基于多源数据融合的交通防疫智慧化解决方案研究

基于多源数据融合的交通防疫智慧化解决方案研究

Summary：当前新冠疫情形势依然严峻复杂，坚持动态清零的疫情防控工作将在未来一段时间内成为新常态。交通载运工具是城市间病毒传播的载体，成为疫情扩散的主要传播链，交通部门作为疫情防控的第一线，非常有必要从行业监管出发及时阻断城市间疫情风险传播。可充分利用交通部门独有的多源行业数据开展交通防疫，即实现涉疫车辆在市域公路的精准锁定和排查、病例同乘人员的回溯确定，将疫情风险阻隔于城市之外，为城市做好“外防输入”，为疫情防控提供交通智慧。Keys：交通防疫、数据融合、涉疫车辆、解决方案一、交通防疫目前存在的问题1、涉疫车辆进行人工排查，工作量大，效率不高目前交通部门对于市域交通涉疫车辆的排查大多采取传统方式，利用收费站、防疫检查站等市域公路关键节点通过人工的方式逐一排查到达车辆的来源信息。在疫情多源并发的情况下类似于“拆盲盒”的工作模式不仅会给交通防疫人员带来繁重的工作量，排查效率也不高，待查车辆需排队等候。2、排查信息来源单一，难以有效验证，精度不足传统的交通防疫方式依赖于人工对已到达车辆的排查，涉疫车辆的判定方法多根据车牌归属地，甚至逐一扫码、盘问。涉疫风险的准确性严重不足，并且无法在涉疫车辆到达之前提前预警做好准备，难以精准锁定目标车辆迅速采取措施。3、行业数据资源利用欠佳，应用支撑不够交通部门掌握有规模庞大的一线高质量交通数据，对防疫工作作用极大，但现阶段数据利用程度对交通防疫工作的支撑不够，亟需基于多源数据融合的智慧化交通防疫方案支撑工作的开展。二、基于多源数据融合的交通防疫解决方案1、总体目标与思路掌握传染源的传播途径，并及时切断传播链条是阻断新冠病毒高传染性的有效方式。市域公路的车流输入是城市间疫情传播的一大源头，基于多源数据融合构建“车-人”全链条的交通防疫方案的总体目标即通过大数据技术精准监控并有效切断市域公路的疫情扩散途径，防涉疫车辆入城风险、溯病例客运同乘人员。以“感-判-知-查”为主线，开发web、app端系统利用行业内外多源数据融合感知车、人状态：一方面精准判定车辆涉疫风险，提前锁定涉疫车辆，并针对性地全程实时跟踪实现精准感知，在市域公路入城的关键节点及时准确预警涉疫车辆的抵达，防疫情于城市之外；另一方面对阳性病例的同乘人员精准回溯查询，起到流调补充的效果，及时遏止疫情扩散。

图1智慧数据交通防疫应用总体思路2、数据来源与要求交通防疫工作高效开展的首要前提是多源异构大数据的支撑，“车—人”全链条的交通防疫智慧方案是以车与人在市域公路的防控为基本要素，因此客运乘客与阳性病例、车辆、市域路网数据是方案必不可少的基础和核心，而数据资源的质量是支撑方案的关键。（1）动态运行数据人、车是交通组成的关键流动要素，也是交通防疫的目标。准确掌握人与车的实时动态数据是防疫的最核心要求，交通防疫工作执行主体应获取以下营运车辆、其他社会车辆、乘客的动态运行数据：表1动态运行数据来源与要求序号数据描述获取源数据要求1营运车辆GPS包括“两客一危”在内的营运车辆按照国家规定均安装有GPS定位装置部级和省级营运车辆监管系统应完整包含车牌信息、点位上传时间（秒级），上传时间频率满足秒级2ETC/MTC出入口流水记录收费站ETC和人工收费流水记录部级流量监控平台、清分结算系统和省级高速收费系统应完整包含车牌、记录时间（秒级）、收费站编号信息、收费站所在地市信息，上传时间频率满足分钟级3ETC/CPC门架流水记录路段门架记录的流水信息，ETC车辆可自动记录，人工收费车辆通过CPC卡记录流水部级流量监控平台、清分结算系统和省级高速收费系统应完整包含车牌、记录时间（秒级）、门架编号信息，上传时间频率满足分钟级4交调站记录数据高速、普通国省道交调站点设备记录数据省交通厅及下属地市主管部门相关系统应包含车牌、记录时间（秒级）、交调站所在具体位置信息，上传时间频率满足分钟级5乘客联网客运购票信息班车、包车的客运车辆购票记录信息省级客运售票系统应包括乘员姓名、身份证号、乘车时间（到日）、车牌、司机基本信息、班次号，上传时间应在一天以内（2）行业基础数据作为“人车路”交通组成的基础要素，交通行业的基础设施、附属设施、车辆的基本信息是支撑智慧交通防疫方案应用的基础和底座，是方案必不可少的数据要求。