廣州市交通委員會科技信息處處長 張孜 高工

　　1.面向新時代的廣州智能交通體系框架研究
　　目前中國特色社會主義進入了新時代，交通運輸作為支持人民美好生活的先導性行業，需要立足新時代發展的需求，貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念。聚焦發展不平衡，不充分的領域，持續深化供給側改革。面對這樣的需求，新時代需要有新氣象、有新作為，在此智能交通系統從1.0進入了2.0，急需構建新的體系框架，以創新驅動交通運輸行業供給側改革，廣州的智能交通發展，始終堅持頂層設計創新引領，在實踐過程中融入五大發展理念，推動智能交通2.0的發展。
　　面向新時代需求在充分總結和梳理前期成果和面向新的需求基礎上，研究提出分四個層級的智能交通系統2.0體系框架，主要分為四個層次和四項保障。
　　四個層次分別是：
　　1）感知層，全方位感知交通系統，向分析層輸送數據資源。
　　2）分析層，形成智能交通治理引擎，向應用層輸送數據能力。
　　3）應用層，面向政府部門和企業，支撐業務協同、輔助管理決策。
　　4）服務層，面向社會公眾，創新實時互聯交通服務模式和新興業態。
　　四項保障分別是：
　　1）技術標準是城市智能交通系統集成互通的基礎；
　　2）安全保障是城市智能交通系統穩定運行的要求；
　　3）信息共享開放是城市智能交通行業智慧化的活力；
　　4）創新應用是城市智能交通行業可持續發展的驅動。
　　同時以技術標準、安全保障、信息共享和創新應用作為它的支撐和保障。在實踐過程中廣州按此框架體系搭建面向新時代的一個中心、三大平臺智能交通的體系框架。其中一個中心是交通大數據的中心，三大平臺分別是：智能感知平臺、綜合業務平臺以及創新服務平臺。整個體系框架融合了創新、協調、綠色、開放、共享的五大發展理念。創新引領構建了整體的框架，協調運行促進科學管理，共享融合提升數據能力，綠色節約夯實感知基礎，開放合作共建行業生態。
　　“十二五”期間在社會各界的支持下，廣州智能交通系統覆蓋城市交通各個領域，物聯網感知大數據挖掘新技術已進入實質性的階段。在管理服務、提質增效方面越來越明顯，基本形成了數據采集多模式，行業監管全覆蓋，信息服務全方位的局面，城市交通總體的發展水平基于全國的前列。“十三五”期間致力于新建升級和擴建的96個系統和平臺如圖所示，加大力度開展城市交通系統的創新實踐，推動城市的智能化和現代化的發展。
　　2.廣州城市智能交通系統創新實踐
　　在近兩年的發展過程中，除了推進交通信息系統的建設，著力在三個方面大力創新發展智能系統。第一是數據集成及綜合應用。第二新技術在智能交通系統的引入和創新引用。第三是發揮智能交通系統對傳統交通管理和業務流程改造的作用。
首先是數據的集成綜合分析和應用，目前國內各個城市都逐步實現了不同程度的交通數據采集和分析，但是較多的主要集中于某一類或者少量類別局限范圍的數據分析，對多類數據集成的分析力度不足。近兩年廣州著力于數據集成綜合的運用，在建設交通行業數據共享和分析平臺的基礎上，通過各種交通應用的場景，開展專題的數據集成綜合分析和應用，通過平臺向各個業務輸送數據能力。
　　舉兩個案例，第一個廣州交通行業數據共享分析交換平臺，這個平臺匯集了行業17個領域388類數據，接入交換的數據量達到250GB，實現259億條數據的交換。為了妥善的匯集和存儲有關數據，由于數據來源多，形式各異，動態性不同，所以標準化和快速存儲的問題，成為必須解決的問題。
　　面對這些問題我們制定了相應的管理辦法，并且搭建了數據標準的體系，包括數據源的標準規范，信息交換的標準規范，還有資源、目錄以及分類、代碼標準規范的建設。為了實現數據的快速存儲和處理，平臺采用混合數據庫的模式，對傳統的數據庫采用存放，對特別大的數據和流失的數據我們采用存放，搭建數據服務的宗憲，并開發流失的管理平臺，實現流失數據的快速共享，提供關聯查詢、核查比對、碰撞分析、數據統計等多種服務。通過并行的計算架構，實現大數據的處理和計算。
　　基于數據共享平臺上面有很多典型運用，例如近兩年正在不斷開發和完善的綜合客運的組織決策系統。在綜合綜合客運樞紐內各種交通方式匯集，人群大量匯集特別在春運、節假日的時候，大型的火車站、機場、高鐵站等等，各種交通方式都在這里向匯集進行疏運。我們針對廣州火車站、火車南站等幾個重要的火車樞紐，集成公交、出租、地鐵、公路客運、鐵路、卡口、如約巴士、如約的士、如約城際，客流檢測等數據分析建立了綜合客運樞紐的分析、決策的系統，通過數據的集成、綜合和預測，有效解決這個問題。
　　如圖，系統主要對重要的客運樞紐實時人群的數量以及人群的來源，人群停止的時常以及人群的分布進行實時的監測，并且結合天氣的情況進行短時和一段時間內的預測。圖左上角的曲線就顯示了人群變化的情況，右上角顯示了人群的來源，下部分是停留的市場。

