朱 寧

（連云港市生產(chǎn)力促進(jìn)局，江蘇連云港 222006）

0 引言

智能交通是將數(shù)據(jù)通信電子控制計(jì)算機(jī)處理等先進(jìn)技術(shù)有效的綜合運(yùn)用于地面交通管理所建立的一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效、大范圍全方位發(fā)揮作用的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。它是充分發(fā)揮現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施潛力，提高運(yùn)輸效率，保障交通安全，緩解交通擁擠的有利措施。

近年來，我國城市中的交通堵塞、事故頻繁和環(huán)境污染日益嚴(yán)重。面對(duì)這種交通狀況和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，各地政府投入了大量人力物力進(jìn)行改善，如擴(kuò)充道路、增加警力、加強(qiáng)行政管理等等，但效果均不盡如人意，一段時(shí)間后又會(huì)出現(xiàn)新的困擾，因此智能交通系統(tǒng)已經(jīng)成為政府關(guān)心的焦點(diǎn)和專家關(guān)注的熱點(diǎn)。

智能交通將有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施減少交通負(fù)荷，保證交通安全，提高運(yùn)輸效率，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高人民生活質(zhì)量，目前已成為交通管理手段的新發(fā)展方向。

本文闡述了基于Android系統(tǒng)的交通信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，并展示部分設(shè)計(jì)成果。

1 功能需求設(shè)計(jì)

1.1 用戶群說明

移動(dòng)終端用戶：移動(dòng)終端用戶為通過Android系統(tǒng)智能手機(jī)下載使用系統(tǒng)終端的用戶。

停車場信息發(fā)布用戶：經(jīng)認(rèn)證用戶或合作用戶如停車場經(jīng)營者、商場、超市管理員，可以使用系統(tǒng)提供第三方開發(fā)API向系統(tǒng)提交可用停車位信息。

系統(tǒng)管理員：系統(tǒng)管理員可以使用后臺(tái)管理系統(tǒng)，監(jiān)控路況信息、發(fā)布緊急信息、發(fā)布系統(tǒng)通知等。

1.2 各系統(tǒng)需求說明

1.2.1 移動(dòng)終端應(yīng)用系統(tǒng)

（1）事件信息報(bào)送功能

用戶能夠輸入描述、選擇信息類型、事件影響范圍、方向等向系統(tǒng)報(bào)送交通信息?？蛇x的信息類型有：事故、施工、其它；可選的影響車道數(shù)有：一車道，兩車道、三車道、四車道、全部；可選的方向有：向東、向南、向西、向北、雙向。用戶可以選擇當(dāng)前時(shí)間，也可以修改時(shí)間，作為報(bào)送時(shí)間。

GPS位置信息調(diào)用：用戶通過使用移動(dòng)設(shè)備的GPS功能，獲取、報(bào)送實(shí)時(shí)GPS位置信息，也可以手動(dòng)修改位置信息。

事件拍照：用戶能夠使用移動(dòng)設(shè)備的攝像功能，拍攝事件現(xiàn)場圖片，并作為附件加入要報(bào)送的信息之中。

（2）地圖路況信息展示功能

用戶可以在終端查看交通地圖，所有的交通信息被加載顯示在地圖上。

GPS定位功能：利用手機(jī)自帶GPS或者使用手機(jī)網(wǎng)絡(luò)定位用戶當(dāng)前位置，加載周邊信息。

當(dāng)前交通路況顯示：終端系統(tǒng)從后臺(tái)服務(wù)器端獲得當(dāng)前交通路況信息，并以不同顏色繪制在地圖上。

交通事件信息顯示：終端系統(tǒng)接收到服務(wù)器端推送的交通事件信息，系統(tǒng)應(yīng)能夠以圖標(biāo)方式標(biāo)記在地圖上，點(diǎn)擊圖標(biāo)可以查看詳情。同時(shí)，每個(gè)交通事件具有一定的有效時(shí)間，在其有效時(shí)間結(jié)束后，該信息應(yīng)該能夠從地圖上自動(dòng)移除。