表2行业基础数据来源与要求序号数据描述获取源数据要求1GIS地图文件包含有路网、行政区划在内的地图文件交通部门自采集或互联网图商（1）路网地图需精准到link级别，行政区划边界需精准到米级，文件格式为shp文件或其他应用所需格式；（2）应包含路段的路段编号、名称、桩号信息；（3）坐标系、字符编码统一2门架基础信息高速公路ETC/CPC门架的基础信息省交通厅或省级高速公路部门相关系统应包含门架位置（经纬度或桩号）、门架编号信息、是否省界门架3收费站基础信息高速公路收费站的基础信息省交通厅或省级高速公路部门相关系统应包含收费站位置（经纬度或桩号）、收费站编号信息4服务区基础信息高速公路上下行方向服务区基础信息省交通厅或省级高速公路部门相关系统应包含服务区位置（经纬度）、服务区方向5营运车辆基础信息“两客一危”车辆在内的营运车辆的基础信息部级或省级营运车辆监管系统应包含车牌、行业类型信息（3）外部合作数据除了交通部门自身所能掌握的数据之外还需要与外部合作获取必要的信息，以补充交通部门缺少的基础数据和动态运行数据，打通“人—车”全链条的交通防疫线。表3外部获取数据来源与要求序号数据描述获取源数据要求1疫区行政区基础信息疫区的基础信息，具体到市、县、镇等级别需根据应用需求具体要求国务院公开发布的信息应包含疫区行政区的名称、边界（管辖区域）、风险等级、定级时间2防疫检查站基础信息根据防疫要求设置的防疫检查站的基础信息卫生防疫部门、公安部门应包含防疫检查站位置（经纬度）信息3其他社会车辆基础信息除营运车辆外的社会车辆基础信息交警车管部门应包含车牌信息4阳性确诊人员的基础信息确诊病例的基本身份信息卫生防疫部门、公安部门应包含身份证号、确诊时间，应公布当日获取5卡口记录数据高速、普通国省道交通卡口设备记录的车辆信息交警部门、地市交通主管部门相关系统应包含车牌、检测时间（秒级）、检测方向、卡口点位编号、卡口位置信息，上传时间满足分钟级3、交通防疫关键算法数据汇聚之后便是数据利用方案的实施，交通防疫效果的关键要素在于对车的涉疫风险“判定-跟踪-预警-检查-再判定”、人的涉疫风险“确定-回溯-再确定”的闭环监管。为实现涉疫车和人的闭环监管，要做到涉疫车辆的精准判定-车辆的实时跟踪-车辆的准确预警、阳性病例历史乘坐班次确认-同乘人员追溯。（1）判定疫情风险车辆判断车辆是否有涉疫风险即是锁定交通防疫的对象，是方案应用的前提和重点。根据车辆的社会属性不同，可分为两种情况：对于营运车辆，利用其GPS历史点位信息匹配中高风险地区面域，判断车辆点位过去一段时间内（如7天）在中高风险地区逗留一定时长（如4小时）可判定为涉疫车辆；对于其他社会车辆，其没有GPS数据，可判断车辆历史7天内所有高速公路行程涉及的出入口收费站是否在风险地区所在的地市（可按需求缩小行政区域），并判断历史7天内风险地区所在地市境内普通国省县乡道的卡口和交调站该车记录时间最长间隔是否超过4小时，若满足其一条件则判定涉疫。判定涉疫车辆信息后，形成涉疫车辆名单并实时滚动更新，新增及剔除涉疫车辆。图2车辆涉疫判定逻辑（2）实时跟踪与疫情风险预警a)统计涉疫营运车辆数量分布判定涉疫车辆后，通过与地图基础数据的关联匹配，可从时间和空间等不同维度分析涉疫营运车辆的流动状态和规律，针对特定时段和地区提醒加强防疫监督，辅助防疫决策。