关于智能交通大数据车辆实时稽查布控系统的研究
摘要：根据城市车辆流状况下的实时机动车稽查与布控需求，依托智能交通网络平台，运用等技术信息收集系统，将全市每个道路的电子警察所收集、上传的机动车照片和交通信息，对市内每个路面的机动车情况实行即时监测，对黑名单机动车实施稽查布控。该管理系统还完成了对表格的预分区优化，从而克服了在插入数据块时会产生的热点插入问题；经过对表格系统的优化，可以很好地满足数据域搜索和位置搜索两方面的要求。
关键词：车辆；大数据；实时稽查；布控系统；智能交通；研究
随着城市的迅速发展，公路上的卡口数量和车流量也在急剧增加。传统的手工稽查布设监控方法、传统的手动稽查布设系统，已无法适应城市道路交通数量大的特点。因此，本文已经设计和完成了一种基于大数据分析技术的城市交警支队机动车信息监测和布控管理系统。车辆稽查、布控等传统技术中，以关系数据库Oracle或者MySQL作为基础数据储存。但关系数据库的储存能力低下，无法横向扩充，且插入资料速度慢，无法适应海量数据和快速增长的需求，本文将基于城市大数据的车辆实时稽查与布控系统，通过大数据平台和HBase数据库对城市各个路口的数据进行实时的存储。针对HBase数据库引擎的存储和查询特点，进行了HBase表模
型的优化配置，以解决卡接口数据插入的热点问题；在此基础上，对交通流量信息表中的主键key进行了优化，以满足交通流量的实时查询要求。
一、系统架构分析
（一）数据采集层
通过FTP档案服务器，对每一个路口的视频监控进行实时采集，并上传车辆的照片。在FTP档案伺服器中，对车辆的影像资料进行即时分析，并将其储存至资料库。
（二）大数据存储层
在大数据存储层面，通过技术对车辆的行驶数据和文本数据进行保存。数据库系统是一种拥有自身缓冲层的分布式数据库系统，当插入数据块时，其会被直接缓存在缓存层上，而不是立即写入，并且当缓存层数达到了一个临界点时大量而持续的读写，这样就可以缩短插入时间、降低延迟，而且可以使多个设备同时插入。在分布式集中，能够采用横向的方法实现扩展，在车辆图像信息迅速增长、无法满足网络承载能力的情况下，通过增加网络节点来扩大网络的承载能力。
（三）服务处理层
在业务处理层，则采用了框架。这一层，会读取所有被纳入黑名单的汽车，和数据库中的所有汽车进行比对，如果符合，就会立刻向检查人员发送检查报告。
（四）展示层
在展示层，利用的前端技术架构，在城市地图中，将各路段的卡口地理位置信息、待核查的黑名单车辆资料、各路口的车辆信息、车辆行驶路线等信息进行显示。图1显示了该系统的体系结构。
图1
二、系统设计
（一）采集层设计
采集层主要是根据协议对FTP图像服务器中各个入口的电子警察所上传的交通照片进行分析，并将分析后的交通信息和图像字节码保存到大数据数据库中。收集的信息是这样的：
hbase主要用来储存什么数据1.车辆车牌号码、车辆类型、通行时间、照片所拍摄的电子警察装备号码等。
1.交通工具的图像字节代码。获取的方法是：用DOTNET或者Java语言来进行图像的读取，并按照解析协议对其进行分析。
（二）存储层设计
在存储层中，使用了交通工具和业务逻辑的数据分别进行存储。通过HBaseNoSQL数据库，可以储存大量的交通信息和通过图像。利用MySQL关联数据库对基础业务进行数据的处理，包括黑名单车辆信息、电子警察设备管理信息、稽查布控报警信息等。
1.数据库表的HBase设计。交通流量表（car_detail）是储存通过交通工具的主要数据。表格
中的主要内容有号码、通行时间、通行地点、通行图片等。这个表格是一个可以动态伸缩的大宽度的表格。该表格是Key-Value结构，Key的设计是非常重要的，必须针对场景进行针对性的设计，才能实现大量的存储和检索。
2.MySQL数据库的表格设计。黑名单车辆信息表格（black_car_info）用于记录每天要对被监控车辆进行检查的车辆信息。表格的主要栏位包含待稽查车辆的车牌号码、稽查原因、稽查生效时间等。
电子警察装备信息表格是一种用于记录全市电子警察照相机的基本资料的文件。表格中的主要栏位，例如：电子警察设备的编号、制造商、安装地点的经纬度、安装地点的路牌标语等。
稽查布控警报表格（car_alarm_info）储存在发现目标物体时所发出的报警警报。表格的主要栏位，例如发现的检查车辆的纬度、车辆车牌号码、发现时间、电子警察装备号码等。
查到的黑名单车辆的行车路径信息一览表（black_car_drive_history_info）被保存下来。表格中的主要栏位是：黑名单车辆车牌号、车辆通行时间、电子警察器材号等。
（三）业务层设计
在服务层和显示层中，使用了前、后两个分离结构。服务层次为显示层提供一个界面，用于服务过程。为使界面具有通用性，使用HTTP接口，并使用Restful接口规范。
黑名单车辆信息查询界面（/black Car/carId）可以查看被列入黑名单的车辆清单，或特定的黑名单车辆。
稽查布控报警信息查询界面（/alarm Message/msgId）可以查询到有关车辆的报警信息。
黑名单车辆行驶记录查询界面（/black Car Drive History/carId）可以查询被列入黑名单的车辆的行驶路线。
（四）展示层设计
展示层采用了Flex、CSS、ArcGIS、HTML、JavaScript等。
显示层主要包括下列网页：
系统主页：以城市地图为基础，以其它网页的连结为导航菜单，在网页上显示目前稽查布控的报警信息清单。
检查布控报警信息页：显示未处理和处理的全部检查布控报警信息。
黑名单车辆资讯网页：列出所有被列入黑名单的车辆的基本资料。
电子警察资料页：以中国地图为基图，并以地图标示、高亮标示出各地区的电子警务人员。
黑名单车辆行驶轨迹页：选中被列入黑名单的车辆后，将其行驶路线标注在地图上，并根据行驶时间进行播放。
三、关键设计
（一）分析采集层核心
其中，数据采集层的主要设计内容为：电子警察上载与接收端的通讯和传输协议的设计。
1.通讯和互动机制。电子警察设备向系统发送图像文件的方法有三种：底层设备向上层发送
数据，上层设备向底层设备发送数据，上层设备主动向底层设备发送数据，上层设备不进行交互，由图像服务器进行解耦。第一和第二种方式在发送者和接收者的处理能力不匹配的情况下，会造成发送和接收的阻塞，从而造成网络拥挤，从而降低网络的传输速率。由于这座城市里到处都是电子警察，而且交通量很大，如果用电子警察的话，很可能会出现各种情况。采用第三种方法，可以很好的解决这个问题。

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