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大數(shù)據(jù)環(huán)境下交通電子警察的發(fā)展策略

道路交通違法問題是廣泛存在的復(fù)雜社會現(xiàn)象,而電子警察是過去10年交警部門大力發(fā)展、用于非現(xiàn)場治理交通違法行為的有效手段。在大數(shù)據(jù)的時代背景下,交通違法數(shù)據(jù)的特征提取成為可能,也為有針對性地分析電子警察發(fā)展方向提供了條件。通過對廣州市交通違法數(shù)據(jù)時間、地點、違法行為的特征進(jìn)行分析,提出了我國城市發(fā)展電子警察的幾點思考和建議。

  道路交通違法問題是一種客觀存在,它與人們?nèi)粘I钕⑾⑾嚓P(guān),是廣泛存在的社會現(xiàn)象。道路交通違法問題與城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會文化、政策環(huán)境、管理水平、基礎(chǔ)設(shè)施和交通參與者素質(zhì)等有著客觀必然的聯(lián)系,通過分析研究可以更深入地認(rèn)識該問題的本質(zhì),把握其規(guī)律。

  隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨,通過資料的收集、整理、分析、統(tǒng)計等方法,準(zhǔn)確及時地掌握交通違法系統(tǒng)中各種動態(tài)、靜態(tài)信息,提取交通違法行為在時間、空間、違法類型上的分布特征,可以從多個維度對交通違法數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,有助于探索出更加科學(xué)有效的交通違法治理科學(xué)方法,為非現(xiàn)場交通執(zhí)法這一領(lǐng)域的發(fā)展提供有益的參考,以期更加富有成效地開展交通違法治理、維護(hù)道路交通秩序、預(yù)防和減少交通事故,為經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展創(chuàng)造和諧的道路交通環(huán)境。

  文/陳勝奇(1)、胡少鵬(2)、周  沛(3)

 ?。?)廣州市交通管理科學(xué)技術(shù)研究所

  (2),(3) 廣州市交通規(guī)劃研究院

  1 交通違法數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)

  1.1 交通違法數(shù)據(jù)庫概況

  公安交通管理綜合應(yīng)用平臺(通常稱為“6合1平臺”)是公安部推廣的全國性應(yīng)用平臺,交通違法數(shù)據(jù)存儲在該平臺的交通違法數(shù)據(jù)庫中,用到的數(shù)據(jù)庫表包括:trff_app.vio_surveil(簡稱surveil表)、trff_app.vio_force(簡稱force表)和trff_app.vio_violation(簡稱violation表)。其中,surveil表記錄了交通違法處理前的所有非現(xiàn)場執(zhí)法數(shù)據(jù);force表記錄了交通違法處理前的所有一般程序執(zhí)法數(shù)據(jù)(包括現(xiàn)場執(zhí)法和非現(xiàn)場執(zhí)法);violation表記錄了交通違法處理前的所有簡易程序的現(xiàn)場執(zhí)法數(shù)據(jù),同時,上述3個數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù),在違法當(dāng)事人辦理完成交通違法處理手續(xù)后,都將進(jìn)入到violation表中。3個數(shù)據(jù)庫表之間的關(guān)系如下圖所示:

  數(shù)據(jù)庫表關(guān)系圖

  1.2 可非現(xiàn)場執(zhí)法的交通違法行為

  根據(jù)《道路交通安全違法行為代碼及處罰標(biāo)準(zhǔn)(2014年版)》,機動車駕駛?cè)诉`法代碼中,適用簡易程序的違法代碼有258種,適用一般程序的違法代碼有113種,可以單獨使用強制措施的違法代碼16種(強制措施共105種,其中89種與簡易程序或一般程序重復(fù)),合計共387種違法代碼。按照現(xiàn)有市場上非現(xiàn)場執(zhí)法設(shè)備的種類和發(fā)展水平,篩選出可以進(jìn)行非現(xiàn)場執(zhí)法的交通違法行為共92種,占機動車駕駛?cè)诉`法行為總數(shù)的23.8%。可非現(xiàn)場執(zhí)法交通違法行為主要集中在違反交通標(biāo)志或標(biāo)線(包含了壓實線、不按導(dǎo)向車道行駛、不按規(guī)定車道行駛、逆行、倒車、進(jìn)入禁行范圍、超過規(guī)定時速、低于規(guī)定時速、停車等)和違反交通信號燈指示的違法行為。近年來由于高清攝像機、視頻分析和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,非現(xiàn)場執(zhí)法在涉及司乘人員的違法行為(如不系安全帶)、涉及號牌的違法行為(如遮擋號牌、污損號牌、不懸掛號牌等)方面有了進(jìn)一步的突破。

  2 交通違法數(shù)據(jù)分布特征

  2.1 時間分布特征

  通過統(tǒng)計廣州市非現(xiàn)場執(zhí)法數(shù)據(jù)的取證時間,可以發(fā)現(xiàn),非現(xiàn)場執(zhí)法數(shù)據(jù)在時間上的分布總體上具有以下特征:

  日相似性:雖然每天的違法數(shù)據(jù)的變化趨勢波形略有差異,但同一采集對象的曲線波形相似,變化趨勢呈明顯的周期性。在每天的同一時段,違法數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出極其相似的變化趨勢。

  連續(xù)性:時間序列數(shù)據(jù)具有連續(xù)性,序列中的每一個采集數(shù)據(jù)對相鄰時段的記錄數(shù)據(jù)都有承上啟下的特點(投入使用的電子警察數(shù)量發(fā)生變化除外)。

  相對穩(wěn)定性:在每一較短時段內(nèi),違法數(shù)據(jù)的時間變化趨勢相對穩(wěn)定。

  執(zhí)法主體相關(guān)性:非現(xiàn)場執(zhí)法技術(shù)手段中,對違法行為的取證方式包括完全依靠設(shè)備和人工與設(shè)備結(jié)合兩種。完全依靠設(shè)備的非現(xiàn)場執(zhí)法量,節(jié)假日與工作日的差距非常小;而人工與設(shè)備結(jié)合的非現(xiàn)場執(zhí)法量,節(jié)假日明顯低于工作日。

  流量相關(guān)性:排除執(zhí)法主體的影響,只考察完全依靠設(shè)備的非現(xiàn)場執(zhí)法量,在一天24小時中總體呈現(xiàn)為正態(tài)分布,其峰值主要出現(xiàn)在10時-16時之間。高峰時段為全天交通流量較大的時段,但并沒有呈現(xiàn)早晚高峰的特征。

  2.2 空間分布特征

  考慮到交通違法量在空間上的分布,不僅與非現(xiàn)場執(zhí)法量在空間上的分布有關(guān),還與非現(xiàn)場執(zhí)法點在空間上的分布有關(guān),為了屏蔽非現(xiàn)場執(zhí)法點數(shù)量在空間上分布不均對評價某區(qū)域交通違法嚴(yán)重程度的影響,定義“單位執(zhí)法量=非現(xiàn)場執(zhí)法量/非現(xiàn)場執(zhí)法地點數(shù)量”來作為衡量指標(biāo)。可以發(fā)現(xiàn),非現(xiàn)場執(zhí)法數(shù)據(jù)在空間上的分布總體上具有以下特征:

  極不均勻性:非現(xiàn)場執(zhí)法量在空間上的分布是極其不均勻的。占比80%的非現(xiàn)場執(zhí)法量,發(fā)生在占違法地點總量15.6%的違法地點。

  城郊差異性:郊區(qū)的單位執(zhí)法量略高于城區(qū)的單位執(zhí)法量。

  道路級別差異性:單位執(zhí)法量在道路級別上的分布按照高速公路、城市快速路、城市一般道路逐級遞減。

  2.3 違法行為分布特征

  非現(xiàn)場執(zhí)法數(shù)據(jù)在違法行為上的分布也體現(xiàn)出極不均勻的特征,占比84%的非現(xiàn)場執(zhí)法量,發(fā)生在占比10%的違法行為上。

  非現(xiàn)場執(zhí)法量最為突出的交通違法行為是:違法停車、違反禁令標(biāo)志、違反禁止標(biāo)線、超速、闖紅燈、不按導(dǎo)向車道行駛、違規(guī)使用專用車道。這一特征除了與交通違法行為自身的統(tǒng)計特征有關(guān)之外,還與現(xiàn)有非現(xiàn)場執(zhí)法手段的技術(shù)可實現(xiàn)有關(guān)。例如,涉及號牌(包括未懸掛號牌、故意遮擋號牌、故意污損號牌等)的交通違法行為,現(xiàn)場執(zhí)法量反映該違法行為也較為突出,但因技術(shù)手段原因,現(xiàn)階段的非現(xiàn)場執(zhí)法量幾乎為零。

  3 大數(shù)據(jù)環(huán)境下交通電子警察發(fā)展策略

  電子警察是智能交通管理系統(tǒng)大框架中的重要組成部分,也是在對圖像和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行語義化、結(jié)構(gòu)化處理方面應(yīng)用最深的領(lǐng)域。從技術(shù)角度,電子警察系統(tǒng)也是智能交通行業(yè)中率先引入大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)架構(gòu),突破數(shù)據(jù)應(yīng)用瓶頸的一個技術(shù)領(lǐng)域。下一步,繼續(xù)提高非現(xiàn)場執(zhí)法比例、解放警力的途徑,可以從以下3個方面考慮。

  3.1 科學(xué)布局定點

  當(dāng)前國內(nèi)幾乎所有城市都擁有一定數(shù)量的電子警察,早期的電子警察布點“粗放式”的特征比較明顯,這一特征只適合于電子警察系統(tǒng)建設(shè)的起步階段,隨著系統(tǒng)規(guī)模的逐步擴(kuò)大和系統(tǒng)功能的日漸完善,也就對電子警察布點的科學(xué)性提出了更高的要求。需要進(jìn)一步以管理需求為導(dǎo)向,以交通特征為標(biāo)尺,兼顧交通安全管理、交通秩序管理和交通執(zhí)法管理等方面的需求,綜合考慮道路等級、交通區(qū)位、交通功能、交通運作特征等方面的客觀條件,從交通執(zhí)法數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)特征出發(fā),分析評估當(dāng)前電子警察布局的合理性,并將分析結(jié)果作為電子警察下一步建設(shè)和運行維護(hù)管理的指導(dǎo)意見,具體如下:

  (1)  對于現(xiàn)場執(zhí)法量較大,而且該違法行為又可以采用非現(xiàn)場執(zhí)法的,盡量采用非現(xiàn)場執(zhí)法;

 ?。?)  加大已有非現(xiàn)場執(zhí)法中設(shè)備自動采集取證的比例,將進(jìn)行人工(或半自動)非現(xiàn)場執(zhí)法的警力也解放出來;

 ?。?)  持續(xù)優(yōu)化調(diào)整電子警察的點位,遷移改造社會效益不大且執(zhí)法數(shù)量很少的電子警察。

  3.2 持續(xù)提升智能化水平

  目前,高清化、智能化的電子警察前端已成為主流,實時、自動地捕獲進(jìn)入特定范圍的車輛,識別信號燈狀態(tài)、識別車輛牌照,已經(jīng)成為此類電子警察前端設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。然而,現(xiàn)有的前端智能化水平還遠(yuǎn)不能滿足交通管理實戰(zhàn)應(yīng)用的期望,智能化面臨著新的挑戰(zhàn),主要體現(xiàn)在3個方面:一是綜合識別率指標(biāo)(包括捕獲率、識別率等)的繼續(xù)提升,從當(dāng)前90%的要求,提升至95%甚至更高;二是外部場景適應(yīng)性的提升,在電子警察的實際應(yīng)用中,其算法需要進(jìn)一步適應(yīng)各種各樣的自然環(huán)境變化,如強逆光、強順光、強陰影、低照度、雨雪天、對向車輛遠(yuǎn)光燈等多種干擾因素,因此需要引入領(lǐng)先的機器學(xué)習(xí)和圖像處理算法,通過收集現(xiàn)場某一類場景的場景對算法進(jìn)行訓(xùn)練,最終將訓(xùn)練結(jié)果反饋到前端設(shè)備;三是增值特征識別與應(yīng)用,大力拓展圖像識別的目標(biāo)范圍,從單一的車牌識別過渡到車型、車標(biāo)、年款、車身顏色、號牌顏色等多維度的車輛信息識別,以及駕駛?cè)四槻刻卣?、不系安全帶、開車打電話等駕駛?cè)诵畔⒆R別,從而拓展非現(xiàn)場執(zhí)法在“違法行為”維度的空間。

  3.3 創(chuàng)新執(zhí)法模式

  在上文所述92中可非現(xiàn)場執(zhí)法的交通違法類型中,“上道路行駛的機動車未懸掛機動車號牌的(1717)”、“故意遮擋機動車號牌的(1718)”、“故意污損機動車號牌的(1719)”、“不按規(guī)定安裝機動車號牌的(1720)”這4種交通違法行為,屬于涉牌違法行為,非現(xiàn)場執(zhí)法難度較大。在大數(shù)據(jù)的時代背景下,通過創(chuàng)新執(zhí)法模式,采用“設(shè)備提供線索信息、民警精準(zhǔn)現(xiàn)場執(zhí)法”這種線上和線下互動配合的方式,可以有效打擊上述違法行為。具體是通過分析車輛通過電子警察的數(shù)據(jù)(包括治安卡口、和電子警察采集的數(shù)據(jù),下一步可以擴(kuò)展至停車場及高速公路收費站的數(shù)據(jù)),提取圖像識別所提供的車型、車標(biāo)、年款、車身顏色、號牌顏色等車輛信息,得出車輛的行駛軌跡。然后通過對目標(biāo)車輛在一段時間內(nèi)活動軌跡進(jìn)行分析,可以判斷出該車輛在某一范圍的出現(xiàn)頻度、時段,實現(xiàn)對單體行為習(xí)慣的有效預(yù)測,并將預(yù)測結(jié)果提供給路面民警,從而實現(xiàn)對違法車輛的精準(zhǔn)現(xiàn)場執(zhí)法。

  4 結(jié)語

  廣州市交通電子警察系統(tǒng)經(jīng)過16年的發(fā)展建設(shè),已經(jīng)形成了較大的規(guī)模,非現(xiàn)場執(zhí)法也成為了交通執(zhí)法的主力軍,通過深度挖掘電子警察運行產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù),開展交通違法數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、關(guān)聯(lián)分析和評估,指導(dǎo)電子警察在布局定點、智能化方向、執(zhí)法模式等方面的發(fā)展策略,大數(shù)據(jù)在廣州市近幾年的智能交通設(shè)施規(guī)劃與評估中得到了較好地應(yīng)用與實踐。展望未來,智能交通設(shè)施評估將在交通安全、交通環(huán)境及交通運營等角度切入,進(jìn)一步深化與拓展大數(shù)據(jù)分析評估技術(shù)。

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