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西安:全国首个AI全面接管交通管理的城市大脑上线

2019-01-17

来源 : 赛文交通网

作者 : 王启东

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交通大脑属于智慧交通建设与发展的阶段性目标,而与之相辅相成的城市大脑终极目标是跟未来的自动驾驶、智慧城市、V2X车联万物等相结合,成为支撑城市可持续发展的重要基础设施。

西安交警在西安特色化智慧交通领域的建设与规划,紧紧围绕交管“情指勤督宣”的业务应用逻辑,结合城市交通元素相关的智能感知、智慧推演、精细化治理和全局服务的目标,融合城市交通 “智”理数据智能体系,注重场景化系统的高效与实用。

通过与高科技公司紧密合作,打造全国首个AI接管“情指勤督宣”实战应用的新一代智慧大脑——西安交警城市大脑指挥中心。

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一、最强大脑打造行业优质口碑

自2018年12月份投入实战应用以来,西安城市交通大脑通过构建多维度、多层次的智慧交通实战应用场景,将新技术、新设备与城市交通治理需求有机衔接,实现了关键指标的“四升三降”,路面见警率提升12.1%、接处警处理速度9.4%、违法查处量4.8%、便民服务处理量提升36.8%;拥堵警情数下降17%、群众投诉减少28.3%、拥堵指数持续下降20个名次左右。

此外,西安交警城市大脑指挥中心先后经历“陕西全省公安交警科技信息化培训和交管现场会”、圣诞、元旦等重大节日保障等系列活动,广受各地市交管业务专家的认可。

并积极与长安大学、台湾逢甲大学等学术群体进行分享交流,通过理论与实践结合,让AI助力“情指勤督宣”业务完整落地。

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图 1:部省市多位业务专家现场指导  

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图2:高校移地教学活动

来自公安部、陕西省省委省政府、陕西省交警总队、西安市委的多位领导和专家先后就西安交警城市大脑指挥中心进行现场指导,对西安交警城市大脑指挥中心点赞并给予高度的评价。

二、顶层设计,数据应用勾勒系统蓝图

西安交警智慧交通始于2017年“2+5”顶层设计规划(数据资源体系和网络支撑体系,配套形成精准感知、可视化指挥调度、勤务管理、整体调控、交管服务五个层面应用),以“数据为先,精准为要,时效为本”的原则,按照全时空、多元化和多层次三个维度,联合国内一流智慧交通专业公司,依托于前置AI及算力,在各业务场景,准确感知目标特征、行为、环境特征以及属性,通过对业务数据、物联感知数据和互联网数据的融合、标签化,结合后端大数据分析技术,进行态势推演、预测,挖掘影响交通安全、秩序的原因和规律,并按照分级管控原则,依托于多维度、标签化的模型数据、专题数据实现西安城市交通精细化治理,并通过互联网+服务模式,更好地服务于交通出行。

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三、博采众长,关键能力抽丝剥茧

围绕顶层规划与设计,根据西安市城市道路交通运行情况,“无能力,不大脑”,注重城市大脑与指挥中心关键能力的构建,主要包括:

(1)视频大数据能力:西安交警联合海康威视,通过“视频+AI”形成一套强大的感知系统,构建感知智能,构建城市交通物理世界和数字世界的桥梁,并结合GIS地图与视频地图融合技术,为城市大脑赋予智慧的眼睛。

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(2)路网大数据能力:西安交警联合四维图新、世纪高通等专业公司,配合3D城市粒子地图数据,构建互联网路网大数据分析研判系统,深度挖掘路网数据的规律,探索互联网交通服务,以市民读得懂、看得明白的方式展示具体的路况信息,受到广大市民的欢迎,截止2018年年底,路网研判应用服务每日点击量超过30万人次。

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(3)互联网服务能力:借助西安交警微信服务号强化交管互联网服务,加强警民互动和智慧出行引导,西安交警的微信服务平台用户超过290万,线上服务人次超过2800万,在陕西政务类微信中各项指标持续排名第一。

(4)物联网数据处理与分析能力:西安交警联合海康威视在视频中引入AR增强现实技术,开拓AR实景指挥,将视频智能分析能力与AR能力结合,同步提升视频+数据处理与分析能力,通过AI、AR和大数据能力,构建认知智能,洞察数字世界里面的规律,从数据中获取智慧,辅助交管业务决策。

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(5)业务可视化能力:西安交警联合数字冰雹等多家可视化服务企业,依据北航、交大多个高校专家指导,围绕数据应用与业务应用形成可视化体系,让业务在呈现端更加直观,并通过可视化技术,将西安交警城市大脑总览、物联数据资源支撑、路网大数据、互联网+交通服务等应用系统融为一体,实现全城道路交通运行态势监测、重点区域安全态势评估、道路警情态势研判、勤务在线态势分析以及互联网服务等应用,业务逻辑贯穿“情指勤督宣”五位一体,实现“业务一张图、数据一张网”。

