）视频数据目前还没有一个成熟的产品可以实现视频数据的物理隔离，同时由于视频网络的独立性，考虑通过防火墙传输到电视台。2）数据库数据从内部到外部：所有的系统的数据首先通过交通管理综合平台的对外接口，传输需要交换的数据到非公安平台的前置数据库，然后前置数据库通过安全隔离网闸，传输到各非公安系统的前置数据库。从外部到内部：从非公安系统的数据首先传输到其前置数据库，然后通过安全隔离网闸传输到非公安系统的前置数据库，然后通过交通管理综合平台的对外接口，传输到各应用的数据库。采用了安全隔离网闸的数据库交换模块，同时需要在交通管理综合平台设计一个对外接口。3）文件数据主要针对网站的图像播放文件，在内部，首先通过编码，视频数据转换成3～5分钟的高压缩率的视频播放文件，然后传输到前置的文件服务器的共享目录，通过安全隔离网闸的文件交换模块，就可以传输到网站的文件服务器。数据安全交换网关国家公安部规定，公安计算机网络与其他网络，特别是国际互联网Internet必须进行物理隔离。如确需要与其他非公安信息系统进行数据交换，可以采用经国家公安部认可在公安网范围内使用的“数据安全交换网关”。

电子警察系统系统概况“电子警察”的应用是道路交通管理中体现“科技强警”的一项重要举措，他一方面能够缓解日益繁忙的交通勤务管理与警力严重不足之间的矛盾，同时在一定程度上消除了道路交通管理在时间和空间上的“盲点”，有效地抑制了机动车驾驶员的违章行为。实践证明“电子警察”的应用取得了良好的社会效应，不但改善了交通效率，对道路交通事故的降低也起到了积极的作用。几年来，一方面“电子警察”在技术上不断改进，功能上不断完善，性能上不断提高，逐渐成为一种成熟产品；另一方面，在管理上采取了一系列措施，使得“电子警察”的应用日趋完善，逐渐成为道路交通管理队伍中重要的一员。布点选择选择策略建设闯红灯电子警察系统的目的简单来讲就是为了满足确保交通安全的需要。违法抓拍选点要充分考虑到各地点的交通事故发生频率、道路几何构造和交通流特性，具体的选点策略如下：优先选定交通事故多发地点；考虑道路几何构造及交通特性，将监摄效率最大化；与已建设系统的有效连接集成及防止重复投资。选择原则安装地点选择原则如下：优先选定交通事故多发地段和重要交通违法抓拍地段：大车多，通行速度高的区间；各个时间段交通量变化大的区间；安全隐患高的人行横道附近；重要的机关、学校、医院和大型商业中心等需要重点监测的路口和路段；城市出入口交通比较混杂的路口和路段；合流或分流地段；交通事故发生率高和交通事故危害度大的地点。考虑实用性、通用性及经济性，分析现有的违法抓拍系统及未来的扩展计划，可以最大化提高监测效率的地点；其他有潜在的交通事故发生要素的地点；不妨碍主要交通诱导设施正常运作的地点；现场安装条件(电源及通信)方便的地点。系统技术路线前端设备技术分析主流电子警察方案前端设备对比分析目前，电子警察系统各方面技术迅速发展，不同的厂家使用不同的技术组合，形成了多种多样的电子警察系统方案。整体而言，电子警察系统的发展方向为：图像采集技术由标清系统向高清系统发展，视频检测技术日渐成为主流，控制处理系统向高度集成化发展，系统功能突破单项违法检测，向多功能检测功方面发展；采用高效节能产品。现在就市场上流行的几种电子警察方案进行对比分析，以寻找适合北京市电子警察监控系统。对比表见。