智慧交通综合运行解决方案.docx

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智慧交通综合运行解决方案

智慧交通运行综合管理

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解决方案

第一章背景及需求1

1.1形势与背景1

1.1.1交通综合行政执法存在诸多困难1

1.1.2基于视频的应急处理能力急需提升1

1.1.3交通运输全景检测诉求强烈2

1.2需求分析4

1.2.1强化前端行政执法证据链需求4

1.2.2整合交通视频监控资源需求4

1.2.3城市交通运输运行监测与指挥调度系统建设需求5

第二章系统整体设计6

2.1交通局子行业总体建设规划6

2.2围绕TOCC建设交通检测与应急指挥中心7

第三章视频联网系统建设规划9

3.1总体联网架构9

3.1.1系统拓扌卜9

3.1.2前端设备接入10

3.1.3下级平台接入12

3.1.4其它平台对接与共拿13

3.2传输网络设计14

3.2.1网络需求分析15

3.2.2系统拓扑16

3.2.3系统架构16

3.2.4设备选用标准17

第四章移动执法系统建设规划19

4.1设计思路19

4.2系统架构19

4.3系统组成20

4.3.1移动终端系统20

4.3.2中心管理平台20

4.4接入视频联网系统20

笫五章综合交通运输运行协调和应急指挥平台（TOCC）建设规划22

5.1设计思路22

5.2建设思路22

5.3业务构架23

5.4技术架构24

5.5数据中心云架构25

5.6数据资源池设计25

5.6.1综合交通运彳亍监测数据》也25

5.6.2应急资源数据池27

5.6.3数据接入和融合步骤28

5.7系统难点及解决方案攻克28

5.7.1开放灵活的系统架构28

5.7.2强大的数据资源整合29

5.7.3大数据量处理及动态地图展示29

5.7.4Web页面显示性能提升30

5.7.5视频结构化数据获取31

5.8交通运行监测功能31

5.8.1城市路网运行状态监测功能31

5.8.2公共交通运行状态监测功能35

5.8.3城际交通运行监测功能42

5.8.4静态交通运行监测功能45

5.9交通指挥调度功能45

5.9.1应急工作范围45

5.9.2系统结构图46

5.9.3应急资源的日常管理系统47

5.9.4应急处置人员信息管理功能48

5.9.5资源管理系统48

5.9.6预案库管理功能49

5.9.7应急事件处置系统49

5.9.8系统管理50

5.9.9移动终端应急应用51

5.10交通行政综合执法51

5.10.1行政综合执法设计思路51

5.10.2执法协同办案51

5.10.3执法监督与评议53

5.10.4执法数据分析研判53

5.10.5移动执法综合管理54

5.11交通信息服务55

5.12交通仿真与辅助决策55

5.13大屏显示功能56

5.13.1显示系统配置56

5.13.2大屏显示56

5.13.3大屏展示内容57

图片目录

图1.联网系统整体拓扑图9

图2.标准设备接入示意图11

图3.非标准设备接入示意图11

图4.标准平台接入示意图12

图5.非标平台接入示意图13

图6.与公安监控平台对接示意图14

图7.与其它业务系统/平台对接示意图14

图8.传输网络系统拓扑图16

图9.视频联网系统架构图17

图10.移动执法系统架构图19

图笛.车载、单兵设备接入21

图12.TOCC业务架构图23

图13.TOCC技术架构图24

图14.数据中心云架构图25

图15.实时路况监测32

图16.区域交通监测33

图17.交通状况分析34

图18.交通拥堵指数分析34

图19.拥堵路段分析35

图20.公共交通运行监测36

图21.公共交通客流分析37

图22.公交运行状态监测38

图23.公交运行速度分析38

图24.公交站点客流统计39

图25.出租车运行状态监测40

图26.出租车空载率分析41

图27.城际交通运行监测43

图28.高速公路流量统计44

第一章背景及需求

1.1形势与背景

1.1.1交通综合行政执法存在诸多困难

＞执法力量不足

交通综合执法机构成立后，使用行政执法专项编制，按照公务员的管理方式进行管理，这必然导致改革后的执法人员编制紧张。

改革后的综合执法机构要承担路政、运政、稽征、港航等繁重的执法任务，再加上人手不够、经费紧张、执法力量远远不能满足工作需要，需要利用先进的科技装备提高执法效率,解决执法人力不足的矛盾。

