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作者：宋君爐單位：安徽省阜陽(yáng)市勘測(cè)院

隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市交通多元化進(jìn)程加快，私人汽車不斷膨脹，出租車大量增加。機(jī)動(dòng)車的快速增長(zhǎng)給城市道路交通和停車帶來巨大壓力，造成交通擁擠、交通事故頻發(fā)，交通環(huán)境惡化。盡管相關(guān)部門投入大量資金對(duì)城市道路及其配套設(shè)施進(jìn)行改造和擴(kuò)建，在某種程度上緩解了交通的壓力。但實(shí)踐表明不斷的拓寬路面用來適應(yīng)交通發(fā)展需要并不是長(zhǎng)久之計(jì)。交管部門已認(rèn)識(shí)到在城市建成區(qū)難以通過大幅度擴(kuò)大道路提高通行能力的現(xiàn)實(shí)條件下，運(yùn)用ITS解決城市交通問題不失為一個(gè)有效手段。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)從交通管理工作的整體出發(fā),建成以一套基于網(wǎng)絡(luò)的、實(shí)時(shí)性的、可視化的交通管理地理信息系統(tǒng),綜合集成現(xiàn)有的流量檢測(cè)、電視監(jiān)控、交通控制信號(hào)、122接處警、事故分析、警車GPS系統(tǒng),可以對(duì)警力分布、交通標(biāo)志、停車場(chǎng)位置等數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理,實(shí)現(xiàn)圖形化信息的編輯、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析功能,為各級(jí)交通指揮人員提供交通決策信息,實(shí)現(xiàn)交通地理數(shù)據(jù)的共享,也為交通地理數(shù)據(jù)的更新提供一個(gè)平臺(tái)。開發(fā)方式選取目前GIS系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)一般采取以下三種方式：1）獨(dú)立開發(fā)：指不依賴任何GIS工具軟件，獨(dú)立進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。2）單純的二次開發(fā)：指完全借助于GIS工具軟件提供的開發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。3）集成二次開發(fā)：指利用GIS工具軟件實(shí)現(xiàn)GIS基本功能，以通用編程軟件尤其是面向?qū)ο蟮目梢暬_發(fā)工具為開發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行兩者的集成二次開發(fā)。下面通過圖表對(duì)三種開發(fā)方式進(jìn)行比較，如表1。通過比較，我們選用集成二次開發(fā)的方式進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)，盡管前期購(gòu)買GIS工具軟件和可視化編程軟件投入較大，但對(duì)整個(gè)開發(fā)而言還是值得的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)城市交通管理地理信息系統(tǒng)是基于交通地圖（電子地圖）建立的交通道路、設(shè)施、信號(hào)等及其相關(guān)指標(biāo)建立的多媒體信息系統(tǒng)，主要是為交通指揮、交通規(guī)劃、交通建設(shè)、交通疏導(dǎo)管理的組織與指揮等提供直觀的準(zhǔn)確的信息，為指揮者決策提供科學(xué)的依據(jù)，是交通信號(hào)控制、電視監(jiān)控、交通誘導(dǎo)等系統(tǒng)的集成平臺(tái)。根據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)及對(duì)用戶需求的分析，將整個(gè)系統(tǒng)分為5大功能子系統(tǒng)，系統(tǒng)管理、系統(tǒng)維護(hù)、圖形操作、查詢統(tǒng)計(jì)、決策支持。系統(tǒng)功能組成圖如圖1。具體我們可以將系統(tǒng)劃分為四大部分（前端采集、信息通訊、決策支撐、系統(tǒng)輸出），各部分互為聯(lián)系、相互作用。圖2給出了系統(tǒng)構(gòu)建的框架。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)組織與管理交通信息是地理信息系統(tǒng)的核心資源，也是交通地理信息系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。如何合理的組織與管理交通信息是交通地理信息系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)關(guān)鍵問題。交通信息種類繁多，如：道路網(wǎng)信息、交通管制信息、警力分布信息、路口及信號(hào)燈分布信息、電視監(jiān)控分布信息、誘導(dǎo)屏分布信息、電子警察分布信息、公交線路信息、緊急救援部門分布信息、大型交通流集散場(chǎng)地分布信息等；且信息來源廣泛,獲取手段豐富，如：交通控制系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、誘導(dǎo)系統(tǒng)等等；此外由于交通本身所具有的動(dòng)態(tài)性、復(fù)雜性使得交通數(shù)據(jù)管理與其他GIS應(yīng)用有很大的差異。