圖1綜合客運樞紐的分析、決策的系統

　　為了進一步的分析我們以廣州站火車站為例，系統實時監測了候車大廳、廣場、各個入口的聚集情況。如圖顯示火車站在當前檢測的情況下總共有1.7萬多人，候車廳有5199人，中廣場的區域為6193人。候車廳和中廣場是我們重點的檢測區域，并且對總體的流入、流出，還有各個分區流入、流出的速度進行實時檢測。例如候車廳每分鐘各個路口總計人量54，出為15。并且對整個火車站區域客流交通方式的分配，公交多少、出租多少、客運多少，地鐵多少、列車多少和私家車進行細分，并結合氣象和路況進行區域、客流的短時、長時和特殊節假日的預測，右下角的圖是各種交通方式分配的情況。

圖2廣州站火車站實時監測候車大廳、廣場、各個入口情況

　　每一種人群聚集的情況都對應的相應的應急預案，例如在廣州火車站一般來說達到5萬人和6萬人分別對應著5級和4級的方預案。每一種預案又對應著不同的管制措施和疏運的措施，系統的數據成為各種預案采取有效的支持。這些預案在實施前我們通過系統進行評估，在實施后通過系統對效果進行事后的復盤和評價。
　　如下圖，采取措施前后人群的情況對比，匯聚速度和疏運的情況，紅色的曲線是采取措施后的預測曲線，藍色的曲線沒有采取措施的曲線，這是事前的評估。還有事后方案的復盤，以及評價。在采取之后，可以對采取措施之后在此期間的運力投入、運量、分擔比、樞紐、疏運客流的速度還有區域變化，進行詳細的評估和分析。

圖3采取措施前后人群的情況對比

　　在2017年春運的期間，我們用這個系統支持了2900萬人次的旅客平安的疏運，實現大面積聚集的零發現，春運旅客的零滯留。這個系統除了能夠用在客運樞紐以外，對于一些核心商圈重要景點等客流量聚集比較大的區域，也可以進行保障。
　　下圖是2017年剛剛結束的廣州國際燈光節花城廣場的現場，左邊是人最多的時候，右邊是人群相對消散的時候。整個人群的聚焦和消散以及交通方式的分配，都可以用我們系統進行實時監測，并且通過視頻監控進行實時的對比，能夠從數據上掌握情況，并將地鐵等重要的疏運方式的客流與人群聚集的情況進行關聯分析，從而對人群的情況進行初步的預測。