＞缺乏执法过程协调、监督手段

交通综合执法改革的一个最大难点就是综合执法机构与交通主管部门和儿个业务管理机构之间的指挥和协调问题。

山于各部门独立管理、信息不能有效共享，综合执法时组织协调困难。

由于机构复杂、通信手段单一，造成指挥不畅。

此外，执法人员同时面对路政、运政、港航等多个领域，既担心执法不严，乂担心业务不熟，执法过程中出现妣漏，各部门难以有效监督，规范执法行为。

因此交通综合执法部门需要新的指挥调度和可视化监督手段。

＞违法取证困难，易引发纠纷

交通综合行政执法项U多、环境复杂，很多违法行为取证困难。

山于法律法规并没有赋予强制性措施的权力，在执法过程中，执法人员常常遇到违法当事人拒不承认违法事实，乂不配合调查取证的情况，容易引发纠纷，激化矛盾。

若被录像并发到互联网上，还可能带来更大的负面影响。

因此，交通综合执法部门还需要便捷可幕的违法取证工具和手段。

1.1.2基于视频的应急处理能力急需提升

1）目前大部分地市交通局下属部门、单位、各区（县）、企业等都已根据自身业务需求建设了视频监控系统和平台，但也有一部分单位尚未建设；

2）已建的视频监控平台基本上还是各自为政、独立运行、独自维护，形成多个信息孤岛；

3）城市交通运输视频监控平台联网的建设丄作还未大范圉开展，前端设备与平台之间对接协议不统一；

4）新建监控系统的规划、设讣、设备选型没有统一的规范和标准指导，加大了整合难度，联网改造易形成重复建设，造成浪费；

而从应急处置的角度来看：

交通应急指挥必须先解决“看得到”的问题，其中监控图像接入和视频远程指挥无疑是最重要的两个部分，就像人类的视觉系统和大脑分析系统，可以起到事先判断分析、事后取证的作用，同时起到远程支持、远程会商的作用。

1.1.3交通运输全景检测诉求强烈

交通运输体系信息化建设复杂，拥有类似出租车监控平台、两客一危平台、决策分析平台、路网交通指数平台、运政管理平台、公交调度平台、交通信息服务平台等多套应用系统，各系统独立运行，系统产生的应用数据山各系统独立管理，数据分别位于不同的服务器上，存在信息系统建设分散、数据互不交换等问题，难以对数据进行有效利用，具体总结如下：

1）部门间信息共享程度低

下属单位、部门数量较多，其信息化、数据系统多数山不同的软件公司在不同时期开发，系统独立运行且不能互联互通，存在信息孤岛现象，导致交通数据呈现碎片化分布、信息利用率低且融合程度差，各部门间缺乏有效的信息沟通和共享。

2）交通数据格式标准不统一

交通业务系统之间的数据有交义和重复，数据结构、数据传输方式等均不尽一致，既有存储在数据库中的结构化数据，也有存储在数据库中的GIS数据以及存储在文件系统的中的数据文件等，难以保证数据的准确性和一致性，不利于数据的综合分析及价值挖掘。

同时应用系统各数据存储单元独立分布，不利于数据服务器的管理。

3）交通信息资源采集设施不足

现有的信息化系统所釆集的信息以及信息种类比较单一，对车流、人流、路况的实时采集设施较少，无法形成有效综合服务和应急指挥，行业动态监测主要以单点的感知信号、视频信号、单系统GPS信息为主，交通基础信息感知设备部署范圉有限，信息采集在深度和广度上不足，覆盖范II也远远没有达到全行业系统化运行的管理的需要，造成监管方式较为单一。