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四、 因城施策,直面西安城市交通实际问题

西安市已进入前所未有的快速提升与发展阶段,承载着重要的国家发展战略。

对于这座快速腾飞的城市,常驻人口与流动人口突破1300万,机动车保有量突破320万,排名全国第8位,与之相对的则是城市路网密度仅排在全国第22位,同时加上棋盘式路网格局,缓堵保畅任务比较艰巨。

西安交警充分考虑西安城市交通供需情况,主动拥抱全国各个科技公司,围绕西安智慧交通建设新一代智能指挥调度中心,开创一系列业务创新和实战突破。

(1)培养智能巡查“民警”

通过视频智能分析以及视频的精准定位,在西安交警城市大脑体系中培养智能事件巡查角色,在有限的警力资源条件下,通过AI情报体系可以更全面、更精准、更智能地发现西安市的堵点、隐患点、事故点,以及敏捷地响应市民的服务要求。

我们以12月26日“硬科技示范路”文艺北路与环城南路路口视频报警应用为例,18时23分系统接到西向东方向拥堵排队150米的报警信息,依据记录的位置信息自动调取对应的视频核实,发现是北向南方向有车辆(陕AY6XXS)抛锚导致西向东通行受阻,调度员立即关联就近的拖车予以协助处理,及时解决了西向东方向车辆积压现象,保障晚高峰正常通行。

整个流程,自接到警情,到处置结束,一共耗时1分40秒!

智能巡查民警借助视频智能分析、智能定位技术以及智能研判技术,让交通城市大脑指挥消除堵点、消除隐患点的应用在新一代交通大脑中成为现实,相比传统的视频巡查模式,新一代AI情报体系警情发现率和有效率提升了近3倍。

警情处置干预时间因为警情信息及位置的精准度,再配合不同应急预案的保障,出警时间平均缩短3-5分钟,相当于传统出警时间的30%-50%。

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(2)培养指挥调度“专家”

西安交警城市大脑通过支队、大队分级应用与调度协同,在一级和二级建立两级可视化指挥作战平台,实时交互警情信息、掌握现场警力布防、发布指挥调度指令,逐步实现指令及时传输、指挥流程可视化、指挥员和一线民警双向即时通讯的快速反应功能。

对现有接处警和指挥调度工作流程进行总结和抽象,量身定制以警务总览、勤务精细化调度、接处警、大型活动指挥等为代表的11种可视化场景。

可视化场景中实现了智能提醒、预警预报、自动研判、指令下发等功能,所有数据和场景融入一张电子地图,指令下发和工作流自动分转,为各级指挥长提供了一图作战的指挥调度新场景,同步利用GIS平台与警务通终端将警情精准推送至就近执勤民警同时推送到中队值班干部,做到快速指挥、快速反应、快速处置,减少了“接警”到“处警”的中间环节,实现了主动报警、扁平指挥、快速处置的完整链条。

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(3)培养信号控制“专家”

借助西安交警城市大脑创新应用阶段,全面开展信号灯优化攻坚提升行动,按照“一灯一策,一路一案”的思路,聘请同济大学杨晓光教授团队等专业团队全面开展西安市信号灯智能化改造设计和信号配时优化做课程辅导。

并借助“硬科技”试点路段探索西安交警大数据信控应用,构建大数据感知、评估、优化、实施、反馈的信号调优闭环,融合路口信号机、视频、卡口及互联网浮动车数据,形成车道级的路口交通流量分析和路口交通流模型构建,比对历史最优通行速度及最佳通行量,为信号配时调优和路口交通组织优化提供数据支撑。

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(4)培养互联网服务“标兵”

西安交警互联网服务组,搭建了互联网创新服务专班,与国内外高水平的互联网、大数据智囊团队合作,补齐互联网智慧业务短板,率先开通交通实时运行态势、路况小程序、出行线路规划服务,以市民读得懂、看得明白的方式展示具体的路况信息,受到了广大市民的欢迎,每日点击量超过了30万人次。并先后开展了30多种个性化的智慧提醒服务。

除了常规的审验、换证提醒,还提供限行提醒、蹭停催挪车警告、拖车告知、被举报警告等等,针对严重违法行为或者违章大户定制推送警示教育信息,累计推送信息超过1.5亿条,西安交警微信服务号提供线上“一次都不跑”服务日均超过20万人次,节约警力339人,每日减少群众往返8100余公里,在全国交警微信活跃度始终排名第一。

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五、云边融合,“最佳示范路”落地城市大脑最佳实践

如果将信息化系统比作人体,城市大脑充当着控制中心的角色,那么在实战应用中仍需配置最强双手和最快双腿。

在西安交警城市大脑建设与成长阶段之初,西安交警率先打造科技示范路,践行云边融合的理论与实践,

一是将示范路物联数据、勤务专项行动与交警大脑形成云边互补构架,依托示范路哺育城市大脑数据池,训练城市大脑数据认知能力;