停車信息顯示：系統(tǒng)能夠?qū)⒑笈_(tái)數(shù)據(jù)庫中記錄的公共停車場位置信息和用戶好友私人停車位置信息加載并顯示在終端地圖上。

地圖信息分層顯示功能：系統(tǒng)地圖支持信息分層顯示，用戶可以選擇地圖所加載的信息類型，以查看特定種類的信息。

（3）停車信息展示和查詢功能

停車信息發(fā)布：用戶可以發(fā)布停車信息，包括停車場名稱、剩余停車位情況、收費(fèi)等信息，并可以選擇停車信息的類型是公共的（所有人可以）還是私人的（僅用戶好友可見），根據(jù)類型不同提供必要的詳情信息即可提交等待審核。

停車信息展示功能：系統(tǒng)支持兩種停車信息展示方法：地圖展示和列表展示。地圖展示直接在路況地圖上以圖標(biāo)方式標(biāo)記位置，點(diǎn)擊圖標(biāo)以查看詳情；列表展示將所有信息以文字列表方式給出。每種方式均支持公共停車信息和私人停車信息的分別顯示。

停車信息詳情：公共停車位置信息應(yīng)該包括停車場名稱、地址、剩余停車位情況（有車位、車位緊張、無車位）、收費(fèi)等信息。私人停車位置信息包括信息提供人，描述或說明。

停車信息查詢：對(duì)于列表方式，用戶可以以文字方式輸入地理位置，系統(tǒng)搜索該地理位置周邊的公共及私人停車信息，以分類列表方式顯示結(jié)果。

1.2.2 后臺(tái)管理系統(tǒng)

（1）事件信息接收和發(fā)送功能

數(shù)據(jù)接收及解析：后臺(tái)系統(tǒng)能夠自動(dòng)監(jiān)聽并接收手機(jī)端報(bào)送的交通事件和停車場信息等，將封裝在其中的信息解析并提取出來。

數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)：系統(tǒng)將接收到的事件記錄以一定規(guī)則存入到數(shù)據(jù)庫中。

數(shù)據(jù)封裝：系統(tǒng)按照一定標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)數(shù)據(jù)信息類型的不同，以不同方式封裝，準(zhǔn)備發(fā)送。

基于客戶端請(qǐng)求的被動(dòng)發(fā)送：系統(tǒng)能夠根據(jù)接收到的客戶端請(qǐng)求，將相關(guān)的返回信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到客戶端。

主動(dòng)信息推送：后臺(tái)管理系統(tǒng)能夠按照既定規(guī)則主動(dòng)地將數(shù)據(jù)信息推送給客戶端。

（2）事件信息處理功能

數(shù)據(jù)內(nèi)容審核：系統(tǒng)支持對(duì)接收到的信息進(jìn)行審核，過濾掉非法信息，可以進(jìn)行增刪改查等功能。

數(shù)據(jù)聚集：系統(tǒng)能夠通把接收到的信息按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，例如地點(diǎn)、時(shí)間、事件類型等進(jìn)行聚集分類，可以通過人工方式或支持部分自動(dòng)方式。

數(shù)據(jù)識(shí)別：對(duì)于重復(fù)報(bào)送的交通事件，系統(tǒng)通過人工或自動(dòng)方式進(jìn)行識(shí)別、匹配、過濾這些相同的數(shù)據(jù)報(bào)送，避免出現(xiàn)重復(fù)、冗余記錄。

（3）實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)疊加功能

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新：后臺(tái)管理系統(tǒng)支持交通事件信息、服務(wù)信息、路況信息的實(shí)時(shí)更新，支持列表隊(duì)列形式的數(shù)據(jù)管理模式，實(shí)時(shí)地將最新數(shù)據(jù)加入到待處理隊(duì)列中。