对比方案抓拍设备配置车辆检测方式/红绿灯检测方式夜间补光方案视频监控功能抓拍图片执法说服力可实现监测功能方案不足标清相机视频触发+高清抓拍摄像机+工控机高清摄像机（200万像素2车道，500万像素3车道）+一台标清全景摄像机视频触发/红灯信号检测器闪光灯视频流畅，25fps，分辨率768x576可在一张图片上清晰拍摄完整的闯红灯三要素，违法过程不清楚闯红灯，逆行，非机动车，压黄线，违法左右转标清录像，视频不够清晰，闪光灯造成光污染线圈触发+高清摄相机抓拍+工控机200万摄像机覆2车道，500万摄像机覆盖3车道线圈触发/视频检测红绿灯，具有信号灯相位同步功能闪光灯/LED频闪灯可选24小时高清视频录像功能，编码格式为H.264记录三张不同位置的高清全景图像显示违法过程；红绿灯颜色显示准确闯红灯记录功能、卡口记录功能、速度测定功能、号牌识别功能需要切割路面埋设线圈，线圈使用寿命短视频触发+高清摄相机+工控机200万摄像机覆盖2车道，500万C摄像机覆盖单向3车道视频触发/视频检测红绿灯，具有信号灯相位同步功能LED常亮灯/频闪灯24小时高清视频录像，编码格式为H.264记录三张不同位置的高清全景图像显示违法过程；红绿灯颜色显示准确闯红灯记录功能、卡口记录功能、速度测定功能、号牌识别工控机系统功耗高，体积大视频触发+DSP嵌入式控制200万摄像机覆盖2车道，500万摄像机覆盖单向3车道视频触发/视频检测红绿灯，具有信号灯相位同步功能红外灯加频闪灯复合补光实现24小时高清视频录像，编码格式为H.264记录三张不同位置的高清全景图像显示违法过程；红绿灯颜色显示准确闯红灯记录功能、卡口记录、速度测定、号牌识别、车流检测前端需要多台处理主机全功能一体机200万摄像机覆盖单向2车道，500万C摄像机覆盖单向3车道视频触发/视频检测红绿灯，具有信号灯相位同步功能LED闪光灯/频闪灯24小时高清视频录像，编码格式为主流H.264记录三张不同位置的高清全景图像显示违法过程；红绿灯颜色显示准确闯红灯记录功能、卡口记录、测速、号牌识别、车流检测不宜解决大量数量的存储问题表STYLEREF1\s4SEQ表\*ARABIC\s11电子警车系统对比表传感芯片成像芯片是相机高清摄像机的重要器件，目前高清摄像机中主要采用的两类光电传感芯片分别为CCD芯片和CMOS芯片。CCD是ChargeCoupledDevice（电荷耦合器件）的缩写，CMOS是ComplementaryMetal-Oxide-SemiconductorTransistor，无论是CCD还是CMOS，他们的作用都是通过光电效应将光信号转换成电信号（电压/电流），进行存储以获得图像。CCD和CMOS基本成像过程是相同的：光电转换，将入射光信号转换成电信号；电荷收集，以一定的形式收集并贮存代表入射光能量的电荷信号；信号转换与输出，CCD以模拟信号的形式输出，CMOS可以直接输出数字信号。它们的区别在于采用不同的方式和机制来实现以上功能。由于实现技术的不同，使得CCD与CMOS各有特点。CCD成像技术的优势在于灵敏度高、噪声低、动态范围高、图像质量好、快门速度快、像元响应一致性高；劣势在于成本高、速度低、窗口受限、系统复杂度高、功耗高。CMOS成像技术的优势在于芯片价格低，动态范围高，可连续或随机输出，成像速度快，芯片制作工艺简单，耗电量低。劣势在于图像质量低，灵敏度低，噪声高，像元响应不均匀，快门不可控，拍摄快速移动的物体时图像扭曲。经过行业一些专业的测验，对于CCD成像技术和CMOS成像技术的测验结果如下：图4SEQ图\*ARABIC\s11CMOS相机与CCD相机白天成像效果对比图4SEQ图\*ARABIC\s12CMOS相机与CCD相机晚上成像效果对比从以上对照相片可以看出，CCD成像效果细腻自然，夜间成像效果好，灵敏度高，噪声低。考虑到交通监控需全天24小时不间断高清成像的要求，使用CCD摄像机是非常有必要的。基于高清图像处理技术的采集手段电子警察是随着科技的发展而产生的，是时代的产物，这也决定了其必然会随着科学技术的发展不断进步，不断发展。随着光学技术的不断发展，作为电子警察系统最基础的也是最重要的前端信息采集设备——相机，也在快速发展。智能交通行业来讲，行业所用标清摄像机一般是指摄像机像素在40W左右，视频格式为分辨率在400线左右的VCD、DVD、电视节目等标清视频格式，图片分辨率最大为768×576。