一城一北斗|北斗+城市应急交通安保和主动防控技术应用|交通安保|北斗|安保和|灾害

申报单位：安徽科力信息产业有限责任公司

联合申报单位：

主要完成人：宋志洪、苟启文、郝盈、刘恒玉、陈家旭、吕建成

一、案例简介

该成果主要围绕城市重大或应急活动保障命题，突破基于北斗精准时空信息的车路状态感知、基于端云协同的交通事件辨识与演化预判、面向事件应急和重大活动的交通安保与主动防控等核心技术，开发面向城市交通事件应急和重大活动的安全保障与主动防控平台，快速辨识交通事件，解决城市应急交通安保与管控中的感知缺、预判误、控制弱等难题，保障在重大活动等场景下交通安全和有序，促进城市道路交通科技进步和产业化发展，提升城市道路交通系统管控的智能化水平。本项目已形成授权发明专利10项，软件著作权10项，国家标准1项、中智协团体标准1项，核心技术均有自主知识产权。项目成果经安徽

省科学技术情报研究所查新“具备遥感影像与通行状态的关联模型、建立面向多路线安保的事件异常演化特征和警力资源调度模型等特点的北斗+城市应急交通安保和主动防控技术，国内未见相同报道”。相关产品通过安徽省软件评测中心、安徽省信息技术应用创新适配验证中心公安部特种警用装备质量监督检验中心检测，并已在全国多个城市进行推广，能有效解决重大安保活动的执行效率，并极大的降低对社会车辆通行的影响，对突发事件和管理时空的道路进行优化，提高路网的整体运行效率，具有显著的社会效益。

二、技术方案

项目围绕空天地一体化事件应急和城市通行保障命题，针对感知难、预判误、防控弱等难题，开展基于北斗复杂交通安保环境及路网状态感知技术、基于端云协同的交通事件辨识与演化预判技术、面向重大活动的交通安保与主动防控关键技术研究，实现在安保活动执行前预知其影响力及影响程度、在执行过程中全面掌控周边路网运行态势变化以及及时调整管控策略、在安保任务完成后对效果进行整体评价，让整个过程变得可知、可控，提高安保任务的安全性，同时降低任务执行过程对社会车辆通行的影响，为重大活动安保任务提供技术保障。

1、系统架构

1)基础设施层：外部设备与资源是支撑北斗+城市应急交通安保和主动防控平台功能运行的必需条件

主要包括高分遥感、北斗终端、视频监控等感知设备以及信号机诱导屏等管控设备。2)数据层：通过汇聚空地前端感知设备数据实现数据采集与提取，通过空地多维度的数据融合分析，保障系统的输出准确性与稳定性。3)服务层：构建不通信息模型，从宏观与围观两个层面对交通安全风险进行事前识别与研判，各类数据统一提供给应用层使用。4)应用层：通过北斗+高分遥感融合感知提前发现各种灾害，分等级产生预警信息提醒交通管理部门提前预防，对于刚发生的灾害进行事发研判，充分利用大数据、云计算、人工智能、数字孪生等先进技术，结合相关风险预判算法模型，预测预判安全风险事态发展趋势及发生次生灾害可能带来的影响，并由智能预案子系统根据灾害等级，自动推荐符合要求的预案信息，提高应急快速响应能力，为下一步救援指挥工作提供支撑；对于已发生的灾害，结合物联网感知设备、视频设备、应急资源、交通诱导等资源，实现事发后应急快速响应与扁平化应急救援指挥；利用灾害后遥感图像信息以及其他信息进行事后评价，分析灾害对人员、经济造成的影响，评估灾情救援响应情况以及处置情况，通过评估结果完善处置预案，最大程度的减少后续灾情的直接影响。

2、北斗精准时空信息的车路状态融合感知应用技术

1)宏观交通感知：基于遥感技术开展道路交通灾害的多模态遥感影像应急监测信息快速提取。用深度学习和语义信息实现灾前光学影像和灾后合成孔径雷达影像的高精度配准，实现全天候、高准确率、高时效的道路交通灾害监测，基于先验基础地理信息和时间序列遥感影像实现灾害信息自动提取，实现路网宏观交通状态感知。2)微观交通感知：通过路面密集布设的高清卡口、电子警察、检测器等设备采集数据，结合人工智能算法，重构车辆轨迹，建立血缘关系，精准掌握全域全时空全量交通特征，通过交通流量、饱和度以及排队长度等参数的实时监控，实现拥堵报警，及时掌控重点路段路口的交通通行状况，以及通过三种参数之间的关联关系，分析交叉口拥堵成因，为用户制定缓堵策略提供数据支撑。3)数据融合预警：多源数据协同与融合感知在交通安全识别数据源方面充分采用空(卫星搭载各种传感器)、地(摄像头、气象站设备、空气质量监测地面站设备、电子警察和测速雷达),所获取的数据来对各种交通状态进行识别，多系统(多方案)地实现融合，并将上述两类识别系统进行进一步融合建立容错与输出系统，确保系统准确性输出与稳定性。4)交通态势研判：通过全业务的多元研判模型构建，实现精准研判。城市交通通行态势分析有交通运行态势分析与安全态势研判。

