车联网技术在公安交通管理中的研究与思考
2013-05-24 11:31:23   来源：智能交通管理杂志2013年3月刊 作者:文/苏子毅   作者:    评论：0

    实现海量交通信息的采集、传输、发布是智能交通系统建设的重点内容，随着传感器与通信技术的快速发展，车联网技术在各个领域的应用也越来越普及。在今年全国公安厅局长会议上，孟建柱部长指出"要加强技术装备建设和科技研发应用，加快接轨现代信息技术"。通过将车联网技术应用于公安交通管理，为道路交通"人、车、路、环"和谐发展提供有效路径，在打击犯罪、疏导交通、服务群众等方面发挥重要作用。本文试从公安交通管理部门的现实需求出发，结合正在开展的示范应用项目，就如何以车联网技术提升公安交通管理信息化建设应用水平作一思考和探讨。

　　一、车联网技术发展现状

　　车联网（Internet of Vehicle）技术是物联网等多项技术在汽车交通领域的专项应用，通过集成传感器技术、泛在通信技术、云计算技术、智能控制技术，对道路交通进行全面感知，实现多系统间海量数据的交互，对各类交通要素进行全时空管控，形成智能化识别、定位、监控、服务和管理的技术体系。

　　为在各类交通要素间实现"物物相连、智能感知"的传感通信体系，现有车联网系统根据传感器技术发展现状，采用了混合式通信架构，一方面应用长距离通信技术，如蜂窝网络GPRS、3G等移动通信技术，为身处城市各处的出行者提供即时的网络接入；一方面采用短距离通信技术，如RFID无线射频识别、Zigbee传感器等技术，为交通感知系统提供实时响应保障，也为基于位置的信息服务提供精确数据支撑。

　　随着国民经济和社会的持续高速发展，南京市机动车保有量已超过145万辆，其中汽车保有量突破105万，私家车保有量年增长率超过30%，在机动车数量快速发展的同时，全市道路面积年增长率却低于3%，城市交通供需矛盾不断加大，交管部门缓堵保畅、安全防范压力持续增长。破解城市拥堵之困、安全之患，需要多管齐下，综合施策，提高道路资源利用率和合理引导交通需求。在信息化条件下，应通过采集、传输、处理和发布各类交通要素动态信息，服务交通管理者和出行者，以平衡路网交通流量，实现精细交通管理，应用车联网等先进科技手段提升综合交通管控能力已势在必行。

　　二、需求引领下的车联网应用契机

　　随着多元化城市交通出行结构的形成，全面采集、掌握、发布各类交通要素的信息的需求日益增强，未来公安交通管理信息化警务发展已呈现出四项主要趋势：

　　1、交通管理信息由低度整合向高度集约转变

　　由于城市作为人流、物流、资金流、信息流汇聚的载体，应大力构筑各种交通方式协调发展的一体化现代综合交通运输体系。打破以往的粗放型独立建设模式，消除不同行业与部门间（包括公安各部门警种之间）存在的信息壁垒，将分散在各个独立系统中交通信息资源整合融合，深入挖掘利用信息资源，提升存储处理硬件利用效率，实现并完善交通信息资源的集成共享。为实现感知交通，推动"智慧城市"建设奠定基础。

　　2、交通管理模式由被动型向主动型转变

　　传统的交通管理模式是在交通流生成后，采取疏导分流、控制限行等措施，对路网中车辆进行管理。虽然在管理中应用了一些智能交通管理手段，但是任然没有摆脱管理上的被动性。现代管理需要全面感知动态交通信息，实现交通状态的判别和交通态势的预测，采取主动诱导控制方式，提前介入引导交通流，预防交通拥堵生成，变被动为主动，改事后管理为事前服务。

　　3、信息系统组网方式人工型由向智能型转变

　　当前，各地公安交通管理部门已经建设完成了一批信息化系统，但在不同系统间组网方式、接口协议、数据结构往往存在差异，数据的实时传输、处理、整合、分析都存在问题。以往信息系统间的衔接互联通常需人工建设，而凭借车联网技术将在各交通要素之间自动建立基于标识的连接，形成自动组网、自我配置、自我修复、自我优化和自我保护机制，实现警务信息的自动发掘、碰撞比对，提高交通管理综合决策水平。

　　4、交通信息发布由滞后型向预报型转变

　　以往的公安交通信息采集主要依靠人工方式进行上报、录入、校验、发布，尽管通过层层人工操作确保了信息的准确性，但是也消耗了大量时间。不论从时间决定成败的现代警务管理理念出发，还是交通运输经济学中的时间成本角度来看，交通信息的处理发布效率均成为制约交通管理的瓶颈。随着云计算技术与车联网传感器技术的发展，全时空方位的信息采集与海量的信息处理成为可能，在此技术基础上开展实时路况预测，从而为交通预报提供技术基础。