本系統(tǒng)通過引入基于特征的城市交通網(wǎng)絡(luò)非平面數(shù)據(jù)模型。把道路等作為有特征的對(duì)象;引入了車道的概念,以車道作為道路組成的基本單位；引入高程z,使對(duì)道路的描述不再是平面的，很好的解決了基于專題地理分層的空間數(shù)據(jù)模型和基于平面強(qiáng)化的空間數(shù)據(jù)模型存在的不足。同時(shí)采用線性量測(cè)系統(tǒng)，引入動(dòng)態(tài)分段的概念，對(duì)交通特征和交通事件進(jìn)行描述。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分開，通過關(guān)鍵字段建立兩者之間的關(guān)聯(lián)，從而為系統(tǒng)管理提供更大的靈活性，更好的發(fā)揮兩者各自的特點(diǎn)。系統(tǒng)安全系統(tǒng)安全是GIS建設(shè)中的一個(gè)核心問題，一般由物理安全、邏輯安全和安全管理三個(gè)方面組成。物理安全主要涉及關(guān)鍵硬件設(shè)備的安全和信息儲(chǔ)存地點(diǎn)的安全等內(nèi)容;邏輯安全主要指訪問控制和數(shù)據(jù)完整性方面的問題；而安全管理則包括人員安全管理政策和組織安全管理制度等問題。從邏輯安全角度來說，系統(tǒng)從兩方面入手，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。首先從數(shù)據(jù)輸入來看，系統(tǒng)采用嚴(yán)格的數(shù)據(jù)檢查機(jī)制，保證輸入數(shù)據(jù)的正確性和完整性；其次從系統(tǒng)訪問來看，系統(tǒng)將用戶權(quán)限細(xì)分為功能訪問權(quán)限和數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，就是說特定的權(quán)限只能訪問特定的功能和操作特定的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)集成城市交通管理地理信息系統(tǒng)是以系統(tǒng)工程原理為基礎(chǔ)，以GIS為支撐，以監(jiān)控系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)的信息集成平臺(tái)。這種集成不是簡(jiǎn)單的連接或數(shù)據(jù)交換，而是在經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，分析原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組后實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)利用GIS技術(shù)將電視監(jiān)控、交通控制信號(hào)、122接處警、警車GPS定位等的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息、警力分布、交通標(biāo)志等數(shù)據(jù)采集起來，進(jìn)行綜合分析處理后，為交管部門快速有效的提供輔助決策并可通過信息的方式，向公眾提供全方位的交通信息服務(wù)。區(qū)域控制和誘導(dǎo)系統(tǒng)與GIS集成交通信號(hào)控制系統(tǒng)是城市交通指揮中心建設(shè)的核心，它采用西班牙的MOT系統(tǒng),由中心控制主機(jī)、區(qū)域控制器、路口設(shè)備三級(jí)構(gòu)成，對(duì)漢口中心城區(qū)129個(gè)路口進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制，可對(duì)控制范圍內(nèi)的交通參數(shù)進(jìn)行采集、分析和顯示，同時(shí)對(duì)控制路口的周期、綠信比、相位差進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)子區(qū)域的協(xié)調(diào)控制或綠波控制。交通誘導(dǎo)系統(tǒng)是智能運(yùn)輸系統(tǒng)ITS研究的一個(gè)重要方面，它的目的是通過引導(dǎo)車輛選擇正確的路徑,從而緩解交通擁擠,使道路網(wǎng)的交通流量均勻,最大限度地提高道路網(wǎng)的通行能力。區(qū)域控制系統(tǒng)獲取路網(wǎng)交通流量數(shù)據(jù)，將堵塞信息發(fā)送給誘導(dǎo)系統(tǒng)，誘導(dǎo)系統(tǒng)將信息對(duì)外。GIS則可以獲取誘導(dǎo)屏上的動(dòng)態(tài)顯示信息和路網(wǎng)交通流量信息，為交通決策提供輔助。圖3為三者的集成框架。CCTV和區(qū)域控制與GIS集成交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)是了解全市交通狀況和治安狀況的窗口，是公安交通指揮系統(tǒng)不可缺少的子系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。通過將三者集成，我們可以在GIS地圖中確定任意CCTV攝像機(jī)的位置，同時(shí)可以通過這些選中設(shè)備觀看它們的視頻圖像；同時(shí)區(qū)域控制系統(tǒng)可以將擁堵警報(bào)發(fā)送到視頻矩陣并將攝像機(jī)自動(dòng)定位指向擁堵位置，在選中的監(jiān)視器中進(jìn)行顯示。集成原理如圖4。