圖4廣州國際燈光節花城廣場現場

　　除了數據的集成綜合分析運用，我們最近推進新技術在智能交通系統的引用和創新，新一代的創新技術，人工智能、區塊鏈推動智能交通系統在感知、存儲、共享、處理和交互等方面全面升級和創新。以采用新型的技術在公交CAN總線綜合管理分析、車輛防碰撞、橋梁健康安全及其防碰撞安全監測等方面的案例為例子。
　　對于公交的CAN總線數據，我們主要是借助各個公交企業的CAN總線數據，從看CAN總線數據可以得到車輛的運行數據，例如車速、里程、轉速、擋位、水溫、氣壓、油門、燈光、電池、電壓、機動車等等。通過CAN總線數據可以非常直接的分析到。還有駕駛的行為數據，包括制動、變道、加減速等等，還有我們故障報警數據，包括油壓、水溫等有關的報警數據。目前我們已經接入了2000輛公交車的數據，并且正在向全行業進行推廣。這是我們CAN總線綜合分析管理的主界面圖，這個系統可以實現駕駛員的安全評估，車輛的故障監控，車輛運行監控運行還有歷史分析等有關的作用和功能。
　　對于車輛安全駕駛監管分析系統，主要分車內和車外兩個部分。目前我們已經在130營運車輛，包括公交車和客運車輛上試點安裝，正在1000臺公交車上進行推廣，并且計劃結合公交電動化改進的過程并在全行業進行推廣。
　　對于車外的防碰撞系統，這個主要用視頻的檢測技術，測量前方行人以及前方車輛與當前車輛的相對距離，以及相對速度來計算要碰撞可能發生的時間。當低于一點的預制的時候，就像司機提出預警，同時檢測車道有關情況。當不打轉向燈發生轉向的情況下，對這種偏離車道進行預警，這個時候系統認為系統是不是睡著了或者打瞌睡了。
　　對于車內的安全輔助駕駛系統，這個主要是用視頻的技術來分析司機是不是雙手不在方向盤，是不是有打手機等其他的不安全行為和情況。這個我們將結合電動化改造的過程逐步向全行業推廣。
　　橋梁健康監測及碰撞安全檢測系統是我們感知技術的一個具體應用。橋梁健康檢測，利用溫度傳感技術，對橋梁的溫度、位移變化進行實時的數據采集，分析并及時發覺結構性退化或者突變的情況，為橋梁的健康運營、養護決策提供支持。碰撞風險的監測，通過通航孔超高監測器，以及橋墩的激光檢測器。橋梁容易被超高或偏航的船撞擊。通過這些監測器對通航船只是否超過通航的界限，可能潛在的碰撞威脅進行安全的預警，大大減少了威脅。目前廣州洛溪大橋已經部署有關的應用，在廣州交委管轄的18座橋梁上進行應用。
　　除了以上新技術的應用，在我們智能交通建設和創新實踐中會遇到一個問題，到底是業務適應技術，還是技術適應業務，大多數選擇后者。在創新的實踐中，著力用智能交通改造傳統的管理和服務的流程，不光是技術去輔助業務，而且用技術改造管理和服務的流程，從而發揮智能交通技術創新在管理服務提升中的引領性的作用。我們簡要分析服務和管理的三個案例說明這一點。
　　第一個是公交一鍵叫車，說到公交都會想到定點、定線、定時發班的情況。但現在我們在廣州黃埔蘿崗地區開始了公交一鍵叫車的試點，在中心區高峰期車多、人多，公交的發班很密集不需要一鍵叫車。但是對于一些郊區的線路或者夜班車，以及需要重點保障的旅游線路，如何及時的捕捉和響應乘客的需求就成為要解決的問題。
　　什么是一鍵叫車？簡而言之在公交車站按下叫車鍵，當達到一定人數的叫車需求，目前試點的是3-5人，就會派相應的公交車，公交車也分大公交車和中小巴。這里需要解決一個問題就是如何區分無效的叫車需求。
