一城一北斗|北斗+城市應急交通安保和主動防控技術應用

申報單位：安徽科力信息產業有限責任公司

聯合申報單位：

主要完成人：宋志洪、茍啟文、郝盈、劉恒玉、陳家旭、呂建成

一、案例簡介

該成果主要圍繞城市重大或應急活動保障命題，突破基于北斗精準時空信息的車路狀態感知、基于端 云協同的交通事件辨識與演化預判、面向事件應急和重大活動的交通安保與主動防控等核心技術，開發面 向城市交通事件應急和重大活動的安全保障與主動防控平臺，快速辨識交通事件，解決城市應急交通安保 與管控中的感知缺、預判誤、控制弱等難題，保障在重大活動等場景下交通安全和有序，促進城市道路交 通科技進步和產業化發展，提升城市道路交通系統管控的智能化水平。本項目已形成授權發明專利10項， 軟件著作權10項，國家標準1項、中智協團體標準1項，核心技術均有自主知識產權。項目成果經安徽

省科學技術情報研究所查新“具備遙感影像與通行狀態的關聯模型、建立面向多路線安保的事件異常演化 特征和警力資源調度模型等特點的北斗+城市應急交通安保和主動防控技術，國內未見相同報道”。相關產 品通過安徽省軟件評測中心、安徽省信息技術應用創新適配驗證中心公安部特種警用裝備質量監督檢驗中 心檢測，并已在全國多個城市進行推廣，能有效解決重大安?；顒拥膱绦行剩O大的降低對社會車輛 通行的影響，對突發事件和管理時空的道路進行優化，提高路網的整體運行效率，具有顯著的社會效益。

二、技術方案

項目圍繞空天地一體化事件應急和城市通行保障命題，針對感知難、預判誤、防控弱等難題，開展基 于北斗復雜交通安保環境及路網狀態感知技術、基于端云協同的交通事件辨識與演化預判技術、面向重大活動的交通安保與主動防控關鍵技術研究，實現在安?；顒訄绦星邦A知其影響力及影響程度、在執行過 程中全面掌控周邊路網運行態勢變化以及及時調整管控策略、在安保任務完成后對效果進行整體評價，讓 整個過程變得可知、可控，提高安保任務的安全性，同時降低任務執行過程對社會車輛通行的影響，為重 大活動安保任務提供技術保障。

1、系統架構

1)基礎設施層：外部設備與資源是支撐北斗+城市應急交通安保和主動防控平臺功能運行的必需條件

主要包括高分遙感、北斗終端、視頻監控等感知設備以及信號機誘導屏等管控設備。2)數據層：通過匯 聚空地前端感知設備數據實現數據采集與提取，通過空地多維度的數據融合分析，保障系統的輸出準確性 與穩定性。3)服務層：構建不通信息模型，從宏觀與圍觀兩個層面對交通安全風險進行事前識別與研判， 各類數據統一提供給應用層使用。4)應用層：通過北斗+高分遙感融合感知提前發現各種災害，分等級產 生預警信息提醒交通管理部門提前預防，對于剛發生的災害進行事發研判，充分利用大數據、云計算、人 工智能、數字孿生等先進技術，結合相關風險預判算法模型，預測預判安全風險事態發展趨勢及發生次生 災害可能帶來的影響，并由智能預案子系統根據災害等級，自動推薦符合要求的預案信息，提高應急快速 響應能力，為下一步救援指揮工作提供支撐；對于已發生的災害，結合物聯網感知設備、視頻設備、應急 資源、交通誘導等資源，實現事發后應急快速響應與扁平化應急救援指揮；利用災害后遙感圖像信息以及 其他信息進行事后評價，分析災害對人員、經濟造成的影響，評估災情救援響應情況以及處置情況，通過 評估結果完善處置預案，最大程度的減少后續災情的直接影響。

2、北斗精準時空信息的車路狀態融合感知應用技術

1)宏觀交通感知：基于遙感技術開展道路交通災害的多模態遙感影像應急監測信息快速提取。用深 度學習和語義信息實現災前光學影像和災后合成孔徑雷達影像的高精度配準，實現全天候、高準確率、高 時效的道路交通災害監測，基于先驗基礎地理信息和時間序列遙感影像實現災害信息自動提取，實現路網 宏觀交通狀態感知。2)微觀交通感知：通過路面密集布設的高清卡口、電子警察、檢測器等設備采集數 據，結合人工智能算法，重構車輛軌跡，建立血緣關系，精準掌握全域全時空全量交通特征，通過交通流 量、飽和度以及排隊長度等參數的實時監控，實現擁堵報警，及時掌控重點路段路口的交通通行狀況，以 及通過三種參數之間的關聯關系，分析交叉口擁堵成因，為用戶制定緩堵策略提供數據支撐。3)數據融 合預警：多源數據協同與融合感知在交通安全識別數據源方面充分采用空(衛星搭載各種傳感器)、地(攝 像頭、氣象站設備、空氣質量監測地面站設備、電子警察和測速雷達),所獲取的數據來對各種交通狀態 進行識別，多系統(多方案)地實現融合，并將上述兩類識別系統進行進一步融合建立容錯與輸出系統， 確保系統準確性輸出與穩定性。4)交通態勢研判：通過全業務的多元研判模型構建，實現精準研判。城 市交通通行態勢分析有交通運行態勢分析與安全態勢研判。