二是持续验证大脑的智慧应用,将示范路打造成城市大脑里面强健的体魄和身躯,支持智慧应用,从“情指勤督宣”五个业务维度出发。

通过理念创新、技术创新、数据共享、体系化建设、勤务改革等配套措施,规范人车出行秩序,提升道路交通守法意识,加强交警应急处置效率,提升道路交通安全系数,提升交通服务品质,形成配置最科学、感知最全面、应用最先进的示范路。

(1)让视频赋予调度员“意识”

曾几何时,视频代表交警的眼睛已经成了不争的事实,但是随着交警城市大脑的建成,大脑配合视频便具备了调度员的意识,交警日常巡查、勤务跟踪接力等变得更加智能了,2018年12月24日的一次紧急救援中,为保障一辆120急救车辆前往儿童医院,在接到任务之后,指挥中心巡查岗民警立即启动智能保障机制,实现精准派警、调度保障,道路上的视频全程监测保障和接力,路口信号灯随车绿波,将该救援任务保障效率提升到极致。

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(2)交警大脑与AI接管信号控制

西安交警借助AI与信号控制专家强强联合,基于每一个路口的通行模型、路段的流量分布、区域的态势分布,形成点、线、面的智能信号等智能调配,实现“AI硬科技”+信号控制的标杆应用,精准的视频交通流量与专业的AI算法配合,点、线、面的模型构建与自适应控制。

让信号控制系统成为真正的交通指挥家,完成从“人看灯通行”到“灯看人放行”的逐步改善,并借助后端信号等控制评价体系建立,全面评估路口信号灯配时的科学性,自2018年9月以来,示范路的通行效率相比最高峰时期(2017年7月份)同比下降24.7%。

与之相符合的是,西安城市交通道路畅通指标不断提升,在高德、百度、四维图新等地图厂家发布的拥堵报告中,相比2017年同期,拥堵排名下降明显,高德数据显示下降20名,百度地图统计下降36名,数据显示,截止2018年9月西安户籍人口增长60万,面对人口暴涨交通压力不升反降。

在15个副省级城市中,西安的平均交通指数排名第8,交通指数为2.16,相比2017年同期,西安交通指数下降7.41%。

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(3)指挥中心“大智慧”与移动警务“小智慧”分级应用

基于数据驱动的高效勤务系统建设,秉持“数据辅助决策,异常事件/民众需求指导勤务支持,AI智能到端”的思维,一线巡逻民警通过智能终端,可以高效感知危险的交通行为和违法车辆,保障道路交通秩序环境,并与指挥中心形成高效联动机制,保障执勤过程中的各类异常事件的处置效率达到最高。

以西安交警移动稽查系统为例,针对一线工作呈现“点多、线长、离散”的特性,巡逻警车之间的离散,导致中心不能准确的掌握警力分布情况本系统旨在基于警车移动警务的特性,西安交警引入移动稽查系统实现车牌识别与图片抓拍,实现布控拦截业务、巡逻过程违法取证业务、警力定位及勤指联动业务。

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(4)人车档案与城市交通的精准画像

依托西安交警电子警察数据分析,对路口、路段刻画精准的交通画像,针对重点车辆形成一人一车档案,关联前排司乘人员关系,采用科学的积分模型刻画城市交通的精准画像,在这里针对一些具备不良驾驶习惯的驾驶员、经常违法、经常被举报阻碍通行的驾驶员,交警会通过短信、微信等服务方式及时告知本人,不断纠正驾驶习惯保障公众的出行环境。

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硬科技示范路上线后,配合城市交通大脑一起,拥堵下降了12%以上,道路交通乱象减少28%以上,交通守法率提升60%,警情的发现和处置效率提升了3-4倍,“硬科技示范路”与西安城市交通大脑形成了极好的云边互补关系。

西安交警城市大脑指挥中心的应用,以“情指勤督宣-五位一体”为业务抓手,在数据方面融合了海量物联网数据、互联网数据、移动单警数据和交通业务数据,重点构筑数据资源池为数据赋能,并根据业务模型勾勒18类数据主题库,30余类数据专题库,结合交管实际业务场景进行快速落地;并根据数据和业务逻辑按照支队、大队、执勤民警形成分级应用体系,打造复合西安实际的勤务体系。

西安交警正在快步推进以西安交警城市大脑为核心的智能应用下沉大队、民警终端,以视频为核心的AI能力构建和互联网数据深度挖掘,形成全国指挥中心践行“情指勤督宣”业务应用标杆。

正如清华大学交通研究所所长陆化普教授在《建设城市交通大脑的若干思考》中强调“城市交通大脑的功能需求可从问题导向和目标导向两个方面考虑”,只有贴合区域交通特色和交管业务的实战应用,才能更好地为城市交管业务、智慧城市建设提供高价值能力支撑。

未来已来,大道不孤!西安交警城市大脑指挥中心将持续迭代,让我们共同期待城市交通迈向新的时代!

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