城市交通管治地理讯息体系的策划

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作者：宋君炉单位：安徽省阜阳市勘测院

随着城市经济的快速发展和城市交通多元化进程加快，私人汽车不断膨胀，出租车大量增加。机动车的快速增长给城市道路交通和停车带来巨大压力，造成交通拥挤、交通事故频发，交通环境恶化。尽管相关部门投入大量资金对城市道路及其配套设施进行改造和扩建，在某种程度上缓解了交通的压力。但实践表明不断的拓宽路面用来适应交通发展需要并不是长久之计。交管部门已认识到在城市建成区难以通过大幅度扩大道路提高通行能力的现实条件下，运用ITS解决城市交通问题不失为一个有效手段。

系统设计

系统建设目标从交通管理工作的整体出发,建成以一套基于网络的、实时性的、可视化的交通管理地理信息系统,综合集成现有的流量检测、电视监控、交通控制信号、122接处警、事故分析、警车GPS系统,可以对警力分布、交通标志、停车场位置等数据进行集中管理,实现图形化信息的编辑、查询、统计、分析功能,为各级交通指挥人员提供交通决策信息,实现交通地理数据的共享,也为交通地理数据的更新提供一个平台。开发方式选取目前GIS系统开发与实现一般采取以下三种方式：1）独立开发：指不依赖任何GIS工具软件，独立进行应用系统的开发。2）单纯的二次开发：指完全借助于GIS工具软件提供的开发语言进行应用系统的开发。3）集成二次开发：指利用GIS工具软件实现GIS基本功能，以通用编程软件尤其是面向对象的可视化开发工具为开发平台，进行两者的集成二次开发。下面通过图表对三种开发方式进行比较，如表1。通过比较，我们选用集成二次开发的方式进行系统的开发，尽管前期购买GIS工具软件和可视化编程软件投入较大，但对整个开发而言还是值得的。系统结构城市交通管理地理信息系统是基于交通地图（电子地图）建立的交通道路、设施、信号等及其相关指标建立的多媒体信息系统，主要是为交通指挥、交通规划、交通建设、交通疏导管理的组织与指挥等提供直观的准确的信息，为指挥者决策提供科学的依据，是交通信号控制、电视监控、交通诱导等系统的集成平台。根据系统的建设目标及对用户需求的分析，将整个系统分为5大功能子系统，系统管理、系统维护、图形操作、查询统计、决策支持。系统功能组成图如图1。具体我们可以将系统划分为四大部分（前端采集、信息通讯、决策支撑、系统输出），各部分互为联系、相互作用。图2给出了系统构建的框架。

