基于GIS平臺的城市智能交通管理系統(tǒng)構(gòu)架研究

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　摘要    本文對地理信息系統(tǒng)（GIS）作為城市智能交通管理系統(tǒng)的共用信息平臺的可能性進(jìn)行了分析，提出了系統(tǒng)總體架構(gòu)及GIS平臺的基本功能，指出系統(tǒng)存在的問題及可能的解決方案。

　　關(guān)鍵詞    GIS共用信息平臺智能交通管理系統(tǒng)

　　1背景

　　為了解決我國城市的交通問題，改善城市交通系統(tǒng)的性能，一方面需要通過改造路網(wǎng)系統(tǒng)、拓寬路面、增添交通設(shè)施以及道路建設(shè)等城市交通所必需的“硬件”建設(shè)來實(shí)現(xiàn)，另一方面需要通過采用科學(xué)的管理手段，把現(xiàn)代高新技術(shù)引入到交通管理中來提高現(xiàn)有路網(wǎng)的交通性能，從而改善整個道路交通的管理效率，提高道路設(shè)施的利用率，實(shí)現(xiàn)城市交通管理的科學(xué)性和有效性。

　　城市智能交通管理系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，各個子系統(tǒng)的信息需求復(fù)雜多樣，但有一些信息是可以共享的，通過共用信息平臺可以使這部分信息增值，而且整個智能交通管理系統(tǒng)的信息通過共用信息平臺的統(tǒng)一存儲、組織、處理，能夠更有效地保證數(shù)據(jù)間關(guān)系的正確性、可理解性和避免數(shù)據(jù)冗余，提高系統(tǒng)中信息的利用率和傳輸速度。

　　2以GIS作為共用信息平臺

　　智能交通管理系統(tǒng)主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、110／122接處警系統(tǒng)、車輛運(yùn)營管理系統(tǒng)、路口控制系統(tǒng)、公共交通系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)等。對整個系統(tǒng)而言，應(yīng)充分發(fā)揮子系統(tǒng)的作用，并做到無縫集成。

　　地理信息系統(tǒng)（GIS：GeographicInformationSys-tem或Geo－InformationSystem）作為一種綜合處理和分析空間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng)，能夠有效地對地球空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、檢索、建模、分析和輸出。它的獨(dú)特之處就在于能夠把地理位置和相關(guān)屬性信息有機(jī)地結(jié)合起來。眾所周知，交通信息與地理位置密切相關(guān)，利用GIS技術(shù)構(gòu)筑智能交通管理系統(tǒng)的共用信息平臺，不但能夠使交通信息在空間上直觀明了地顯示出來，并能為這些信息的深層次挖掘和后續(xù)信息服務(wù)及輔助決策提供空間屬性上的支持。

　　信息是智能交通管理系統(tǒng)中重要的基本元素，也是聯(lián)接各個子系統(tǒng)的紐帶。通常把交通信息劃分為兩類：靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息。靜態(tài)交通信息是指包括道路信息、交通附屬設(shè)施信息、停車場信息、車輛管理信息等隨時間變化較小的信息，它又可以分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如道路路網(wǎng)數(shù)據(jù)等）和歷史數(shù)據(jù)（如車輛違章歷史數(shù)據(jù)等）；動態(tài)信息主要指各類實(shí)時采集到的交通信息，如交通流量信息、視頻監(jiān)控信息、公交車位置信息等。利用GIS可對以上所有數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理。針對智能交通管理系統(tǒng)對信息要求的特點(diǎn)，建立專屬的地理信息數(shù)據(jù)庫，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立GIS平臺。GIS作為整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)者，對數(shù)據(jù)和應(yīng)用進(jìn)行管理。

　　3系統(tǒng)的技術(shù)框架

　　3.1    系統(tǒng)的總體架構(gòu)根據(jù)信息平臺的一般架構(gòu)，結(jié)合考慮GIS作為智能交通管理系統(tǒng)共用平臺的要求，系統(tǒng)可采用三層體系結(jié)構(gòu)：

　?。?）客戶端。指的是信息平臺的用戶主體，包括道路使用者、道路建設(shè)者、交通管理者、運(yùn)營管理者、公共安全負(fù)責(zé)部門、相關(guān)團(tuán)體等。具體的服務(wù)對象由系統(tǒng)的建設(shè)者決定。