交通管理地理信息系統(tǒng)應(yīng)用——武漢市交通管理監(jiān)控地理信息系統(tǒng)

武漢市交通管理地理信息系統(tǒng)是交通信號(hào)控制、電視監(jiān)控、交通誘導(dǎo)等系統(tǒng)的集成平臺(tái)。通過交通管理地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)信息資源的整合和共享，同時(shí)為各系統(tǒng)提供了顯示、控制和查詢的專用圖層。系統(tǒng)還包含了城市交通管理所需的各種基礎(chǔ)信息，并提供了這些信息的查詢、分析、顯示、輸出等功能。系統(tǒng)主界面武漢市交通管理地理信息系統(tǒng)按照由低到高的原則將用戶權(quán)限分為四種：普通用戶，數(shù)據(jù)管理員，系統(tǒng)維護(hù)員，系統(tǒng)管理員。高級(jí)用戶兼有低級(jí)用戶的功能，同一級(jí)別用戶由于管理員分配不同功能上也可能存在差異，管理員具有系統(tǒng)所有功能，且只有一個(gè)。圖5顯示的是普通用戶權(quán)限下的操作主界面。圖6是數(shù)據(jù)管理員權(quán)限下的操作界面。系統(tǒng)輸出研究交通事故多發(fā)地點(diǎn)（黑點(diǎn)、黑段），對(duì)于加強(qiáng)交通管理、預(yù)防交通事故的發(fā)生，具有十分重要的意義。圖7給出了交通事故黑點(diǎn)的操作界面。城市交通的信息化管理的目的是為了服務(wù)于廣大市民,因此交通地理信息系統(tǒng)的功能不僅是為政府和管理者提供信息決策支持和管理規(guī)劃,同時(shí)也應(yīng)該具有為廣大市民提供交通信息、出行指導(dǎo)的功能。乘公共交通系統(tǒng)工具出行的市民可以通過交通地理信息系統(tǒng)了解如何乘車才能最快或最經(jīng)濟(jì)地到達(dá)目的地;自己駕車的市民在出行前知道當(dāng)時(shí)的路面交通狀況如何,從而選擇一條節(jié)省時(shí)間的最佳路線。圖8顯示了如何通過獲取兩點(diǎn)間的最短路徑。

總結(jié)

建立城市交通地理信息系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)對(duì)有限的城市交通資源和交通設(shè)施進(jìn)行合理配置和優(yōu)化，使其得到充分合理的利用，解決城市交通擁堵狀況，緩解交通與經(jīng)濟(jì)發(fā)展矛盾的有效管理工具。武漢市交通管理地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的建成為建立以GIS為集成平臺(tái)，將各系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，充分發(fā)揮系統(tǒng)的整體效益，形成具有信息采集、分析、處理、控制、疏導(dǎo)、指揮為一體的科學(xué)、高效的公安指揮控制運(yùn)行機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。