3、城市交通事件應急和重大活動的安全保障與主動防控平臺部署

1)安全通行保障系統：基于北斗精準定位和精細化GIS地圖為支撐的安全通行保障系統。利用精細 化地圖路徑規劃算法為優先車輛(車隊)提供自動規劃和匹配線路，實現線路執行過程中的全程視頻追蹤。 通過對優先車輛(車隊)安裝北斗交通控制終端，實時計算前方路口距離，當距離路口距離D小于控制閥 值M時，響應車輛行進方向的相位管控，從而實現基于精細化地圖的精準定位和信號管控響應，降低警衛 指揮人員的操作負擔；利用北斗交通控制終端對車輛(車隊)行進過程全程地圖監控和視頻監控。通過建 立線路執行預測算法模型，在多條線路可能發生沖突時，報警模塊自動向監控中心報警，并自動降級安保 等級較低的線路運行時速下發到車載終端，實現沖突規避，在沖突解除后，自動恢復原線路行進速度保障 車輛(車隊)在可控范圍內到達目的地。

2)安保線路周邊道路交通組織與控制：項目提出以安保方案為指導，交通組織與管控為手段、大數 據分析研判為載體的“一區多線一中心”交通組織與管控新技術，針對優先通行車輛通行過程中時空優先 保障和降低對交叉口干擾等問題，發明了無路權保障下的優先通行信號控制方法和基于優先車輛運行狀態 信息的優先控制方法。提出了保障車輛最優行駛路徑算法和基于相鄰路口協同控制的節點分流方法，并利 用信號配時的調整及誘導發布，引導車輛繞行，實現了相鄰路口協同控制。

3)安保周邊交通事件快速處置：基于預案化的快速派警技術核心在于預案的制定調優以及警力的快 速合理調派。以不同事件類型與等級為響應觸發點的自動預案響應機制以及以警務區為單位的快速處置技 術。在系統收到事件信息后，立即提取事件關鍵要素，在預案庫中篩選與要素匹配的預案并自動執行，預 案中包含調派警力規則、設備管控規則、處置要求文本等信息，通過指令發送模塊與融合通訊技術與處警 人員通信，將事件位置、事件類型、圖文信息以及處置方案發送到處警人員智能終端，顯著提高事件處置 效率。在處警人員到達現場后，處警人員可通過智能終端搭載的北斗精準定位，重新定位事件的車道級別位置，為更好的在上下游誘導服務提供數據支撐，同時為事故黑點、多發點排查提供精準的位置服務。

4)面向交通事件的主動防控：針對交通事件發生后誘導效果有限等問題，提出在多源數據融合感知 手段下事前有效引導、事中快速處置、事后自主學習的管控方法，提出在基于歷史大數據分析研判的前提 下，分析交通事件規律和影響因素，從交通流量、行人、天氣、路況多因素中分析潛在隱患，在交通事件 前發布誘導信息，提醒行人、機動車合理出行、安全出行，避免交通事件的發生；提出在事件發生后快速 利用科技設備手段以及基于北斗的精準勤務感知手段，快速調派、管控相關資源，解除事件影響，恢復道 路通行；提出基于本次事件特征的自主學習技術，通過深度學習算法不斷完善預警模型，提高預警準確性 和及時性。

三、創新亮點

1)基于北斗精準時空的復雜路網交通狀態感知技術；針對由城市道路交通系統時變性、非線性以及 復雜性問題導致的異常狀態辨識度低、反應速度慢、多源異步異構數據融合難等技術難題，通過宏觀與微 觀兩個層面感知交通狀態并對數據融合應用。宏觀層面圍繞如何實現遙感技術在道路交通安全防控中的實 際應用，提出一種多模態序列遙感影像災害信息自動提取方法，利用深度學習和語義信息實現災前光學影 像和災后合成孔徑雷達影像的高精度配準，實現全天候、高準確率、高時效的道路交通災害監測；微觀層 面通過安保及影響范圍內道路交叉口通行效率評價、城市道路擁堵程度辨識、路網交通狀態多尺度融合診 斷等方法，提出了基于北斗精準時空的交通快速感知技術。

2)基于端云協同的交通事件辨識與演化預判技術；針對交通事件辨識不清、交通事件演化不明等導 致的交通事件影響無法預估、事件無法得到及時處置等問題，提出了基于端云協同的交通事件辨識與演化 研判技術，能夠準確預估安保任務執行前后，交通事件影響以及出行結構和需求變化，進而制定好預案， 當安保任務執行過程中有事件發生時，啟動預案，同時準備好各類調度和處置措施，及時處置事件，恢復 正常通行秩序，消除事件對安保任務和常規車輛通行影響。3)面向事件應急和重大活動的交通安保與主 動防控技術。針對交通安保過程中多條保衛任務線路通行沖突、突發事件易造成交通秩序混亂、引發更大 規模交通擁堵等問題，提出了基于北斗精準定位的多線路車輛優先通行保障、安保線路周邊道路交通組織 與控制、安保周邊交通事件自動處置預案化快速處置、面向交通事件的主動防控等創新方法，有效解決因 定位偏差導致線路沖突不可預知以及交通事件無法有效處置等問題。