4）海量交通数据难以得到充分利用

由于各个部门信息系统相互独立，数据标准和格式各不相同，对存在于各个业务系统中的海量数据无法共事运用，导致对交通信息的感知和收集能力有限,数据潜在价值没有得到有效挖掘，使得数据没有发挥其应有的价值，缺乏数据分析在交通监控、出行服务、交通指挥、应急处置等功能中发挥事前预测、事中管理和事后评估的智慧化决策支持的作用。

5）公众出行服务能力有待加强

各交通相关部门之间的数据共享与整合较为薄弱，同时缺乏统一的数据采集与交换平台，数据资源也未能进行有效共事和科学的分析，导致在公众出行服务的内容提供方面薄弱，能力欠缺,提供给公众的出行服务的信息不够实时和准确。

6）系统数据交换周期和性能要求不一

有的系统半年或一年与其他系统交换一次数据，有的系统每分钟都要与其他系统交换。

山于各应用系统相对独立，数据分散存储，非常不利于数据的管理,与此同时增加了数据处理、数据挖掘、数据分析的难度。

因此，迫切需要建立统一的大数据中心，整合公路、铁路、水路、民航、邮政、物流各行业数据，对各个独立系统的数据进行集中管理、统一调度，进一步增加交通数据中心建设应用系统的附加值。

同时，在大数据中心的基础上，我们可以对数据进行更多的价值发现，通过综合的数据挖掘与数据分析，可以得到更多有价值的分析结果。

1.2需求分析

1.2.1强化前端行政执法证据链需求

交通移动执法系统需要可获取完整、可幕的证据链，在处理现场问题时能够提供准确、清晰、合法的证据。

交通移动执法系统证据链需求可分解为如下具体项目:

1）准确记录事件发生的时间、地点等各种基本信息；

1）同时能够客观公正的记录事件整体行为过程和事件关键点；

2）取证资料在编码存储时已经被加密，任何人不能随意篡改录像资料；

3）取证资料中的各种数据准确、可靠，同时具有一定的权威性。

4）通过对违法LI标特征信息进行智能化分析和处理（如车牌识别等），可大大节约人力资源，减少现场执勤人员的工作量，提高工作效率及工作质量。

1.2.2整合交通视频监控资源需求

通过视频联网监控平台的建设，需要实现交通视频监控资源的汇聚和整合,以此为基础结合其它智能交通业务系统，解决公路水路交通安全畅通与应急处置的三大业务问题：

＞交通基础设施、运载装备、运行环境的可视、可测、可控问题：

＞跨区域、跨部门信息共享和业务协同问题；

＞应对突发事件的应急通信保障和决策支持问题。

达到三大目的：

＞转变行业运行监管和应急决策方式，提高通行效率，增进交通安全，促进信息化条件下的行业运行监管和应急处置体系的形成。

＞转变行业业务协作方式，提高跨部门、跨区域、跨业务之间的业务联动效率，促进信息化条件下的行业业务协同体系的形成。

＞转变行业信息化建设方式，提高信息化顶层设计能力，提升行业信息集成和共享服务水平，促进行业信息化共建共享技术体系的形成。

1.2.3城市交通运输运行监测与指挥调度系统建设需求

基丁“1+5”的模式建设城市综合交通运行监测与指挥调度系统（TOCC）。

一个中心即交通数据中心；五大应用体系即综合交通运行监测体系、交通综合监管体系、交通信息化服务体系、交通应急指挥调度体系、交通仿真与辅助决策体系。

通过建设综合交通运行监测与指挥调度平台，汇聚城市交通路网、车流、客流、停车场、场站等交通数据，架构城市交通数据中心，以提高管理的精细化、服务的精准化为核心，以构建各级协同工作平台为抓手，搭建综合交通运行监测与协调联动框架，形成一体化多方式公众信息服务体系，推进综合交通运行协调体系建设，提升交通决策支持的应用效能，加强多种运输方式间精细化协调联动，提高公众交通信息服务水平，以智能交通推动城市经济和交通运输的可持续发展。

