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        GIS在城市交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

        2009-03-02 09:33:14楊淑芬
        新媒體研究 2009年2期

        [摘要]地理信息系統(tǒng)(GIS,Geographic Information System)是一種基于計算機的工具,它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進行成圖和分析。GIS技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作(例如查詢和統(tǒng)計分析等)集成在一起。這種能力使GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別,從而使其在城市智能交通管理中起到相對應(yīng)的實用價值。

        [關(guān)鍵詞]城市交通管理 系統(tǒng)構(gòu)架 共用信息平臺 GIS

        中圖分類號:TP2文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0120065-01

        一、來源

        城市交通問題是本世紀以來,工業(yè)發(fā)達國家一直為之困擾的問題。進入八十年代以來,我國城市的經(jīng)濟貿(mào)易和社會活動日益繁忙,城市交通發(fā)生了前所未有的迅速增長,傳統(tǒng)的道路交通設(shè)施已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會的需要。當前,我國城市特別是大城市的交通問題極其嚴重,如果不能得到有效解決和根本治理,必將對我國經(jīng)濟的持續(xù)、快速、健康發(fā)展構(gòu)成嚴重威脅。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)來實現(xiàn),另一方面需要通過采用科學的管理手段,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,實現(xiàn)城市交通管理的科學性和有效性。

        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。

        二、共用信息平臺中GIS的作用

        地理信息系統(tǒng)(GIS)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)進行采集、存儲、檢索、建模、分析和輸出。它的獨特之處就在于能夠把地理位置和相關(guān)屬性信息有機地結(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)進行集成管理。針對智能交通管理系統(tǒng)對信息要求的特點,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)用進行管理。

        三、系統(tǒng)的技術(shù)框架

        (一)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):

        1.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、運營管理者、公共安全負責部門、相關(guān)團體等。具體的服務(wù)對象由系統(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,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。

        3.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。

        (二)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、情況復雜等特點。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)正常運作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。GIS共用平臺作為整個智能交通管理系統(tǒng)的樞紐,它擔負著信息匯總、融合和中轉(zhuǎn)的職責。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。(2)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則下加以分類、統(tǒng)計、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)請求和查詢權(quán)限提供給客戶數(shù)據(jù)、圖形或圖像等信息。

        四、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)以分擔數(shù)據(jù)存儲的空間,降低網(wǎng)絡(luò)堵塞的可能性。對實時性要求高的數(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。

        五、結(jié)論

        本文論述了城市交通建設(shè)的重要性,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)中存在的細節(jié)問題有待深入研究。

        參考文獻:

        [1]肖為周、王煒、李修剛、楊新苗,“基于GIS的城市公交規(guī)劃信息系統(tǒng)的應(yīng)用”中國地理信息系統(tǒng)協(xié)會論文集,1999.

        [2]宋小冬、葉嘉安,地理信息系統(tǒng)及其在城市規(guī)劃與管理中的應(yīng)用,科學出版社,2000.

        [3]修文群、池天河,城市地理信息系統(tǒng)(GIS),北京:希望電子出版社,1999.

        作者簡介:

        楊淑芬,女,湖北天門,初級職稱,四川建筑職業(yè)技術(shù)學院,專職教師(助教)。

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