从区域的角度监控涉疫车辆动态：可利用营运车辆GPS点位与特定区域的面域关联匹配，得到该区域的涉疫营运车辆数量实时变化情况；从路段的角度监控涉疫车辆动态：通过营运车辆GPS点位与路线关联匹配，得到该路线的涉疫营运车辆数量实时变化情况；从重要点位的角度监控涉疫车辆动态：行政边界通道出入口、收费站、服务区等是交通防疫重点关注的点位，可通过划定点位的风险距离缓冲面域，以该面域匹配营运车辆GPS点位获取涉疫营运车辆数量，统计得该点位周边的风险分布。b)实时点位跟踪实时跟踪涉疫车辆轨迹、掌握最新的车辆动态是预测疫情风险输入的前提。对于涉疫营运车辆可通过GPS数据结合地图进行可视化追踪，同时亦可输出实时轨迹路段信息。而对于其他社会车辆，可利用ETC/CPC门架流水、交调站记录数据和卡口记录数据，结合门架、交调站、卡口的位置信息以“实时打点”的形式在地图上进行可视化展示。c)车辆历史轨迹的追溯追溯涉疫车辆的历史轨迹，能回溯车辆途径地点，辅助判定涉疫车辆逗留嫌疑，有效圈定确诊司乘人员的时空伴随者范围，可作为流调的补充参考，算法逻辑如下。利用涉疫营运车辆的GPS和其他社会车辆在ETC/CPC门架的流水记录，结合地图信息、服务区/收费站/门架/交调站/卡口基础信息的匹配可回溯指定历史时间范围内的车辆途径地点和停留时长，以此为基础还可得出车辆来源风险地区的OD态势。d)涉疫车辆临近预警涉疫车辆临近特定区域的预警是有效阻断疫情扩散入城的必要手段，是“外防输入”的关键环节。涉疫车辆即将到达指定行政区划边界、收费站、服务区、防疫检查站等，以系统端、电话、短信等方式推送涉疫车辆车牌和预测到达时间等信息给这些点位防疫工作人员，以便精准识别涉疫车辆并开展工作。预警逻辑如图3所示。图3涉疫车辆临近预警逻辑（3）病例同乘信息回溯查询除了车辆的防疫监控，对于人员的防控也是防疫必不可少的环节，人员防疫工作的重点是同乘信息追踪，辅助流调工作的开展，将风险传播的风险降至最低。a)阳性病例乘车记录溯源利用阳性病例基本信息以及班车/包车的客运购票信息，追溯该患者发病周期内（可按照确诊时间回推7天）所有的班次信息（班次号、车牌号、发车时间），将所有乘车时间在发病周期内的班次列为第一圈层涉疫班次。b)同乘者追踪围绕阳性病例发病周期内的第一圈层涉疫班次信息，以班次号、车牌、司机姓名为关联数据项回溯第一圈层密接同乘人员。再以这些人发病周期内的客运购票信息确认第二圈层的班次信息和同乘人员信息，以此类推，可快速溯源所有同乘人员信息，为防疫部门的追踪管理工作提供参考。图4阳性病例同乘信息回溯查询逻辑示意图三、方案实施效果1、精准识别风险车辆实现实时监管通过多源数据的汇聚利用，能够最大程度精准判断和锁定涉疫车辆，避免传统的以车牌归属地作为判断依据造成的高误差。能够准确跟踪监控所有涉疫车辆的实时运行状态，并在关键节点及时有效预警，阻断风险传播源头。2、减轻一线交通工作人员的工作压力涉疫车辆的精准识别能大量减少人工逐一排查的工作，使得一线防疫排查工作有的放矢，“一秒”识别涉疫风险车辆。并且通过提前准确预警，能给防疫工作人员充足的准备时间，让一线工作有条不紊，极大减轻工作压力。3、辅助决策发挥交通部门的社会担当利用各类数据输出监测结果，快速精准得知涉疫车辆多维度的出行特征、分布特征，可视化效果明显，辅助交通部门快速决策采取措施。有效配合其他防疫部门，必要时提供交通行业的数据信息，协同抗疫。四、结束语疫情防控已然是一场数据防疫的“战争”，疫情防控常态化的新形势下，交通部门急需加快信息化建设。其一，要加快交通信息感知、采集、传输等硬件基础设施的布设，提供全面、高质量的数据源；其二，加快构建交通一体化数据