总体标体现在“四个转变”：

1）实现数据融合的转变：

实现交通行业数据的融合与共享，将传统分散在各行业的交通行业数据融合至数据中心，促进数据高效的融合与共享。

2）实现监管手段的转变：

从城市交通传统的人工巡查与手工记录向自动的监测与统讣分析转变，提高数据采集与行业监管的及时性，降低监管人员工作强度，使得管理部门对综合交通服务质量的考核更加准确、可靠。

3）实现管理模式的转变：

利用信息化手段提高行业管理效能、提升行业数据获取能力和科学决策水平，进而提升行业管理部门的执政水平与管理效率，使交通运输企业享受更加高效、便捷的行政服务。

4）实现服务方式的转变：

从原有静态、单一、信息匮乏的信息服务向动静态结合、内容丰富、手段多样的信息服务方式转变，打造人性化和精准化的信息服务，为出行者提供及时、便捷、精准的综合交通出行信息服务。

第二章系统整体设计

2.1交通局子行业总体建设规划

序

号

项目名称

第一期改造工程

第二期扩建工程

第三期提升工程

第一年

第二年

第三年

1

交通综合行政执法信息化建设

一线行政执法人员设备建设

中心管理平台建设，并接入视频联网系统

执法信息接入TOCC平台，挖掘数据分析价值

2

整合已建视

频资源联网和汇聚

通过平台联网，实现对市级交通运输管理部门、单位、区县的视频图像信息资源的统一整合

强化公路、水路海事视频资源的采集能力

基于视频结构化分析，将数据接入

TOCC平台，通过数据分析碰撞，实现深度AI应用

3

交通传输网

络改造

实现基础系统的互联互通，根据业务需求实现网络链路升级改造

随数据中心改造设计弹性计算网络

与计算、存储、分发等需求结合SDN/NFV设计智能网络

4

交通综合数

据中心

存储、分析和计算能力池化，云存储系统改造。

大数搦系统改造，ETL和kafka体系工具嵌入，统一纳管实时和历史数据。

形成以数据为中心的云计算平台。

5

交通信息建设标准建设

发布数据接口/数掳协议前端信息采集建设指导意见。

发布标准接口组件以及完善的标准体系。

形成完整的南北向接口以及数据分发管理权限控制。

6

交通服务体系

发布渠道布建，信息发布管控可视化。

融合视频服务和数据服务，实现精准信息发布。

预留交通分析能力，横向打通民生服务和多政府部门协同合作能力。

2.2围绕TOCC建设交通检测与应急指挥中心

运行维护保障体系佶总安全保障休系

规划

建仗

市政

卜屮

an

卫生

公众

•••

金*、痢I

交*

交迪局

运管

公交公可

公烙客运

机场

地铁

蔑速

坨合交通运行监漏与

公交.出用.两写一您.行益列

公交.出超、两寒一魚、

交通境仓■柱

信号

路网监测

交A^ir-iee

交過曲;去管理

交AWM9t

互&网•交通侶魚肚勞

1

一体化出行

妙兄受务

交通应念指挥

应

底急为毎

文通仿真与侑跆决策交追奴划与咨询能另I仪网規划1I交通织织优化卜••

•••

趺挖漬法

敛桥中心

中心*仟节点

掃作務说

分布或文

分心式效龙際

中问件

容炎备份

效龙中心ttttWA设施

外部授口

•••

内解靈口

•.

