城市交通大脑应用现状与业务体系分析

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当前，我国交通管理科技信息化已进入大数据时代，科技建设从单个系统和设备的建设，逐步转向综合性集成和大数据应用已成为必要趋势。为有效应对新形势、新需求，交通管理部门亟需利用现代化科技手段加强治理，强化前端交通流信息采集渠道，基于违法监测、视频监控、卡口监控等多种渠道开展信号控制和交通诱导，打破信息“孤岛效应”，进而提升信息深度应用能力，实现警务智慧化、协同化管理，提高交通管理服务的主动性、精确性、实效性。基于大数据、云计算、人工智能等先进技术，城市交通大脑应运而生，旨在利用实时全量的交通数据全局优化城市交通资源，完善交通运行内在逻辑规则，最大化实现城市运转效能的根本提升。国内外相关领域的从业者们围绕城市交通大脑的技术架构、功能实现、应用生态等方面开展了广泛研究，然而，由于缺乏顶层设计和统一指导，各地建设和应用过程中遇到许多困难，出现需求不明确、系统不开放、应用落地难、投入/产出比重低等一系列问题，使得交通大脑应用成效远达不到预期要求。本文围绕城市交通系统管理与综合服务需求，介绍城市交通大脑设计理念与应用现状，结合先进城市落地实践经验，分析交通大脑应用场景、设计功能和物理架构，推动形成标准的业务体系，为规范引领全国公安交管“数据大脑”的良性、健康发展，提供基本参考和借鉴。

1.交通大脑技术实现

总体而言，交通大脑通过整合全域交通时空数据，基于人工智能技术全局优化、分析决策、迭代反馈，主要实现视频智能分析、交通运行诊断、信号控制优化、执法情报研判、诱导信息发布等功能，但仍存在应用相对分散、系统不够成熟等诸多问题，对交管业务支撑作用有待进一步验证，整体发展尚处于初级阶段。

1.1阿里城市大脑

阿里ET城市大脑由计算资源平台、数据资源平台、算法服务平台等组成，核心架构主要包括上层应用组件和下层数据底盘。基于机器视觉认知、全量数据平台建设、城市大脑开放平台以及交通网络协同与交通博弈预测四大能力，构建城市警情监控、城市交通微控、城市交通体检、城市特种车辆、城市战略规划五大应用场景，搭载智能感知路况、智能巡查事件、智能判定堵情、智能优化配时、智能辅助指挥等应用功能，实现城市交通的全息全量决策与优化。

1.2嘀嘀交管大脑

嘀嘀交管大脑由一云四中枢构成，一云即交通云，四中枢包括数据中枢、分析中枢、控制中枢和评估中枢，提供智慧感知、智慧预警、智慧分析、智慧预测、智慧研判、智慧指挥、指挥调度、智慧诱导、智慧发布、智慧评估等十大服务。兼备云计算、AI技术、交通大数据和交通工程智能系统，能够通过机器学习的方式，搭建出支撑类脑推理的核心算法模型，支撑精准预测和智能调度，实现最优交通组织。

1.3华为城市大脑

华为城市大脑由基础设施平台、大数据和业务支撑平台、融合通信平台组成，具备总体态势、分析决策、事件管理、监测预警、联动指挥等业务功能。聚焦城市交通管理难点打造计算、感知、认知三类智能，着力提升交通系统运行效率。其中，计算智能为城市大脑构建开放计算平台，有效解决智能化碎片困境，支撑智慧交通持续健康发展；感知智能融合流量、违章、事件多渠道采集，以及智能分析回滚于一体，形成开放式算法仓和深度学习平台，实现交通行为与运行状态的深度感知，奠定智慧交通生态应用基础；认知智能可有效感知重点车辆态势，发掘专项整治情报数据，基于认知出行规律提供创新交通服务。

1.4方纬交管大脑

方纬交管大脑IDPS具有“1+3+1”结构：“1”是一个数据云，通过数据云汇聚数据资源；“3”是三大计算平台，首先构建的是可计算道路网络平台，其次是认知分析平台，用于解构需求状态和能力，最后是研判决策平台，用于推演各种不同策略进而实现最优组合；还有一个“1”是智能化业务驱动组件，可用于链接其他业务系统。IDPS具备科学诊断、自动巡检、精细研判、智能决策、无缝转换五大功能，可以实现路网结构、交通设施、外场设备在线诊断与自动巡查，精细管理信控方案、把握出行规律、精准打击违法，确保各业务系统之间数据无缝转换，在优化出行者服务与支撑政府管控决策等方面发挥了重要作用。

2．交通大脑应用现状

2.1深圳数据驱动警务模式

深圳交警通过“数据魔方”系统建设，整合交通管理业务信息资源，基于大数据资源池开展大数据决策、大数据作战、大数据监管和大数据服务应用。以情报为主导建立铁骑勤务，实施快速灵活的动态勤务，实现对辖区全时段、全路段、全覆盖，提高了警情发现率，缩短了处警时间。坚持民意主导警务，通过线上线下多渠道主动搜集交通乱点、堵点、隐患和执法问题，逐级督办、全流程考核，确保群众反映问题件件有着落、处处有回应。

