基于大数据的智能交通管控指挥平台核心技术专业方案文档格式.docx
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(8)提供接口和其它平台信息共享和关联应用,基于各类动静态信息大数据分析处理,实现交通违法信息互联互通、源头监管等功效。
3、关键内容
3.1系统框架设计
系统是一款面向道路交通监控系统建设、实现快速集成及各项监控基础业务应用为关键目标平台软件,采取B/S架构设计,支持集中布署下分级授权应用管理。
系统实现公路卡口、固定测速、移动测速、区间、路口电子警察、车载平台、交通事件检测等各设备子系统安全接入,支持国家标准(28181协议)视频接入,和非国家标准视频监控接入,实现卡口过车、违法、交通事件图像视频数据和多种文本监测信息数据可靠存放。
支持主流厂商多种卡口、电警、测速系统接入;
经过接入插件简单定制,即可快速实现其它厂商监测系统接入。
系统可和PGIS系统无缝集成,实现基于电子地图设备在线监控、设备在线率统计、数据传输监控、设备抓拍数据监控、高清视频监控、交通流量及道路通行状态监控、交通事件监控、多条件任意组合查车应用、车辆轨迹分析、车辆布控/比对/报警、区间违法合成、违法证据处理、交通监测数据综合统计分析等基础业务功效,并提供红/白名单管理应用、假牌比对/套牌检测、大车占道行驶检测、两客一危等关键车辆监管、交通执法服务站管理、交通事故统计分析等拓展性业务功效。
平台可实现和公安交通管理综合应用平台、机动车缉查布控系统等对接,实现车辆登记信息查询、假牌车比对,违法证据录入后上传六合一平台、卡口文本及特征车牌数据上传缉查布控系统。
图3.1平台系统研发设计路线图
图3.2系统整体框架图
3.2项目研发关键
1)系统UIWEB交互设计
平台系统开发采取Silverlight富用户端技术。
微软Silverlight是一个跨浏览器、跨用户平台技术,能够设计、开发和公布有多媒体体验和富交互(RIA,RichInterfaceApplication)网络交互程序。
因为Silverlight提供了一个强大平台,能够开发出含有专业图形、音频和视频Web应用程序,增强了用户体验,进步增加用户交互界面友好度。
图3.3系统WEB端UI人机界面
2)平台系统数据库系统设计
系统数据库采取oracle11g数据库,存放采取索引、分区等优化手段,增强查询效率。
是一套处理信息管理问题工具,是数据文件及处理这些数据文件程序集合。
数据库系统实现在多用户环境下可靠地管理大量数据,使得很多用户在并发处理时取得相同结果,而且必需含有处理数据高效性、可靠性、安全性和容错性,同时提供简便易用用户端用户操作过程和应用接入。
数据库采取数据库进程和应用程序分进程处理Client/Server结构关系型数据库,采取大型数据库磁盘空间管理形式,支持大量用户同时操作相同数据,实现高度可靠性、高度安全性、高效率和在线备份机制。
数据库设计适合于多种不一样硬件环境和不一样操作系统,且含有接口方便和控制轻易特征,并支持多点实时复制。
3)系统平台数据通讯设计
软件系统数据通讯采取ICE中间件及MQ队列中间件相结合方法。
在设计架构时候使用ICE实现对系统应用基础对象操作,将基础对象操作和数据库操作封装在这一层,在业务逻辑层和表现层(java、php、.net、python)进行更丰富表现和操作,从而实现比很好架构,方便后期扩展。
ICE支持分布式布署管理、消息中间件及网格计算等,可用C++、Java及c#等进行分布式交互计算。
MQ队列为结构以同时或异步方法实现分布式应用提供了松耦合方法。
消息队列API调用被嵌入到新或现存应用中,经过消息发送到内存或基于磁盘队列或从它读出而提供信息交换。
消息队列可用在应用中可实施多个功效,比如要求服务、交换信息或异步处理等。
4)交通管理地理信息设计
交通地理信息平台是智能交通管理基础,本系统采取ArcGIS系统集成技术开发。
作为宏观显示监测设备GIS地图模块,能够反应出监测设备运行状态、故障报警、偷窃报警、路段流量异常报警等监测设备综合信息,同时能够查看单个监测设备工作情况(抓拍图片数量等)、实时监控视频等信息。
系统支持依据某一号牌号码,在某段时间内经过各监测点位历史统计,查询检索出车辆过车历史信息,并经过地理信息平台,动态回放车辆行驶轨迹。
5)流量检测分析和智能诱导设计
