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        湖南省數(shù)字公路數(shù)據(jù)元集編制研究

        2013-11-04 06:39:24廖年冬
        黑龍江交通科技 2013年12期
        關(guān)鍵詞:公路分類信息化

        劉 軍 ,廖年冬 ,向 軍 ,熊 兵,湯 強(qiáng)

        (1.湖南省交通科學(xué)研究院;2.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院)

        1 引言

        隨著科技水平的不斷提高,人們?nèi)粘I詈凸ぷ鲗?duì)計(jì)算機(jī)的依賴程度越來越高。

        20世紀(jì)90年代末,美國提出了“數(shù)字地球”的概念,當(dāng)前我國正在進(jìn)行的“數(shù)字政府”、“數(shù)字城市”無不展示出當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)信息技術(shù)高度集中、迅猛發(fā)展的數(shù)字時(shí)代。

        “數(shù)字公路”是“數(shù)字城市”的一部分,“數(shù)字公路”主要指在公路建設(shè)、管理中,充分利用GIS(地理信息系統(tǒng))、GPS(全球定位系統(tǒng))、RS(遙感系統(tǒng))、MIS(管理信息系統(tǒng))、DSS(決策支持系統(tǒng))等數(shù)字化信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),對(duì)公路設(shè)施數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀況等進(jìn)行采集,將各種數(shù)字信息加以整合并充分利用,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控和輔助決策服務(wù)等。

        交通信息化建設(shè)經(jīng)過多年的建設(shè),已建立了一批技術(shù)含量高、實(shí)用的專項(xiàng)業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)和OA辦公系統(tǒng),這些系統(tǒng)為行業(yè)信息化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

        當(dāng)前,“數(shù)字公路”正在公路工程的各個(gè)環(huán)節(jié)中發(fā)揮巨大的作用?!皵?shù)字公路”較之傳統(tǒng)的公路工程,主要技術(shù)特點(diǎn)有:集成化、實(shí)時(shí)化、動(dòng)態(tài)化、數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化。這就要求未來“數(shù)字公路”信息化系統(tǒng)建設(shè)也必須滿足其中的技術(shù)要求,實(shí)現(xiàn)各信息系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通、為公眾提供及時(shí)、可靠的交通信息服務(wù)。

        從2005年起,交通部在江蘇、浙江、山東、成都、北京等省推行“省級(jí)公路交通信息資源整合工程”,工程對(duì)解決信息孤島、應(yīng)用孤島的問題起到了重要的作用。2012年起,湖南省交通廳也開始啟動(dòng)了“公路交通信息資源整合工程”。

        系統(tǒng)整合的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,交通部2008年就出臺(tái)了交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元規(guī)范。但是,在交通資源信息整合各省都有自身的特殊要求,因此,急需根據(jù)湖南省的具體情況,依據(jù)國家和行業(yè)相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),制定符合湖南省的數(shù)字公路數(shù)據(jù)元規(guī)范,規(guī)范湖南省的交通信息化工作。

        2 制定數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)的必要性

        由于當(dāng)前不同交通部門之間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)版本以及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致,缺乏統(tǒng)一存儲(chǔ)、管理、更新的機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn),無法實(shí)現(xiàn)共享。

        通過制定統(tǒng)一數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn),有利于建立各級(jí)數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)互通和信息高度共享,解決信息孤島問題。

        信息化建設(shè)是“十二·五”重點(diǎn)工作.現(xiàn)有的交通信息系統(tǒng)普遍孤立存在,相互之間信息訪問不方便。另外,隨著信息系統(tǒng)建設(shè)越來越多,未來整合這些系統(tǒng)的成本也越高,信息化使用效率會(huì)逐漸降低。

        3 數(shù)據(jù)元技術(shù)簡(jiǎn)介

        數(shù)據(jù)元是用一組屬性描述定義、標(biāo)識(shí)、表示和允許值的一個(gè)數(shù)據(jù)單元。

        數(shù)據(jù)元由以下n部分組成。

        (1)對(duì)象類:現(xiàn)實(shí)世界中的想法、抽象概念或事物的集合,有清楚的邊界和含義,并且其特性和行為遵循同樣的規(guī)則而能夠加以識(shí)別;

        (2)特性:對(duì)象類的所有個(gè)體所共有的某種性質(zhì);

        (3)表示:值域、數(shù)據(jù)類型的組合,必要時(shí)也包括度量單位或字符集;