3、城市交通事件应急和重大活动的安全保障与主动防控平台部署

1)安全通行保障系统：基于北斗精准定位和精细化GIS地图为支撑的安全通行保障系统。利用精细化地图路径规划算法为优先车辆(车队)提供自动规划和匹配线路，实现线路执行过程中的全程视频追踪。通过对优先车辆(车队)安装北斗交通控制终端，实时计算前方路口距离，当距离路口距离D小于控制阀值M时，响应车辆行进方向的相位管控，从而实现基于精细化地图的精准定位和信号管控响应，降低警卫指挥人员的操作负担；利用北斗交通控制终端对车辆(车队)行进过程全程地图监控和视频监控。通过建立线路执行预测算法模型，在多条线路可能发生冲突时，报警模块自动向监控中心报警，并自动降级安保等级较低的线路运行时速下发到车载终端，实现冲突规避，在冲突解除后，自动恢复原线路行进速度保障车辆(车队)在可控范围内到达目的地。

2)安保线路周边道路交通组织与控制：项目提出以安保方案为指导，交通组织与管控为手段、大数据分析研判为载体的“一区多线一中心”交通组织与管控新技术，针对优先通行车辆通行过程中时空优先保障和降低对交叉口干扰等问题，发明了无路权保障下的优先通行信号控制方法和基于优先车辆运行状态信息的优先控制方法。提出了保障车辆最优行驶路径算法和基于相邻路口协同控制的节点分流方法，并利用信号配时的调整及诱导发布，引导车辆绕行，实现了相邻路口协同控制。

3)安保周边交通事件快速处置：基于预案化的快速派警技术核心在于预案的制定调优以及警力的快速合理调派。以不同事件类型与等级为响应触发点的自动预案响应机制以及以警务区为单位的快速处置技术。在系统收到事件信息后，立即提取事件关键要素，在预案库中筛选与要素匹配的预案并自动执行，预案中包含调派警力规则、设备管控规则、处置要求文本等信息，通过指令发送模块与融合通讯技术与处警人员通信，将事件位置、事件类型、图文信息以及处置方案发送到处警人员智能终端，显著提高事件处置效率。在处警人员到达现场后，处警人员可通过智能终端搭载的北斗精准定位，重新定位事件的车道级别位置，为更好的在上下游诱导服务提供数据支撑，同时为事故黑点、多发点排查提供精准的位置服务。

4)面向交通事件的主动防控：针对交通事件发生后诱导效果有限等问题，提出在多源数据融合感知手段下事前有效引导、事中快速处置、事后自主学习的管控方法，提出在基于历史大数据分析研判的前提下，分析交通事件规律和影响因素，从交通流量、行人、天气、路况多因素中分析潜在隐患，在交通事件前发布诱导信息，提醒行人、机动车合理出行、安全出行，避免交通事件的发生；提出在事件发生后快速利用科技设备手段以及基于北斗的精准勤务感知手段，快速调派、管控相关资源，解除事件影响，恢复道路通行；提出基于本次事件特征的自主学习技术，通过深度学习算法不断完善预警模型，提高预警准确性和及时性。

三、创新亮点

1)基于北斗精准时空的复杂路网交通状态感知技术；针对由城市道路交通系统时变性、非线性以及复杂性问题导致的异常状态辨识度低、反应速度慢、多源异步异构数据融合难等技术难题，通过宏观与微观两个层面感知交通状态并对数据融合应用。宏观层面围绕如何实现遥感技术在道路交通安全防控中的实际应用，提出一种多模态序列遥感影像灾害信息自动提取方法，利用深度学习和语义信息实现灾前光学影像和灾后合成孔径雷达影像的高精度配准，实现全天候、高准确率、高时效的道路交通灾害监测；微观层面通过安保及影响范围内道路交叉口通行效率评价、城市道路拥堵程度辨识、路网交通状态多尺度融合诊断等方法，提出了基于北斗精准时空的交通快速感知技术。

2)基于端云协同的交通事件辨识与演化预判技术；针对交通事件辨识不清、交通事件演化不明等导致的交通事件影响无法预估、事件无法得到及时处置等问题，提出了基于端云协同的交通事件辨识与演化研判技术，能够准确预估安保任务执行前后，交通事件影响以及出行结构和需求变化，进而制定好预案，当安保任务执行过程中有事件发生时，启动预案，同时准备好各类调度和处置措施，及时处置事件，恢复正常通行秩序，消除事件对安保任务和常规车辆通行影响。3)面向事件应急和重大活动的交通安保与主动防控技术。针对交通安保过程中多条保卫任务线路通行冲突、突发事件易造成交通秩序混乱、引发更大规模交通拥堵等问题，提出了基于北斗精准定位的多线路车辆优先通行保障、安保线路周边道路交通组织与控制、安保周边交通事件自动处置预案化快速处置、面向交通事件的主动防控等创新方法，有效解决因定位偏差导致线路冲突不可预知以及交通事件无法有效处置等问题。