2.2济南大数据精细化管控

济南支队成立数创中心，通过数据整合、渠道联动，形成“大数据池”，立体绘就人、车、路之间的网络，实现交通运行特征、拥堵热点、异常事件分析诊断，为精细化交通组织管控提供情报依据。开展道路交通运行特征与规律分析研判，推行借道左转、潮汐车道、可变车道等精细化交通组织方式，实施“互联网+”信号优化、“互联网+”诱导发布，创新交通管控方式应用，实现道路时间资源的深度挖潜、空间资源的精耕细作。

2.3杭州数智交通治理变革

杭州城市数据大脑衍生了最亮双眼（视频监控）、最巧双手（信号配时）和最快双腿（交警机动队），实现了交通运行状态实时定量感知、在网交通量精准分析以及城市交通时空出行规律的全面掌握。通过球机监控机器巡逻、AI信号灯配时、人工智能体等技术应用，有效促进了城市交通管理由定性向定量、由空间向时间、由机械勤务向机动勤务、由交通自治向交通共治的转变。

2.4上海大数据创新执法应用

上海基于电子警察视频加照片的形式，利用轨迹分析和图像识别技术，自动取证实现转弯不让直行、大弯小转违法查处。通过建立电子警察违法抓拍即时告知系统，5min内向驾驶员发送相关违法信息，并结合警示屏进行提示，实现违法精准及时告知。致力打造事故碰瓷系统，基于相同身份号码和相同号牌车辆，分析事故区域同一车辆出现频率，提取相关信息助力市情报处开展刑侦分析。

2.5西安智慧交通集成应用

西安城市大脑融合指挥中心、情报中心、互联网研发中心，集可视一体化指挥调度平台、西安交警大数据平台等多个实战部门和系统于一体，创新了在途量、安全态势、信号灯监测评价等多个算法模型，集交通综合监测、可视化指挥调度、精细勤务管理、科学督导评价、互联网便民服务等功能于一体。

3．交通大脑业务体系

3.1属性定位

城市交通大脑是城市智能交通管理系统的最上层决策体，主要作用是发现问题、提供线索、指明方向、监督执行，评估效果，为交通管理与服务提供智力支持，不代替现有各类管控系统和业务平台；已有系统和平台是执行体，大脑需与这些系统平台一起，形成业务闭环，才能发挥作用。城市交通大脑旨在解决三个方面的问题：一是科技建设集成化不够，业务系统单打独斗，协同能力弱；二是系统间信息共享不够，交通数据分散、碎片化，数据整合不足，无法为全方位多源融合的情报研判支撑；三是信息深度应用不够，分析研判与决策支持功能不强，难以支撑精细化、精准化、智能化应用。

3.2功能架构

针对不同的业务场景，从系统管理与使用需求的角度考虑，城市交通大脑功能通常可分为应用功能和支撑功能两类。通过数据融合实现多源数据的汇总、交互与共享，制定专题数据库，针对不同类型的数据提供相应的数据资源服务，建立相关模型，实现数据的高效利用和精准分析，为业务实战提供基础支撑。

3.3系统框架

从物理实现角度，基于云计算、大数据架构，构建分层解耦、灵活开放的三层框架，总体由“一云、二系统、三平台”组成。一云，是指交管专有云基础设施，提供计算、存储、网络传输能力；二系统，是指统一数据交换系统、数字化地理信息系统；三平台，是指大数据资源平台、视频AI应用平台和智慧协同管控应用平台。（1）资源层资源层主要提供计算资源、存储资源和网络资源，包括交管专有云基础设施和云资源管理系统两部分。交管专有云基础设施是交通大脑的支撑骨骼系统，利用不同配置的服务器及设备搭建大规模集群；云资源管理系统是“数据大脑”的资源供给系统，使用虚拟化、分布式计算等技术构建计算、存储和网络资源池，实现计算、存储资源的动态伸缩和分配管理。（2）认知层认知层主要用于接入、整合、存储与处理各类交通管理信息资源，为外部提供资源服务。包括统一数据交换系统、视频AI应用平台、大数据资源平台。统一数据交换系统旨在实现公安网、视频专网内不同系统之间的数据规范汇聚与共享交换；视频AI应用平台用于各类监控视频图像的规范整合，建立统一的和混合的视频、图像资源库；大数据资源平台可以支撑形成交通数据模型、算法及预案库。（3）行动层行动层主要为各类交通管理用户提供应用功能和服务，包括数字化交通地理信息系统和智慧协同管控应用平台，前者可以用于开发各级专用图层信息服务，提供地图引擎服务，为其他系统和平台提供地图展示调用接口、空间数据转换工具；后者综合应用各类数据资源和系统接口，构建“情指勤督”一体化的公安交管警务应用体系，实现警务智慧、协同管理。

4．结束语

伴随着人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术的发展，以场景设计为目标，以数据流程整合为核心，构建智慧感知、深度融合、瞬时响应、智能决策的城市交通大脑，正日益成为城市智慧交通新业态构建的必然选择。城市交通大脑建设将从根本上打破信息孤岛，融合多种渠道深挖海量交通数据，解构城市交通的运行规律和内在特点，对于辅助缓解交通拥堵顽疾，提升城市交通全方面、宽领域治理能力，进而推进未来城市交通的可持续发展和智慧出行服务具有重要现实意义。

作者：谢一明 单位：无锡安邦电气股份有限公司