        (4)限定詞:幫助定義和呈遞唯一性概念的術(shù)語。

        4 數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)化方案

        通過分析國內(nèi)兄弟省份(山東、浙江等)成功建立公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元集的實(shí)施方法,再參見了T/T697.2《交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元第2部分:公路信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元》、《數(shù)字公路與監(jiān)控管理系統(tǒng)-數(shù)據(jù)庫說明書》等公路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和我省相關(guān)信息系統(tǒng)文檔。本文提出一種基于業(yè)務(wù)和管理結(jié)合的數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)化方案。

        4.1 編制原則

        遵照交通部公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元編制原則,主要包括以下幾個(gè)方面。

        (1)協(xié)調(diào)一致原則:保持同交通部的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元集一致,再結(jié)合湖南省和國內(nèi)外數(shù)據(jù)元現(xiàn)狀、發(fā)展,提出符合湖南省要求的數(shù)據(jù)元集。

        (2)服務(wù)應(yīng)用原則:始終結(jié)合湖南省交通信息化實(shí)際要求。

        (3)堅(jiān)持規(guī)范、統(tǒng)一、易擴(kuò)展、易查詢和易修改原則。

        4.2 編碼規(guī)則與分類方法

        (1)編碼規(guī)則。

        數(shù)據(jù)元是由數(shù)據(jù)元概念和表示兩部分組成。每個(gè)數(shù)據(jù)元包括內(nèi)部標(biāo)識(shí)符(即該數(shù)據(jù)元編號(hào))、數(shù)據(jù)元中文名稱、中文全拼、定義、類型、格式、值域、計(jì)量單位、備注等屬性內(nèi)容。其編碼規(guī)則如圖1所示。

        (2)分類方法。

        山東省分類方法和交通運(yùn)輸部保持一致,只是增加了交通量、收費(fèi)、監(jiān)控、管理單位等分類,使數(shù)據(jù)元的應(yīng)用更加貼近山東省的實(shí)際應(yīng)用。分類編碼方法延用部頒標(biāo)準(zhǔn)。

        圖1 數(shù)據(jù)元編碼規(guī)則

        浙江省采用面劃分方法,將公路數(shù)據(jù)元?jiǎng)澐譃?公路基礎(chǔ)、公路建設(shè)、公路養(yǎng)護(hù)、公路管理、公路稽征和道路運(yùn)輸?shù)攘鶄€(gè)主要分類;每個(gè)類別所屬子分類采用面、線相結(jié)合的分類方法進(jìn)行分類。

        山東和浙江采用的分類方法主要存在以下問題。

        (1)浙江省數(shù)據(jù)元分類較細(xì),但存在重復(fù)。

        浙江省的數(shù)據(jù)元分類特點(diǎn)是按照實(shí)際業(yè)務(wù)分類對(duì)數(shù)據(jù)元進(jìn)行分類,因?yàn)楣窐I(yè)務(wù)過細(xì),導(dǎo)致重復(fù)數(shù)據(jù)元過多,單獨(dú)將某個(gè)數(shù)據(jù)元抽出時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生歧義,失去了數(shù)據(jù)元建立的初衷。

        (2)單純按業(yè)務(wù)劃分,不能夠體現(xiàn)管理層次。

        按照業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行的數(shù)據(jù)元分類,方便公路業(yè)務(wù)人員使用,不便于數(shù)據(jù)元的管理和按交通部門層次維護(hù)。

        我們從湖南省公路交通信息化的實(shí)際情況和“十二·五”交通信息資源整合項(xiàng)目的需求出發(fā),采用面、線結(jié)合方法,首先按照業(yè)務(wù)類型分為5大類:公路類、道路運(yùn)輸類、交通統(tǒng)計(jì)類、建設(shè)項(xiàng)目類、收費(fèi)公路類,每個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域下設(shè)二級(jí)和三級(jí)分類。該分類方法具體實(shí)施辦法如下。

        (1)公路類。

        交通運(yùn)輸部公路基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)元(綜合統(tǒng)計(jì)、路線概況、路基、路面、主要構(gòu)造物、沿線設(shè)施、交通量、沿線環(huán)境)進(jìn)行了保留,且根據(jù)湖南省實(shí)際需求增加了道路養(yǎng)護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)、路況實(shí)時(shí)信息、氣候條件、地籍管理。