逼叩无域通

怙号担制務焼设釜

交通济佑崽.亲篥務竦没备

is交a«R标志系统设备

交通凶法婭滞系统设备

卡□不统设爸

•••

客题计系统忌檢

事件检测系垛设备

车殺监控不扶设备

秤动ffMiQK

出三方

业务应用层

数据处理层

支撑层

接口层

网络层

基础设备层

资源管理

在完善一线行政执法信息化、整合交通视频监控资源的同时，汇聚城市交通

路网、车流、客流、停车场、场站等交通数据，架构城市交通数据中心，实现:

1）对城市综合交通运行实施日常监测、预测和预警；

2）针对突发事件、重大活动、恶劣天气等事件，提供交通运行的应急处置方案，开展多种运输方式的协同指挥；

3）城市交通规划、仿真、决策分析能力逐步提升；

4）面向行业管理人员、从业人员和社会公众提供运行动态、突发事件和交通诱导等信息，提高政府信息服务能力。

第三章视频联网系统建设规划

3.1总体联网架构

平台通过整合各火车站、机场、客运站、公交站、公路治超站、航道、公交车、出租车、两客一危、执法车船等交通领域静态或移动车载、船载视频数据,打造统一的视频调阅、监控平台，服务于行业监管、政府决策、应急调度、公众服务。

3.1.1系统拓扑

她交通益疫也平台

［省交通厅］

均市圾交通监的W台

区貝圾交老115控中1沖台

［县交運局】

［市公瞎局］［市港航局］（市运背局］

图1•联网系统整体拓扑图

3.1.2前端设备接入

市级交通局（交委）视频平台支持市场上符合标准协议的前端设备直接接入,同时考虑到了其它厂家及非标设备的兼容接入方案。

实现了中心平台部署与前端设备建设的技术分隔，使得前端设备的部署和选型具有更大灵活性。

3.1.2.1标准设备

市级交通局（交委）视频平台支持符合GB/T28181-2011.ONVIF、PSIA等

协议的设备直接接入，实现视频预览、云台控制、录像回放等操作。

市级中心平台

车载监?

空糸统固定监控设备

车载半球车载半球

枪机

NVR

球机

图2.标准设备接入示意图

3.1.2.2非标准设备

非标准前端通过视频接入网关（VAG）进行SDK开发，实现高性能兼容接入，支持各种操作包括预览、控制、回放等。

主要解决已有设备的利旧问题。

市级中心平台

枪机球机枪机球机

图3.非标准设备接入示意图

3.1.3下级平台接入

3.1.3.1标准平台

方案采用联网网关（NCG）实现多厂商满足GB/T28059.GB/T28181-2011.

DB33等国标或地标要求的视频监控平台级联或互联。

（注：

交通局平台使用的共享平台6.2.5版本未集成GB/T28059协议，若项LI需要可定制开发）NCG具备信令网关、媒体网关、网关运维、日志管理、安全认证和权限管理等功能。

实现跨平台的LI录推送、视频预览、视频回放、设备重启、校时。

3.1.3.2非标准平台

联网网关（NCG）通过平台厂商提供的SDK进行定制开发，可将市级平台标准信令转换成下级平台非标准信令，将下级平台非标准码流转换成标准码流,再上传到市级平台流媒体服务器进行转发调用。