系统实现

数据组织与管理交通信息是地理信息系统的核心资源，也是交通地理信息系统分析的基础。如何合理的组织与管理交通信息是交通地理信息系统建设的一个关键问题。交通信息种类繁多，如：道路网信息、交通管制信息、警力分布信息、路口及信号灯分布信息、电视监控分布信息、诱导屏分布信息、电子警察分布信息、公交线路信息、紧急救援部门分布信息、大型交通流集散场地分布信息等；且信息来源广泛,获取手段丰富，如：交通控制系统、电视监控系统、诱导系统等等；此外由于交通本身所具有的动态性、复杂性使得交通数据管理与其他GIS应用有很大的差异。本系统通过引入基于特征的城市交通网络非平面数据模型。把道路等作为有特征的对象;引入了车道的概念,以车道作为道路组成的基本单位；引入高程z,使对道路的描述不再是平面的，很好的解决了基于专题地理分层的空间数据模型和基于平面强化的空间数据模型存在的不足。同时采用线性量测系统，引入动态分段的概念，对交通特征和交通事件进行描述。在数据存储上将空间数据和属性数据分开，通过关键字段建立两者之间的关联，从而为系统管理提供更大的灵活性，更好的发挥两者各自的特点。系统安全系统安全是GIS建设中的一个核心问题，一般由物理安全、逻辑安全和安全管理三个方面组成。物理安全主要涉及关键硬件设备的安全和信息储存地点的安全等内容;逻辑安全主要指访问控制和数据完整性方面的问题；而安全管理则包括人员安全管理政策和组织安全管理制度等问题。从逻辑安全角度来说，系统从两方面入手，保证系统安全可靠运行。首先从数据输入来看，系统采用严格的数据检查机制，保证输入数据的正确性和完整性；其次从系统访问来看，系统将用户权限细分为功能访问权限和数据访问权限，就是说特定的权限只能访问特定的功能和操作特定的数据。系统集成城市交通管理地理信息系统是以系统工程原理为基础，以GIS为支撑，以监控系统为驱动的信息集成平台。这种集成不是简单的连接或数据交换，而是在经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组后实现的。系统利用GIS技术将电视监控、交通控制信号、122接处警、警车GPS定位等的实时动态信息、警力分布、交通标志等数据采集起来，进行综合分析处理后，为交管部门快速有效的提供辅助决策并可通过信息的方式，向公众提供全方位的交通信息服务。区域控制和诱导系统与GIS集成交通信号控制系统是城市交通指挥中心建设的核心，它采用西班牙的MOT系统,由中心控制主机、区域控制器、路口设备三级构成，对汉口中心城区129个路口进行计算机联网协调控制，可对控制范围内的交通参数进行采集、分析和显示，同时对控制路口的周期、绿信比、相位差进行优化，实现子区域的协调控制或绿波控制。交通诱导系统是智能运输系统ITS研究的一个重要方面，它的目的是通过引导车辆选择正确的路径,从而缓解交通拥挤,使道路网的交通流量均匀,最大限度地提高道路网的通行能力。区域控制系统获取路网交通流量数据，将堵塞信息发送给诱导系统，诱导系统将信息对外。GIS则可以获取诱导屏上的动态显示信息和路网交通流量信息，为交通决策提供辅助。图3为三者的集成框架。CCTV和区域控制与GIS集成交通视频监控系统是了解全市交通状况和治安状况的窗口，是公安交通指挥系统不可缺少的子系统，视频监控系统是智能交通系统的一个重要组成部分。通过将三者集成，我们可以在GIS地图中确定任意CCTV摄像机的位置，同时可以通过这些选中设备观看它们的视频图像；同时区域控制系统可以将拥堵警报发送到视频矩阵并将摄像机自动定位指向拥堵位置，在选中的监视器中进行显示。集成原理如图4。

交通管理地理信息系统应用——武汉市交通管理监控地理信息系统

武汉市交通管理地理信息系统是交通信号控制、电视监控、交通诱导等系统的集成平台。通过交通管理地理信息系统实现了各系统信息资源的整合和共享，同时为各系统提供了显示、控制和查询的专用图层。系统还包含了城市交通管理所需的各种基础信息，并提供了这些信息的查询、分析、显示、输出等功能。系统主界面武汉市交通管理地理信息系统按照由低到高的原则将用户权限分为四种：普通用户，数据管理员，系统维护员，系统管理员。高级用户兼有低级用户的功能，同一级别用户由于管理员分配不同功能上也可能存在差异，管理员具有系统所有功能，且只有一个。图5显示的是普通用户权限下的操作主界面。图6是数据管理员权限下的操作界面。系统输出研究交通事故多发地点（黑点、黑段），对于加强交通管理、预防交通事故的发生，具有十分重要的意义。图7给出了交通事故黑点的操作界面。城市交通的信息化管理的目的是为了服务于广大市民,因此交通地理信息系统的功能不仅是为政府和管理者提供信息决策支持和管理规划,同时也应该具有为广大市民提供交通信息、出行指导的功能。乘公共交通系统工具出行的市民可以通过交通地理信息系统了解如何乘车才能最快或最经济地到达目的地;自己驾车的市民在出行前知道当时的路面交通状况如何,从而选择一条节省时间的最佳路线。图8显示了如何通过获取两点间的最短路径。

总结

建立城市交通地理信息系统，是实现对有限的城市交通资源和交通设施进行合理配置和优化，使其得到充分合理的利用，解决城市交通拥堵状况，缓解交通与经济发展矛盾的有效管理工具。武汉市交通管理地理信息系统平台的建成为建立以GIS为集成平台，将各系统进行有机整合，实现信息资源共享，充分发挥系统的整体效益，形成具有信息采集、分析、处理、控制、疏导、指挥为一体的科学、高效的公安指挥控制运行机制奠定了基础。