        (2)道路運(yùn)輸類。

        保留了JT/T697.7-2007《交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元 第7部分:道路運(yùn)輸信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元》,且進(jìn)行了擴(kuò)充,增加了長(zhǎng)株潭城市群物流資源整合平臺(tái)數(shù)據(jù)元集(物流基礎(chǔ)、綠色物流、應(yīng)急物流、服務(wù)物流)及郵政運(yùn)輸數(shù)據(jù)元。

        (3)交通統(tǒng)計(jì)類。

        保留了JT/T697.10-2009《交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元 第10部分:交通統(tǒng)計(jì)信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元》,且進(jìn)行了擴(kuò)充,增加了交通事故管理、應(yīng)急管理、路損數(shù)據(jù)元集。

        (4)建設(shè)項(xiàng)目類。

        保留了JT/T697.9-2009《交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元 第9部分:建設(shè)項(xiàng)目信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元》,且進(jìn)行了擴(kuò)充,增加了我省交通建設(shè)項(xiàng)目管理特色數(shù)據(jù)元集,如建設(shè)項(xiàng)目安全數(shù)據(jù)元。

        (5)收費(fèi)公路類。

        保留了JT/T697.13-2009《交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元 第13部分:收費(fèi)公路信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元》,且進(jìn)行了擴(kuò)充,增加了收費(fèi)公路基本信息、機(jī)電系統(tǒng)、收費(fèi)公路動(dòng)態(tài)信息。

        為了保證每一個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元的來源可追溯,可維護(hù),在數(shù)據(jù)元分類中,我們?cè)黾恿税垂芾韺哟畏诸惙椒?。公路建設(shè)和管理中信息繁多,每層的管理實(shí)體關(guān)心的信息粒度級(jí)別不同,例如,省交通廳的領(lǐng)導(dǎo)不會(huì)關(guān)心到某一路段的氣象檢測(cè)器。根據(jù)湖南省的公路信息化建設(shè)管理現(xiàn)狀,按管理層次劃分?jǐn)?shù)據(jù)元所對(duì)應(yīng)信息見表1,其中表格中的編號(hào)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)抽取的來源將編號(hào)對(duì)應(yīng)到數(shù)據(jù)元編號(hào)第二項(xiàng)中。

        4.3 數(shù)據(jù)元抽取

        提取數(shù)據(jù)元的方法有多種,如直接提取法、業(yè)務(wù)流程分析法等。我們按“急用先行”的原則,既保留了交通部公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元,也融入了我省交通信息化建設(shè)成果。具體采取的方法有以下幾種。

        表1 按管理層次劃分部分對(duì)應(yīng)信息

        (1)業(yè)務(wù)流程分析法和直接提取法。

        我們對(duì)我省數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了分析,利用流程建模獲得業(yè)務(wù)的主導(dǎo)方和相關(guān)參與方,并確定業(yè)務(wù)的實(shí)施細(xì)則,提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)元。比方說抽取臺(tái)座后張法施工工藝相關(guān)的數(shù)據(jù)元,首先查找相關(guān)工藝流程圖,如圖2所示,從圖2中提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)元。

        圖2 臺(tái)座后張法施工工藝

        (2)用戶視圖分析法。

        我們通過收集用戶視圖、分解/規(guī)范用戶視圖,抽取數(shù)據(jù)元三步完成數(shù)據(jù)元抽取。如從湖南省各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表、申請(qǐng)表、報(bào)告單、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)圖等數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)元,必需先對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化,建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式,才能提取有效的數(shù)據(jù)元。

        具體實(shí)例如新增的建設(shè)安全數(shù)據(jù)元主要來源于相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)模型圖。

        (3)從信息系統(tǒng)(含設(shè)計(jì)文檔)提取數(shù)據(jù)元。

        為了抽取適合湖南省特色的數(shù)據(jù)元,我們先分析了湖南省已有的公路信息化建設(shè)項(xiàng)目,部分信息化項(xiàng)目信息見表2。

        表2 公路信息化建設(shè)項(xiàng)目

        具體的數(shù)據(jù)元抽取方法見圖3。

        圖3 數(shù)據(jù)元抽取過程

        數(shù)據(jù)元抽取方法具體原則如下。

        (1)唯一性原則。

        抽取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)元后,必須保證數(shù)據(jù)元的唯一性,如同樣性質(zhì)的數(shù)據(jù)可能在兩個(gè)不同系統(tǒng)中都出現(xiàn),但是名稱不一樣,這時(shí),該數(shù)據(jù)整理成數(shù)據(jù)元就只有一個(gè)。

