前言

智慧交通综合管控平台是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效的集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。

智慧交通综合管控平台作为智慧交通建设的核心和数据采集、处理、融合、应用的枢纽，将智能交通建设的各个外场子系统的数据进行实时的采集、转换、处理及存储，并在数据集成、融合、分析挖掘的基础上，汇聚于公安交通的智慧应用中，大大推进了交通业务的智能化和智慧化，提高了交警各部门人员的工作效率。

智慧交通综合管控平台集成了信息化、流程化、规范化的集成管理与指挥调度、接处警、设施维护管理、运营服务等智慧交通业务功能。指挥中心指挥调度人员可以基于GIS电子地图实时监控城市道路的实时路况、警情在地图上的实时位置、处理过程的监控、警力实时位置的监控、设施设备的实时运行状态，还实现了监控视频的实时访问、信号控制设备的远程控制以及诱导屏的实时发布等功能。

系统概述

城市交通服务提供全面的路况，需要交通监测网对城市道路交通状况、交通流信息、交通违法行为等的全面监测，采集、处理及分析大量的实时监测数据，具有数据量巨大的特点；随着城市机动车保有量不断提高，城市道路交通状况日趋复杂化，交通流特性呈现随时间变化大、区域关联性强的特点，需要根据实时的交通流数据及时全面采集、处理和分析等，因此具有系统负载时变性高、波动大的特点应支持低延迟、高并发事务；公众出行服务对交通信息发布的时效性要求高，需将准确的信息及时提供给不同的需求主体，信息处理、分析时效性要求高，这给交通大数据支撑平台提出了挑战。

智慧交通综合管控平台面对海量数据，系统不能仅依靠少数几台机器的升级满足数据量的增长，必须做到横向可扩展，既满足性能的要求，也满足存储的要求；由于服务需求的多样化，平台既要支持交通数据流的实时分析与处理又要支持复杂查询与深度分析所需的高性能、低延迟需求。平台需具有高度容错性，大数据的容错性要求在作业执行的过程中，一个参与节点失效不需要重做整个作业。另外平台应支持异构环境，交通大数据平台的建设是分步骤的，分阶段进行的。

大数据支撑平台囊括了城市交通运行的基本数据，大数据支撑平台系统的设计、实施，按照一切从实际出发，遵循经济实用的原则，对于整个城市交通运行状态检测的整个过程可以分为确定数据采集目标、采集数据、分析数据和功能实现四个阶段。

第一阶段，确定数据采集目标。目标就是监测的对象，首先要定义哪些对象是城市交通运行需要检测采集数据的，从社会经济、城市基础设施和人民生活等多个方面进行考虑。

第二阶段，采集数据。确定好城市交通运行需要检测采集的数据目标之后，可以从相关部门或者采用相关仪器设备及手段进行数据采集。

第三阶段，分析数据。城市交通运行特征处于“常态”和“非常态”，需要对采集的数据进行全方位的分析，由“常态”到“非常态”的一个动态过程，包括很多特殊情况的孕育、发展、扩大和爆发。通过对采集到的数据进行建模等方式来统计分析其诱发因素，以各相关管理部门、工作人员能迅速清晰掌握了解情况的方式进行展现。

第四阶段，功能实现。展示城市运行实时监测状况，显示各项数据分析结果，及多种系统功能。

交通大数据支撑平台应具有如下的特性：

Ø 高度可扩展性，横向大规模可扩展，大规模并行处理；

Ø 实时性，对交通数据流，事件的实时处理；

Ø 高性能、低延迟分析，快速响应复杂查询和深度分析、实时分析结果；

Ø 高度容错性，系统在硬件级、软件级实现容错；

Ø 可用性，系统具有相当高的可用性；

Ø 支持异构环境，对硬件平台一致性不高，适应能力强；

Ø 开放性、易用性，系统之间可实现数据共享，服务集成；

Ø 较低成本，较高的性价比。

系统框架

大数据支撑平台框架图如下所示，主要由如下几个子系统组成：

大数据及支撑平台框架图

Ø 交通大数据采集子系统

交通大数据采集子系统基于基础网络服务平台，采集前端感知设备传输的信息，通过统一的采集服务将数据接入到大数据支撑平台，进行后续的分析处理，基础网络服务平台可满足各种数据接入，同时支持大量客户端的并行处理。

Ø 交通大数据资源整合存储子系统

交通大数据资源整合子系统整合了整个交通相关的数据，包括前端采集的实时交通数据、路网数据、公交车数据、交警数据中心、交

通运输管理数据中心和城市管理数据中心的数据通过数据交换平台也整合到该系统中。

Ø 交通大数据清洗子系统

交通大数据清洗子系统负责交通数据清洗和规整，剔除无用、错误和冗余的数据，保证数据的质量。

Ø 大数据融合分析子系统

大数据计算是整个系统的核心，基于Hadoop分布式计算以及基于Strom流式计算可满足不同的计算需求。

Ø 统一消息服务子系统

统一消息服务子系统为各种综合应用提供服务接口，可满足各种系统的接入查询。

Ø 三维GIS平台子系统

三维GIS系统是用于空间基础信息三维数据浏览显示与查询分析的应用系统，三维GIS系统为用户提供了一个三维可视化的数据浏览、查询的信息平台，通过三维GIS系统可以浏览和查询平台基础信息数据库中的DEM、城市景观、遥感影像、城市绿化、城市公共设施分布等数据。系统可以导入各种常用的二维以及三维地理信息数据文件，兼容大多数开放的标准格式。

系统数据流图如下：

大数据及支撑平台数据流架构图

1、前端感知设备采集的交通数据通过专网发送到大数据及支撑平台采集主机，采集子系统将处理后的数据一部分发给hadoop集群主机，一部分发给计算主机。

2、计算主机进行数据的规整和清洗并进行一些基本的计算，包括交通运行指数、交通指标数据等的计算，计算后的结果保存到oracle和redis集群中。

3、Hadoop集群主机上进行大数据融合分析，包括基于大数据的OD分析，套牌车分析，尾气排放分析等。

4、统一消息服务平台将数据以服务的形式提供给各个应用子系统。

交通数据及支撑平台物理架构如下图：

大数据及支撑平台物理架构图

智慧交通大数据及支撑平台部署在智慧城市云计算中心。

现有的前端感知设备采集的交通数据还是通过原有的方式将数据汇集到各业务部门数据中心，再通过数据共享和交换平台将数据共享到大数据及支撑平台，新增的前端采集设备直接将数据传送到大数据及支撑平台。

交警、交通以及城管现有的业务数据通过数据共享和交换平台共享到大数据及支撑平台，大数据及支撑平台计算分析后的数据通过数据共享和交换平台共享给交警、交通和城管数据中心。

大数据及支撑平台以服务的方式将数据提供给各个应用系统，比如城市交通运行监测平台。

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