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基于ＧＩＳ平臺(tái)的城市智能交通管理系統(tǒng)構(gòu)架研究
摘 要 本文對(duì)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(tái)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(tái)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(tái) 智能交通管理系統(tǒng)
１ 背景
為了解決我國(guó)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(lái)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(lái)提高現(xiàn)有路網(wǎng)的交通性能，從而改善整個(gè)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(gè)子系統(tǒng)組成，各個(gè)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(tái)可以使這部分信息增值，而且整個(gè)智能交通管理系統(tǒng)的信息通過共用信息平臺(tái)的統(tǒng)一存儲(chǔ)、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(tái)
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(yíng)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言，應(yīng)充分發(fā)揮子系統(tǒng)的作用，并做到無(wú)縫集成。
地理信息系統(tǒng)(ＧＩＳ:Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓ-ｔｅｍ或Ｇｅｏ－Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ)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(duì)地球空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、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(lái)。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(tái)，不但能夠使交通信息在空間上直觀明了地顯示出來(lái)，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(gè)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(dòng)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(chǎng)信息、車輛管理信息等隨時(shí)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(dòng)態(tài)信息主要指各類實(shí)時(shí)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(duì)以上所有數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理。針對(duì)智能交通管理系統(tǒng)對(duì)信息要求的特點(diǎn)，建立專屬的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)建立ＧＩＳ平臺(tái)。ＧＩＳ作為整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)者，對(duì)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(tái)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(tái)的要求，系統(tǒng)可采用三層體系結(jié)構(gòu)：
(１）客戶端。指的是信息平臺(tái)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(yíng)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(duì)象由系統(tǒng)的建設(shè)者決定。
(２）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(tái)，由各個(gè)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(duì)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(chǔ)的同時(shí)，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(shí)提供多種靜態(tài)和動(dòng)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。
(３）數(shù)據(jù)管理層。存儲(chǔ)系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提供平臺(tái)與各子系統(tǒng)之間的信息接口。
基于ＧＩＳ平臺(tái)的城市智能交通管理系統(tǒng)的組成如圖２所示：
３．２�。牵桑庸灿闷脚_(tái)的基本功能
各個(gè)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(lái)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(gè)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(tái)作為整個(gè)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：
(１）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(duì)靜態(tài)交通信息和動(dòng)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。
(２）信息融合功能。根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)間的功能要求和內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)采集來(lái)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。
(３）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(qǐng)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(duì)策
以ＧＩＳ作為智能交通管理系統(tǒng)的共用信息平臺(tái)也存在著一些問題，主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)量過大兩個(gè)方面。
智能交通管理系統(tǒng)要求共用信息平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)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(duì)ＧＩＳ平臺(tái)提出了實(shí)時(shí)性的要求。另一方面，由于我國(guó)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(wú)線下載方式獲得，導(dǎo)致各子系統(tǒng)與平臺(tái)間的數(shù)據(jù)交換量龐大，影響ＧＩＳ平臺(tái)的有效工作。
針對(duì)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(chǎng)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(tái)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(shí)發(fā)布，通過多種通信方式送至車載設(shè)備。
對(duì)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(kù)來(lái)管理數(shù)據(jù)以分擔(dān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的空間，降低網(wǎng)絡(luò)堵塞的可能性。對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)在ＧＩＳ平臺(tái)和各子系統(tǒng)中傳送，對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高對(duì)數(shù)據(jù)定時(shí)傳送到平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
５ 結(jié)束語(yǔ)
本文探討了基于ＧＩＳ平臺(tái)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(duì)系統(tǒng)中的細(xì)節(jié)問題還有待進(jìn)一步深入研究。
參考文獻(xiàn)
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