　?。?）應(yīng)用服務(wù)層。以GIS作為城市交通智能管理系統(tǒng)的信息平臺，由各個交通管理子系統(tǒng)采集交通數(shù)據(jù)，將這些原始數(shù)據(jù)以規(guī)定的格式返回，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、抽取、挖掘和融合等處理，在數(shù)據(jù)存儲的同時，將不同的信息按照規(guī)范的協(xié)議發(fā)布給相應(yīng)的應(yīng)用子系統(tǒng)。同時提供多種靜態(tài)和動態(tài)交通信息查詢接口，滿足這些外部系統(tǒng)的交通信息需求。

　?。?）數(shù)據(jù)管理層。存儲系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提供平臺與各子系統(tǒng)之間的信息接口。

　　基于GIS平臺的城市智能交通管理系統(tǒng)的組成如圖2所示：

　　3.2    GIS共用平臺的基本功能各個子系統(tǒng)由于功能的不同，獲得的交通數(shù)據(jù)也不同，但大多具有信息量大、情況復(fù)雜等特點(diǎn)。將這些來源不同、類型不同的大量信息融合在一起，從中提取具有更多特征的更深層次的信息，并最終在系統(tǒng)的管理決策核心中得到應(yīng)用，是維持整個系統(tǒng)正常運(yùn)作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。信息在智能交通管理系統(tǒng)中的綜合利用如圖3所示。

　　GIS共用平臺作為整個智能交通管理系統(tǒng)的樞紐，它擔(dān)負(fù)著信息匯總、融合和中轉(zhuǎn)的職責(zé)。其基本功能表現(xiàn)在：

　?。?）信息采集功能。從各子系統(tǒng)按規(guī)定的格式提取共享數(shù)據(jù)，完成對靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息的重組，并保證數(shù)據(jù)的正確性、可讀性，避免大量數(shù)據(jù)的冗余。

　?。?）信息融合功能。根據(jù)各個子系統(tǒng)間的功能要求和內(nèi)在聯(lián)系，對采集來的信息在一定的準(zhǔn)則下加以分類、統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)，挖掘出更深層次的信息，以用于交通管理決策。

　?。?）信息提供與發(fā)布功能。按各子系統(tǒng)的要求，以規(guī)定的格式向子系統(tǒng)傳輸所需信息；根據(jù)服務(wù)請求和查詢權(quán)限提供給客戶數(shù)據(jù)、圖形或圖像等信息。

    4主要問題與解決對策

    以GIS作為智能交通管理系統(tǒng)的共用信息平臺也存在著一些問題，主要體現(xiàn)在實(shí)時性和數(shù)據(jù)量過大兩個方面。

　　智能交通管理系統(tǒng)要求共用信息平臺能夠?qū)崟r刷新數(shù)據(jù)用于交通管理（如決策、指揮和調(diào)度等）和信息發(fā)布，從而對GIS平臺提出了實(shí)時性的要求。另一方面，由于我國不允許將高精度的GIS數(shù)據(jù)刻入光盤，相當(dāng)一部分地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需要通過無線下載方式獲得，導(dǎo)致各子系統(tǒng)與平臺間的數(shù)據(jù)交換量龐大，影響GIS平臺的有效工作。

　　針對上面的兩大問題可將地理信息分為基礎(chǔ)地理信息（道路位置信息、單行道信息等）和交通屬性信息（停車場位置、建筑物位置等），將大量的基礎(chǔ)地理信息通過GIS共用信息平臺通過專用短程通信（DSRC）方式下載至車載裝置的內(nèi)置內(nèi)存介質(zhì)，少量的屬性信息從智能交通系統(tǒng)實(shí)時發(fā)布，通過多種通信方式送至車載設(shè)備。

　　對于數(shù)據(jù)量大的問題，可考慮采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)減少數(shù)據(jù)量，采用分布式數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)以分擔(dān)數(shù)據(jù)存儲的空間，降低網(wǎng)絡(luò)堵塞的可能性。對實(shí)時性要求高的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)在GIS平臺和各子系統(tǒng)中傳送，對實(shí)時性要求不高對數(shù)據(jù)定時傳送到平臺的數(shù)據(jù)庫中。

　　5結(jié)束語

　　本文探討了基于GIS平臺的城市智能交通管理系統(tǒng)構(gòu)架問題，主要討論系統(tǒng)的技術(shù)框架與主要功能及可能存在的主要問題與解決方法，對系統(tǒng)中的細(xì)節(jié)問題還有待進(jìn)一步深入研究。