图像质量较差、视野窄，严重影响了系统的整体性能。当需要拍清楚车牌时，无法拍到整个车身；而拍到了整个车身却看不清车牌，因此单个相机最多只能负责一个车道，往往造成一根杆子上需要架设多个摄像机，引起施工安装以及设备维护的不便；同时模糊的图像也对案件侦破或者违章处罚的事后取证带来了不便。随着高清摄像机的发展，标清电子警察系统正在慢慢退出历史的舞台。图4SEQ图\*ARABIC\s1340W标清效果图图4SEQ图\*ARABIC\s14500万像素高清效果图高清摄像机一般是指相机像素在百万像素以上，电子警察常用的高清摄像机目前一般为200万像素、500万像素，也有少量使用130万像素、300万像素。视频格式一般为720P、1080P，图片格式为1600x1200、2540x1920等。高清摄像机像素大幅度提高，画质清晰流畅，画面细节清晰可见。画面视野宽阔，监测范围大，200万高清摄像机可监测2车道，500万像素高清摄像机可监测3车道。基于动态视频识别技术的车辆捕获传统视频车辆检测技术使用虚拟线圈的检测方式。其工作严原理是在视频检测范围内划定虚拟线圈，车辆进入检测区域使背景灰度发生变化，从而感知车辆的存在，捕获车辆，并以此检测车辆的流量和速度。在红灯状态下，系统检测到有车辆通过则触发抓拍相机进行抓拍。这种检测方式只针对虚拟线圈所标识的区域进行分析计算，无法处理车辆被遮挡和车速较快的情况，对车辆捕获率低，误触发率高。并且对光照和天气变化非常敏感，对环境适应能力比较差。全视域目标动态跟踪视频检测技术，采用国际领先的计算机智能跟踪算法，对高清视频流中的每一辆车都能进行实时跟踪并记录其运动轨迹，根据车辆运动轨迹智能判断车辆行驶方法，自动识别车辆违法过程。此种检测系统的主要原理及使用的技术为：系统采用一种综合性混合优化的计算机人工智能算法，利用大量学习样本，加入了在线学习模块，采用最新的反馈型学习模型来自适应环境的变化，提高了系统对环境的适应能力；其次本系统在时间轴上对图像信息密集采样，对每一帧的全景信息进行实时分析计算，用一种完全基于学习的多种特征融合的车辆定位新算法对图像进行车辆定位，判别出真正的车辆，进行车辆锁定并对锁定的车辆进行实时跟踪。然后得到车辆的精确位置以及车辆运动的矢量轨迹曲线图。由于本系统基于车辆轨迹跟踪，从而可以判断不按规定车道行驶的行为。另外基于轨迹跟踪，可以判断直带右和右行车道直行闯红灯的违法行为。对比虚拟线圈视频检测技术只是把识别的目标限定在虚拟线圈所标识的区域，而使得系统对光照和环境的变化非常敏感，检测率较低。全视域动态跟踪视频检测技术则结合对虚拟线圈所标识的区域信息的识别处理和车辆的运动矢量轨迹两方面的信息来对车辆是否闯红灯进行判断，这样就大大的提高了对环境变化的适应能力，综合分析各种噪声的整体特征和局部特征，并采用国际上先进的计算机启发式混合智能优化算法，实现对各种噪声的过滤和衰弱。经大量实验分析，该算法对噪声的滤除作用明显，对摄像机的系统噪声、车辆以及树木等等的阴影、行人、非机动车辆、公交车道行驶的公交车辆、夜晚车辆大灯、大雨、雪、地面有水时的反光等等各种环境干扰都有很好的滤除和衰减作用，大大提高了系统的捕获正确有效率。对比项目全视域动态跟踪视频检测技术虚拟线圈视频识别技术车辆捕获率>98%>95%非机动车与行人捕获率>98%>90%,误触发高跟车漏车捕获可以捕获比较困难受光照、阴影影响较小较大抗抖动性好差表4SEQ表\*ARABIC\s12虚拟线圈检测与全视频动态跟踪技术性能对比基于高清技术的车牌自动识别技术车牌识别技术一般过程为图像预处理、车牌定位、二值转换、车牌分类、车牌分割、字符识别、结果优化等过程。要准确识别一个车牌，车牌水平宽度在图像中所占的大小因不低于100像素，而以前标清图片，每个车牌所占的像素一般为80-90个像素点，车牌识别准确率不高；而在高清图像中每个车牌所占的像素通常可保证在1