市级中心平台

中心苣理服务器趣体服务器

非标准平台

图5.非标平台接入示意图

3.1.4其它平台对接与共享

3.1.4.1与公安监控平台共享

交通局（交委）视频平台与公安网平台互联时遵循统一的通信协议，为了保证公安网信息安全，必须通过安全接入边界（网闸）进行互联。

通过边界安全接入网关，对视频数据、控制信令等数据进行分析，只有经过安全边界分析，确认信任的信令的视频资源才能进入公安网。

在与公安网进行跨平台音视频传输及控制时建立两个传输通道：

信令/控制通道和视音频流通道。

1）信令/控制通道用于在联网单元之间建立会话并传输控制命令，采用国标

（GB/T28181-2011）协议；

2）视音频流通道用于传输音视频数据，经过压缩编码的视音频流采用

RTP/RTCP/RTSP协议传输。

交通运输监控平台

公安监控平台

图6.与公安监控平台对接示意图

3.1.4.2与其它业务系统/平台对接

电视台、交通广播、政府部门等其它单位的系统/平台通过调用SDK可与交通运输监控平台互联，获取视频资源和其它数据信息。

实现城市交通视频、数据的统一对外发布。

交通运输监控平台

图7.与其它业务系统/平台对接示意图

3.2传输网络设计

市交通局（交委）平台与下属各部门、单位的视频平台主要依托交通政务外网及运营商公网（专线、VPN等方式）实现纵向级联。

3.2.1网络需求分析

3.2.1.1视频传输带宽要求

结合项LI实际需求，视频传输专网网络带宽要求如下：

1）市、区县级视频专网主干网络带宽应达到千兆以上，市、区县级中心机房至所属单位用户桌面带宽应达到白兆以上，原有带宽未达到要求的，增加带宽；

2）单个监控点接入网络带宽按照单点监控点分辨率测算，1920*1080（1080P）,4Mb码流，接入带宽10兆以上；1280*720（720P）,2Mb码流，接

入带宽5兆以上；704*576（4CIF）,1.5Mb,接入带宽4兆以上。

3.2.1.2平台联网带宽要求

平台互联所需的政务外网带宽事并发联接的视频路数x单路视频码流。

在考虑余量的情况下，网络带宽应满足如下要求：

1）市级平台与下级直属单位联网平台间＞20路并发。

2）市级平台与下辖区县、企业联网平台间＞10路并发。

各级联网平台应根据视频图像编码码率设置情况和跨级平台间并发路数的要求，合理估算平台互联的网络带宽需求。

采用H.264编码标准的视频带宽可按如下方式估算：

单路标清视频图像，4CIF/D1格式，25帧/秒，传输码率一般为1536kbpso单路高清视频图像，720P格式，25帧/秒，传输码率一般为2000kbpso单路全高清视频图像，1080P格式，25帧/秒，传输码率一般为4000kbps。

3.2.1.3网络质量要求

平台内部及各级平台之间互联的服务质量（QoS）等级要求如下：

1）网络时延上限值为150ms：

2）时延抖动上限值为50ms；

3）丢包率上限值为1X10-3：

4）包误差率上限值1X10-4o

3.2.2系统拓扑

交通局是一个较为复杂的体系，一般市级交通局下设区县交通局和多个业务分局，诸如：

公路局、海事局、客货运、客运管等。

交通局视频联网系统是通过平台实现横向、纵向交通局体系互联互通的联网系统。

省、市、县三级联网的体系是综合监管的有利架构。

交通局三级联网架构的基础是传输网络系统，结合其系统特点，根据传输视频路数的不同，一般选用千兆/万兆单模光纤设计传输线路。

其系统架构详见下图：

【省交通厅】

［市交逼局］

［区.县交通問］

图8.传输网络系统拓扑图

3.2.3系统架构

市级交通局的传输网络系统依据系统规模的大小可设讣为三层交换架构的

网络，分别为核心层、汇聚层和接入层；其中核心层应选用三层网络交换机；汇聚层应选用三层网络交换机；接入层应选用三层网络交换机。

其系统架构参见下图：

图9.视频联网系统架构图

3.2.4设备选用标准

视频联网系统主要传输的信息为视频码流，其对网络的带宽要求较高，参照本小节（网络需求分析）可知，按照监控点视频清晰度种类很多，现阶段主流的包括1080P.720P等，其码流分别为：

4Mbps、2Mbps。

结合联网系统链路所需承载的总流量（M）为：

M=S1xM1+S2xM2+・・・・

其中，S1：

1080P并发视频路数，M1：

1080P视频码流；S2：

720P并发视频路数，M2：

720P视频码流。

在视频监控网络中，传输的主要数据有视频、图片、数据、信令等，但相对于视频码流对带宽的要求，少量的图片、数据