　　三、借鉴车联网技术发展"智能交管"的探索研讨

　　当前，南京市交管局已利用车联网技术，在交通管理业务领域中开展多个项目的试点。在承担国家工信部项目"基于物联网技术的智能交通系统研发及应用"建设基础上，车联网研究的应用和推进应紧紧围绕建设"智慧城市"、"智能交管"的发展目标，笔者认为可通过"打开四张网，启动六项工程"，发展完善智能交通管理服务体系：

　　1、建立车、人、路、环的网络架构

　　一是实现车车联网。发展车联网技术的核心就是建设车的传感器网络，可分为车内传感器网络和车外传感器网络。车内传感器网络是采集车辆自身信息的网络，如车辆远程监控系统直接采集车辆的行驶车速信息。车外传感器网络就是用来感应车外环境状况的传感器网络，比如防碰撞的传感器信息、感应外部环境的摄像头，这些信息可以用来增强安全和作为辅助驾驶的信息。与传统的基础设施网络相比，车联网自组织网络具有成本低、容易部署和操作的优势，其次其信息有很强的位置相关性，车载自组织网络能够很方便地为临近车辆建立实时或者非实时的短距离通信。当前南京市交管局计划建设"基于车联网技术的交通流检测系统"，试点通过车辆OBD（车辆自动诊断）接口汇聚车内传感器检测信息，传输到中心后对路网交通状况进行判断，最后将周边路况信息反馈回车辆，为驾驶人提供路径诱导、拥堵报警等一系列服务。

　　二是实现车人交互。通过车内传感器自动感知车内驾乘人员的状态信息，并通过语音、图像、光照等形式与驾驶人进行互动，实现车人互通与最终达到自动驾驶的目的。车辆应能够通过一系列的传感器设备，掌握车辆驾驶人的安全状况，南京市交管局与东南大学和南京理工大学合作开发"道路交通安全提升技术应用研究"项目，通过视频技术实现对驾驶人状态的判别，监测驾驶人疲劳驾驶或者是酒后驾驶，系统将分析驾驶人面部活动状态，并通过语音报警系统进行报警，要求驾驶人休息或者停止驾驶行为，避免交通安全事故的产生。交管部门通过推动建立相关技术标准，实现相关安全技术的推广应用。

　　三是进行车路互通。利用铺设在道路上和路边的传感器构成的道路传感器网络，感知和传递道路交通的状况信息，如车流量、车速、路口拥堵情况等。当前南京市320工程已建成了覆盖全市的518个RFID检测点位，发放并安装了超过70万张环保电子标签，实现覆盖全市路网的交通流信息采集。交管局正与同济大学合作"RFID道路交通流检测"项目，实现车路信息的单向通信，构建基于RFID路况信息的交通诱导发布平台，对交通流的行程车速、交通流量等一系列参数进行分析，实现精确的路况信息的实时检测。

　　四是实现车环信息共享。车辆与周边环境的信息共享根据通信方式应包括两方面的内容，一方面通过蜂窝网络通信技术，为交通出行者提供即时的互联网接入，智能分析驾驶人出行需求，提供路径导航、道路视频图像、生活出行等方泛便捷的信息服务。另一方面，则利用物联网技术快速组网的优势，通过车载的RFID等传感设备与周边的信息源建立通信联系。如结合当前智能信号系统，实现公交等重点车辆的优先配时保障；或与高速公路周边的气象监测设备的无线源快速联接，实现对于暴雨、团雾、冰冻路面等恶劣天气、危险路况的实时预警，第一时间采取相应的事故预防手段，为交通信息发布服务提供有效支持。

　　2、推动车联网技术在公安管理领域的应用

　　一是建设信息采集发布工程。按照南京市公安局"社会创新六项工程"中车辆出行导航工程建设要求，拓展交通信息采集发布渠道。以南京市8000余辆出租车GPS信息为基础，计划在全市建设部署120个微波交通流检测点位，100个电子警察流量检测点，实现全市主干道交通流信息的全面自动检测。应加强协调我市停车管理部门，实现停车场信息的网络接入，整合获取各商圈路外大型停车场的实时停车位信息。推动信息发布终端的建设，整合"手机看交通"平台，118114语音诱导服务，向出行者推出综合交通信息发布服务，使其自主选择最优出行路径，变被动的疏导管理为主动的信息服务，在节约警力资源的同时，还能提升群众对公安交管部门的满意度。