经过对前端设备实时上报过往车辆数据,根据预制算法进行实时统计分析,当某一路段车流量数据,超出预定报警值后,系统在该路段前一段距离LED诱导屏上显示相关预警信息,可提醒过往车辆改道行驶等。
6)实时性系统设计
系统平台应用中,卡口过车、布控报警、违法、设备状态等数据实时性要求全部很高,基础要求无延时显示,这对实时消息通信技术选择提出了更高要求。
整个系统在各个传输步骤均采取全双工网络通讯技术,确保数据立即接收和处理,使用Silverlight+WCF技术实现B/S架构双工通信技术,为了确保数据立即存放,采取RabbitMQ插件用来缓冲存放传输至后台大量数据。
7)车辆布控比对报警设计
系统软件设计采取模糊比对技术对车牌信息进行比对,当车牌信息识别不完全正确、布控车辆车牌信息不完整、和数据库中黑名单车辆一致等,系统检测到这些嫌疑号牌时可分别做出对应报警。
8)系统可扩展性和平台开放性设计
设备处理能力强,接口丰富,扩展能力强。
系统在现有设备基础上,只增加对应硬件设备及软件升级,即可实现将一条封闭路段上任意两个或以上固定式测速系统改造为区间测速系统。
系统软件预留接口,可随时更新换代,依据工作需要随时完善需求。
同时,系统设计遵照开放性标准,使业务信息输入、输出标准化,便于和其它系统之间连接,使系统能支持多个服务器平台,支持开放网络传输协议,也便于系统本身扩充和延伸。
3.3项目关键技术
1)车辆图像采集、智能识别技术
利用最新图像识别算法技术,经过3D建模技术,将现在市场上关键车型建立特定3D模型,对抓拍到车辆信息,经过算法和3D模型进行比对核准,来识别采集信息中车辆类型;
针对号牌号码和号牌颜色,利用号牌识别算法,能正确识别出军牌、警牌、教练车号牌、一般号牌等现在标准汽车号牌号码,能正确识别白色、黑色、蓝色、黄色等号牌颜色。
2)事件检测预警技术
经过内置在视频监控设备中视频检测算法,利用安装在监测点位视频监控设备采集实时视频,能够检测到在视频监控区域内违章停车、逆行、抛撒物、事故等事件,并能实时联动相关设备进行抓拍取证,对交通事故等事件信息,在后台系统能以图像、声音或发送短信形式对相关执勤人员进行提醒报警。
图3.4区间预警示意图
3)机动车测速取证技术
采取多目标信号正确识别技术,确保监测数据唯一性。
同时,系统采取高分辨率摄像机和一体化监控球机相结合取证模式,取证内容包含:
两张高清图片和一段标清视频录像;
车辆超速时,自动抓拍高清图片和标清视频录像取证,形成超速违法证据;
图片及视频资料支持当地循环存放及防篡改功效。
系统支持将满足条件单点测速设备进行对应区间设置,针对设定区间进行区间测速,为了确保组成区间单点设备时间正确性,前端设备采取GPS模块进行时间校准,并利用CDMA、GPRS等无线或专用光纤传输技术,实时将抓拍数据传输至后端系统,设备支持断点续传、拨号检测和复位处理、信号检测、虚拟服务器和动态域名解析等技术。
这较一般意义上无线传输有了很大提升。
4)多类型前端监测设备采集海量信息数据处理技术
系统支持区间测速、电子警察、固定点测速、视频监控等多个类型前端监测设备,采集到海量信息数据进行存放、入库、查询、分析和整合。
依据用户需求,分析挖掘数据价值点,如套牌车分析、流量拥堵分析和跟车关联性分析等。
针对省级范围内数据,为了兼顾网络宽带、存放查询效率,系统采取集中加分布式存放模式,对于占用存放空间较小过往车辆号牌和违法等文本信息,和统计运算数据等,集中统一存放到总队,其它数据关键存放在各支队。
数据存放采取优异数据仓库技术,并做高效率备份设计,在满足海量数据存放、运算前提下,确保数据高安全性。
3.4系统特点及优势
3.4.1平台特点
1)跨平台网络传输设计:
省级系统数据传输存在互联网和公安网两种传输方法,同时考虑到公安网络安全性和数据实时性,系统在设计过程中,采取互联网和公安网进行跨平台数据访问和设备控制。
2)基于云架构进行开发设计:
采取面向用户业务应用设计思绪,融合集群应用、负载均衡、虚拟化、云结构化、离散存放等技术,可将网络中大量多种不一样类型存放设备经过专业应用软件集合起来协同工作,共同对外提供高性能、高可靠、不间断数据存放和业务访问。
3)综合管理平台软件:
系统将卡口管理软件、固定式管理软件、区间测速管理软件、流动点管理管理软件、视频管理软件等软件综合为一个平台软件,进行统一管理。
4)GIS地图直观显示监测设备综合信息:
作为宏观显示全省监测设备GIS地图模块,能够反应出监测设备运行状态、故障报警、偷窃报警、路段流量异常报警等监测设备综合信息,同时能够查看单个监测设备工作情况(抓拍图片数量等)、实时监控视频等信息。
5)监测设备基础信息扩展性管理:
对全部监测设备能够显示所在路段、所属支队等具体信息,同时存放该监测设备硬件组成信息、各硬件维修更换信息,和积累维修经验等知识库信息,大大扩展了对监测设备基础信息维护和管理。
6)接口丰富设备控制:
系统提供了丰富接口和前端设备进行交互,使用户能方便、快捷地对远程监测设备进行控制操作,而不需要进行实地操作,大大提升了工作效率。
关键包含监测设备常见参数设置、时间校准、设备自检等设备控制操作。
7)不一样种类报警:
报警关键包含设备故障报警、偷窃报警、位置报警、布控报警等,各类报警全部会实时在软件中提醒用户采取对应方法。
8)灵活多样式统计报表:
系统能够依据用户需要定制监测设备流量、抓拍图片数、设备在线时间等统计报表,便于对各监测设备数据进行综合分析。
9)完备系统管理:
系统根据用户三级权限基础标准,将全部监测设备进行统一管理,同时对于每一级用户,其菜单功效权限能够自由灵活分配。
3.4.2和同类产品技术优势
1)云存放相对于传统存放有以下优势:
Ø
易于扩展:
依据服务器使用人数和空间立即扩展存放空间,不会影响前端用户使用。
可靠安全:
数据同时有效避免了介质存放数据造成丢失损坏问题。
同时对服务器采取磁盘阵列和磁带脱机备份方法,保障了云存放安全。
资源可控性:
用户可主动控制数据访问权限。
提升资源利用率:
将数据集中起来,用户能够在任何地点,依靠单机或是移动设备随时访问数据。
实现网内资源共享和协同工作,降低了传统资源交换,提升资源利用率。
成本下降:
大大降低移动存放设备使用,降低了企业成本。
2)在平台系统中,频繁车辆关联性分析、关键车辆监控、云存放集群化布署、RFID技术应用等,均为中国首创。
3)系统可接入前端设备类型丰富,优于大部分同类产品。
可接入设备类型包含:
卡口、电警、信号机、固定点测速、一动点测速、手持式测速、区间测速、视频监控、事件检测、能见度仪、路感、LED显示器、可变限速牌、高音喇叭、声光报警器等。
图3.5前端设备接入系统后处理步骤图
4)指挥交通集成平台含有丰富信息公布方法:
不仅含有传统LED、可变限速牌信息公布,还开发了微信、微博、WEB、短信等创新型信息公布方法,适应平台实际应用中多样性。
图3.6系统设备联动及信息公布步骤图
3.5系统关键创新点
(1)针对省级高速高等级公路交通管控特点,综合集成了GPS、ICE、GIS、高清监控、雷达检测、号牌号码智能识别等技术,整合了监控服务器系统软件、管控平台软件,设计开发了智能交通管控指挥平台。
(2)基于海量数据大数据分析技术,生成车辆轨迹分析判定并自动预警,实现了套牌车辆分析比对预警、频繁出入车辆关联性分析研判、关键车辆监控和对关键节点路径回溯。
其中频繁车辆关联性分析、关键车辆监控为中国首创。
(3)基于IT云存放技术,自主研发了视频和海量图片云存放系统,并可经过平台向微信、微博等公布交通信息。
采取以云存放为关键IT技术和安防监控行业特点进结合,针对性地开发出含有行业属性优异视频、海量图片云存放系统。
海量视频、图片云存放系统其关键技术包含集群化布署、流媒体服务、分布式流数据存放和管理等。
其中集群化布署属中国首创。
(4)基于监控服务器系统软件,以前端卡口设备、气象系统设备、LED公布系统设备、视频事件检测设备、测速仪设备等为基础,实现前端交通设备联动。
前端设备对恶劣天气、交通事件检测结果经过监控服务器发往管控指挥业务平台,平台经监控服务器控制LED公布系统设备,进行信息公布及预警,实现一次事故预警、二次事故预防作用。
(5)基于监控服务器系统软件,前端设备安装GPS移动报警、微振动防盗检测、语音装置和一体化监控球机,实现前端设备异常报警。
(6)基于视频检测识别分析,对视频中运动目标事件检测和分析,对目标进行轨迹检测追踪,依据物理流统计,实现周界警戒及入侵检测。
(7)基于视频检测识别分析,经过对目标前景和背景分割,从原始视频中提取目标活动信息,将视频目标活动重排序实现视频摘要和检索,经过视频浓缩摘要技术缩短视频查看时间,有效地配合人工录像核查。
(8)基于视频检测识别分析,实现视频质量检测,根本处理视频监控系统自我检测和反馈问题,为监控系统长久稳定有效运行提供可行处理方案。
(9)基于公路车辆智能监测统计系统和RFID技术(电子标签技术),实现RFID技术在智能交通领域应用,深入对智能交通指挥平台进行补充。