        (2)科學(xué)性原則。

        由于抽取的數(shù)據(jù)來源多樣化、數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊,這就要求在抽取時(shí)盡可能從科學(xué)原則出發(fā),消除數(shù)據(jù)的差異性,保證抽取出來的數(shù)據(jù)元的正確性。

        4.4 統(tǒng)一模型規(guī)范

        從4.3節(jié)可以得知,我們提取的數(shù)字公路數(shù)據(jù)元集來源于多種不同的途徑,包括交通部公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元,湖南省特色信息系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)元和其他行業(yè)特色數(shù)據(jù)元(比方說郵政數(shù)據(jù)元、氣象數(shù)據(jù)元、GIS數(shù)據(jù)元等)等。

        為了使建立的數(shù)據(jù)元方便用戶查詢和使用,我們采用了統(tǒng)一模型規(guī)范,保證數(shù)據(jù)元的規(guī)范性和統(tǒng)一性。外圍源系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一加載至數(shù)據(jù)倉庫,所有匯總過程由數(shù)據(jù)倉庫完成(該方法見圖4)。這樣保證從各個(gè)不同系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)元在內(nèi)容和形式上統(tǒng)一,將來建立的子系統(tǒng)數(shù)據(jù)(獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù))通過ETL從數(shù)據(jù)倉庫獲取。

        數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)架構(gòu)統(tǒng)一定義為:應(yīng)用層、基礎(chǔ)層、主題層。所有外部來源數(shù)據(jù)都統(tǒng)一到基礎(chǔ)層,基礎(chǔ)層包含各個(gè)層次所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)元。

        主題層主要是提供給其他外圍系統(tǒng)平臺(tái)(含將來建設(shè)的信息化系統(tǒng))所需的數(shù)據(jù)元信息,包括提供給展現(xiàn)服務(wù)器的展現(xiàn)數(shù)據(jù)、提供跨部門系統(tǒng)的接口數(shù)據(jù)等。

        4.5 數(shù)據(jù)元管理

        數(shù)據(jù)元管理包括數(shù)據(jù)元注冊(cè)、數(shù)據(jù)元更新、數(shù)據(jù)元廢止過程。

        數(shù)據(jù)元注冊(cè)流程如圖4所示。

        (1)數(shù)據(jù)元更新。

        數(shù)據(jù)元更新流程同注冊(cè)流程相似。先提交,再評(píng)審、專家審核、驗(yàn)證。

        (2)數(shù)據(jù)元廢止。

        廢止數(shù)據(jù)元內(nèi)容先提交,并提交廢止理由。注冊(cè)機(jī)構(gòu)根據(jù)提交的內(nèi)容進(jìn)行初審,并征詢專家意見,確保廢止數(shù)據(jù)元理由正確充分。當(dāng)數(shù)據(jù)元通過評(píng)審后,注冊(cè)機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)元目錄,標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)元狀態(tài)為“已廢止”。如數(shù)據(jù)元廢止理由存在問題,或不夠充分,注冊(cè)機(jī)構(gòu)將退回給提交機(jī)構(gòu),并給出退回理由。

        圖4 數(shù)據(jù)元注冊(cè)流程圖

        6 結(jié)束語

        本文對(duì)湖南省數(shù)字公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元的編碼方法抽取方法、統(tǒng)一建模和管理機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)說明。重點(diǎn)結(jié)合湖南省交通信息資源整合工程實(shí)際需求,從規(guī)范數(shù)據(jù)來源、統(tǒng)一數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一規(guī)范業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型出發(fā),遵照交通部和我省相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),建立符合湖南省數(shù)字公路信息化建設(shè)要求的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元庫和主題數(shù)據(jù)元庫。

        數(shù)字公路標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)元還需要不斷完善,進(jìn)一步促進(jìn)湖南省交通行內(nèi)數(shù)據(jù)共享與協(xié)作服務(wù)和跨省之間業(yè)務(wù)協(xié)同,提高公眾信息服務(wù)。

        [1]張麗賓.數(shù)字公路課題的研究[J].市政技術(shù),2003,21(3):178-180.

        [2]亓?xí)再F,閆寶杰,王愛濤等.淺述數(shù)字公路的技術(shù)組成及特點(diǎn)[J].公路,2001,5:45-48.

        [3]蔡英.在省市兩級(jí)普通公路管理體系中制定并推行公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)[J].工程建設(shè),2012,44(3):71-74.

        [4]吳波,李建,伍東.數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)化在石油數(shù)據(jù)中的研究與實(shí)現(xiàn)[J].山西電子技術(shù),2006,5:86-89.

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