　　二是严抓交通安全管理工程。发挥车联网技术在交通事故预防中的作用，开展碰撞预警、行人预警、网上车辆诊断、道路湿滑检测等安全应用。倡导生产与购买配备主动安全性防护系统的车型，从标准制定与行驶安全性角度倡导车辆配备行人探测及与车况预警系统。目前交管局正在研究利用OBD接口电路与汽车ECU（电子中央处理单元）连接，实现对汽车各项参数的采集传输监控，及时发现车辆的各类安全隐患，如车辆传感器检测到刹车片过热导致制动力下降，将在向驾驶员报警的同时，上报安全管理中心，可及时提供相应的救援服务，该类系统的应用将大幅提升交通安全水平，有效压降交通事故数量。

　　三是做好交通肇事查缉工程。将车联网技术作为新一轮"技防城"建设的着力点，按照"集约互补、高效整合、全警应用"建设模式，提升城市整体防控能力。针对交通肇事车辆活动轨迹难以掌控，而传统视频卡口抓拍系统监测精度不高，夜间及雨雪天气车牌识别率较低等，建成基于物联网技术的抓拍数据传输专网，完善RFID与视频双机车辆监测系统应用，提升卡口系统检测精度，进一步丰富车辆轨迹库，提高车辆轨迹网络覆盖面。发挥320系统的车联网技术应用，完善交通违法监督、车流量控制、车辆抓拍、布控报警等功能，配合图像联网工程中高清监控系统的建设布局，构成一张覆盖城市主次干道的天网，为交通肇事逃逸以及其他各类案件的侦破提供有力的查缉平台。

　　四是完善重点车辆监控工程。利用RFID等车联网技术手段，结合现有GPS/北斗车辆监管系统及视频卡口，对六类客车（长途客车、乡村公交、旅游客车、校车、单位班车、出租车）、三类货车（槽罐车、危化品运输车、渣土车）等重点车辆进行实时定位和轨迹跟踪，实时掌握重点车辆的速度、营运时间、行驶路线等运行状态，对违规通行车辆进行自动报警，根据记录信息，系统对驾驶人、营运单位进行警示。同时利用市局警务云计算中心平台，在管理上将电子警察、视频监控、卡口、测速仪等数据集成整合；在应用上达到分类使用、全警共享，实现轨迹刻画精细化、区间测速精确化，从源头、运营、维护等多个层面对重点车辆进行多维度、全天候的监督管理。

　　五是抓好交通治安管控工程。将车联网技术引入交通治安管理领域，利用基于网络基因技术的车联网络电子车牌，实现防套牌、防拆卸、车辆唯一性识别等功能。通过联网整合车辆信息库、当前盗抢车信息库及车辆监测系统，开发集信息管理、视频监控、盗抢车报警、失窃车辆定位、警力查缉布控等功能于一体的盗抢车辆查缉管控系统。该系统可实现失窃套牌车辆自动报警，并向中心自动发送所在位置信息；遭暴力拆卸时可向车辆ECU发送指令使车辆熄火或无法发动；可协调执勤警力、联动协作单位实施精确打击和堵截布控，提升交通治安管控效能。

　　六是推进交通指挥调度工程。根据"平安南京、平安青奥"目标要求，针对2014年青奥会车辆指挥调度及警卫保障需求，探索车联网技术在"大情报"、"大平台"、PGIS警用地理信息平台建设中的应用。计划推动建设基于车联网平台的车辆保障调度系统，在赛事区域和场馆的出入管理中应用车辆RFID电子通行证，针对不同的客户群和赛事通行需求提供便捷高效的交通服务。同时，依托分布于全市的固定和移动车联网基站，实现对多个警卫车队的位置与车速信息进行采集，通过将物联网与公安专网结合，使车队信息直观显示于警用地理信息平台，实现各级交通管理勤务的精确指挥调度，保障青奥会中各类交通勤务的安全、准时、通畅。

　　车联网是一个具有巨大发展潜力的新兴领域，它为公安交通管理提供了强有力的抓手与工具，同时将使人们的日常生活更加便捷。当前车联网的发展重点不仅应着眼于硬件平台的建设，公安交通管理部门更应注重提供发展需求，引导车联网产业技术研发、技术框架与通信协议标准的制定，从局部范围的试点带动行业体系的完善。从而抢占新技术应用的滩头阵地，为深入发展信息警务，服务经济民生提供新的更加先进的平台。

　　作者简介

　　苏子毅：南京市公安局交通管理局科研室