　　我們采取了兩種方式：第一在已經投入的黃埔區一鍵叫車試點，通過刷公交一卡通來實現，叫車不是通過按鍵而是刷卡。刷一次卡是當做一個人，一張卡刷多次是重復需求，從而有效的解決了無效叫車篩選的情況。黃埔區試點投入應用了以后，信息時報、新浪、網易也進行了報道，當叫車需求達到了3-5人的時候，在小屏上會顯示，已經有公交車響應，以及預計到達時間。第二是珠江新城旅游環線。我們在叫車鍵的旁邊安裝了一個人臉識別的攝像機。當按下叫車鍵的時候，系統會對叫車人進行識別，識別同一個人反復按鍵，是一次叫車需求，從而有效的解決叫車的問題。
　　另外服務方面的創新。一般而言學車者往往處于一種弱勢，往往一次性付費然后學車。這樣導致在學的過程中質量沒有保障，進而引起一系列的糾紛。近兩年來，廣州市交通委員會引導有關的駕校和企業建立了如約學車的平臺，通過互聯網的技術解決了這個問題，可以實現先學車后付費。在網絡平臺上很方便的能夠選擇駕校選擇自己的司機進行學車，關鍵可以按照學時進行收費，每兩個學時付費一次。這樣的話就有效的解決了在學車過程中的培訓駕校語學員之間的矛盾，實現了先學后付的模式。這兩年推廣以來簽約的學員已經達到7.9萬名，畢業的學員已經超過1萬名，得到了良好的效果。
　　第三個案例是出租車管理方面，主要是出租車防偽稽察系統。原來出租車防偽稽察主要是通過稽察人員在現場一臺臺車去查。如今我們綜合運用卡口視頻車牌的識別技術，通過智能頂燈等方式提高稽察執法的效率，改變流程。
　　第一個是卡口的抓拍系統，目前出租車的防偽稽察卡口在廣州市范圍內有92套，共享公安局的卡口暫時在進一步的調試當中，自建的92套能夠實現對出租車車型的識別。當識別到某個路段根據它的頂燈車顏色識別到出租車，就向車牌信息以及后臺GPS定位進行比對，當信息完全符合，則識別為一輛合法的出租車。當車牌信息不符合或者位置信息不符合，它疑似是一輛非法的出租車或者是克隆車。通過大量數據的比對，可以分析當前存在非法出租車的情況，出現規律和分布情況，對有條件的路段還可以設卡進行攔截。
　　除此以外，還可以通過智能頂燈進行稽查。這個頂燈層面呈如魚型，寓意著如魚得水，俯瞰成T型，寓意著Taxi出租車。平時可以通過燈光的狀態知道載客的情況，亮綠色為空車，LED熄滅為載客中。當需要執法稽察的時候，執法人員可以通過手持的PDA或者后臺系統，對某輛出租車或者一定范圍的出租車改變頂燈的顏色和閃爍的方式，在這個方位內所有按此變化顏色的出租車即為合法的出租車。如果不按有關的顏色進行變化或者閃爍頻率的出租車，則可能是非法出租車，可以進行重點的稽察。
　　目前出租車的頂燈在廣州已經推廣到了5000輛，計劃在明年實現全覆蓋。同時由于頂燈的造型和色彩的搭配也成為了廣州夜晚的一道亮底的風景線。
　　3.廣州城市智能交通系統發展展望
　　未來城市智能交通將更加關注智能、效率、安全、生態環保、交互體驗等多目標的協同。我們將圍繞新時代的新需求，貫徹新發展理念，發揮創新引領發展的第一動力作用。以交通運輸行業供給側改革為主線，推動交通發展的質量變革、效率變革、動力變革，進一步推動了數據集成的應用，新技術的融合，管理服務的創新，不斷開創新的發展局面。
　　新時代為智能交通提供了一個更加廣闊的發展空間，新科技也我們智能交通提供了創新的引擎。新交通將在新的交互融合中產生更多的新模式和新業態。希望各位領導、各位專家還有各位同仁，一如既往的關心、指導、支持和幫助廣州智能交通系統的發展。