RFID技术应用到智能交通领域,为中国首创。
3.6系统性能特征
3.6.1系统数据精度要求
1)时间数据:
要能够正确到秒。
2)GIS地图显示:
支持使用矢量地图。
3.6.2软件系统对时间响应特征
为充足保障软件响应要求,系统从以下多个方面提升软件性能:
1)软件采取模块化设计,严格根据软件工程要求进行过程管理和开发。
2)设备监测信息数据接收采取异步多线程方法,数据传输和解析通畅无阻塞。
3)数据库操作多采取存放过程方法,首先使业务和表现脱离,同时充足利用存放过程响应时间短特征,缩短系统响应时间。
4)经过系统登陆验证和权限分配,有选择性传输和接收数据,降低无须要数据流量,提升网络利用率,提升软件性能。
5)查询响应:
1 本系统数据查询响应:
采取分页查询机制,通常业务查询,总历时小于5秒。
对于日、周、月统计性查询,总历时小于30秒;
2 外场系统实时数据刷新:
网络时延除外,外场系统实时数据采集抵达城市智能交通管理平台,延时小于10秒;
3 交通管理业务系统数据查询响应:
采取分页查询机制,通常条件查询,总历时少于10秒。
对于日、周、月统计性查询,总历时小于30秒。
6)指令响应:
1 外场系统控制指令响应:
网络时延除外,从向外场系统公布控制指令始,到外场系统返回实施结果,总历时小于8秒;
2 平台参数设置响应:
网络时延除外,从向平台发送参数设置指令始,到平台返回实施结果,总历时小于8秒;
3 交通管理业务系统数据传送响应:
网络时延除外,从向交通管理业务系统发送数据到接收到交通管理业务系统结果确定,总历时小于10秒。
7)对GIS操作响应:
1 地名查询响应:
总历时小于5秒;
2 地图放大(缩小)响应:
总历时小于3秒;
3 距离计算响应:
总历时小于3秒。
3.6.3系统容量
1)系统支持终端数总数最少100个,其中并发终端总数最少20个。
2)交通警情单处理数量,每日平均值最少100单。
3)系统联机保留1年业务数据(关键是交通警情单处理相关数据),1年以上业务数据进行脱机转存处理。
其中预案/方案联机保留3年以上。
4)系统支持主干道路网公路外场子系统、测速系统数据接入、存放、应用能力,最少支持5年、每十二个月有25%业务量增加发展。
3.6.4故障处理要求
1)座席计算机故障:
因为各个座席配置硬件、软件功效相同,所以某个(或一些)座席发生故障时,能够临时停止使用该座席,至维护完成。
2)假如大批座席计算机故障,按以下优先次序保障各项业务座席:
1 指挥调度;
2 交通管控;
3 接处警;
4 其它。
3)服务器故障:
智能交通管控指挥平台全部服务器(数据库服务器、应用服务器),均应该有合适容灾设计,确保能7×
24×
365不间断工作。
4)网络和联接故障:
1 指挥中心和用户网络联接,应该确保能不间断工作;
2 城市智能交通管理平台和外场设备之间网络联接,应该有合适容灾设计,确保不出现大面积网络联接中止;
3 智能交通管管控指挥平台和相关业务系统之间联接,应该确保不出现超出1小时中止。
5)智能交通管控指挥平台软件故障:
1 智能交通管控指挥平台(包含服务器上运行应用服务和座席计算机运行用户端)应该有具体运行日志,确保系统出现意外退出(如系统BUG)情况时,能很快地定位故障点;
2 智能交通管控指挥平台不许可出现大面积软件故障。
3.6.5其它指标
1)安全性
1 系统日志:
确保系统失效、错误时能够对问题进行跟踪;
2 身份认证:
操作人员登录系统进行功效操作前,需要有严格身份认证过程;
3 权限认证:
操作人员必需经过授权获取对应功效使用权限;
4 操作日志:
统计经过系统实施全部操作,包含操作人、操作前后关键状态统计。
确保在操作造成不良后果时能够跟踪问题和恢复数据。
2)可维护性
1 系统日志全方面应用:
城市智能交通管理平台(包含服务器上运行应用服务)应该有具体运行日志,确保系统出现意外退出(如系统BUG)情况时,能很快地定位故障点。
2 操作日志全方面应用:
城市智能交通管理平台全部操作,全部有日志统计。
确保人为操作失误时能够进行跟踪。
3)数据库
1 要能够确保7×
365服务。
2 能够进行物理热备份。
支持数据库容错、双机热备份等功效
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- 基于 数据 智能 交通 指挥 平台 核心技术 专业 方案