地圖匹配疊加：后臺(tái)管理系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)地、疊加地將接收到的事件信息、停車場信息匹配顯示在監(jiān)控地圖中，便于管理。

2 概要設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體目標(biāo)主要是實(shí)現(xiàn)基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的交通信息采集和應(yīng)用功能，主要包括移動(dòng)終端的應(yīng)用系統(tǒng)和后臺(tái)管理系統(tǒng)兩大功能系統(tǒng)。其中，移動(dòng)終端的應(yīng)用系統(tǒng)主要完成事件信息報(bào)送功能、地圖路況信息展示功能、停車信息展示和查詢功能等；后臺(tái)管理系統(tǒng)完成事件信息接收和發(fā)送功能、事件信息處理功能、實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)疊加功能等。

根據(jù)需求分析，系統(tǒng)分為3部分：（1）移動(dòng)終端應(yīng)用子系統(tǒng)；（2）中心端服務(wù)子系統(tǒng)；（3）后臺(tái)管理子系統(tǒng)。

2.1 移動(dòng)終端應(yīng)用子系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)通過接入層與操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信以及硬件設(shè)備進(jìn)行交互，接入層的目的是向上層提供系統(tǒng)外部軟件、硬件資源支持，在手機(jī)終端系統(tǒng)中，接入層負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)與Android操作系統(tǒng)之間的交互，硬件方面負(fù)責(zé)調(diào)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，GPS設(shè)備以及手機(jī)的攝像頭、語音接收和輸出設(shè)備，從而為上層服務(wù)的調(diào)用提供支持。

數(shù)據(jù)層：負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和存儲(chǔ)。終端系統(tǒng)中，本層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式分為數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)兩類。其中，數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)的內(nèi)容包括系統(tǒng)配置文件和用戶操作過程中產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)通過輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)對(duì)交通事件信息、交通服務(wù)信息和用戶信息進(jìn)行管理。

服務(wù)層：服務(wù)層獨(dú)立出來置于底層數(shù)據(jù)層和接入層之上，用于提供與具體業(yè)務(wù)邏輯無關(guān)的基礎(chǔ)支持資源、服務(wù)和接口。終端系統(tǒng)中，服務(wù)層包括系統(tǒng)通信服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、圖像獲取服務(wù)、路況地圖加載服務(wù)、GPS定位服務(wù)；除此之外，還包括了系統(tǒng)與第三方外部構(gòu)件進(jìn)行交互的接口服務(wù)，以及為系統(tǒng)運(yùn)行提供支持的異常處理服務(wù)。

應(yīng)用層：應(yīng)用層提供了系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)邏輯功能，通過利用底層的服務(wù)相互組合、調(diào)用得以實(shí)現(xiàn)。終端系統(tǒng)中提供的業(yè)務(wù)應(yīng)用功能包括：事件信息報(bào)送功能、事件信息展示和查詢功能、地圖路況信息展示功能、系統(tǒng)管理功能。每項(xiàng)功能中又包括了多個(gè)子功能，綜合調(diào)用底層的各項(xiàng)服務(wù)，組合實(shí)現(xiàn)目標(biāo)業(yè)務(wù)模型。

表示層：表示層負(fù)責(zé)將系統(tǒng)功能展示給用戶，接收用戶的輸入信息和請(qǐng)求，顯示運(yùn)算和操作結(jié)果給用戶，是用戶與系統(tǒng)發(fā)生交互的媒介。終端系統(tǒng)中，表示層包括了系統(tǒng)單點(diǎn)登錄、系統(tǒng)首頁管理、系統(tǒng)界面?zhèn)€性化配置等功能，以及觸摸界面交互和語音交互兩種交互模式管理。

2.2 中心端服務(wù)子系統(tǒng)架構(gòu)

接入層：中心端服務(wù)子系統(tǒng)通過接入層與操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信以及硬件設(shè)備進(jìn)行交互。與手機(jī)終端系統(tǒng)不同，中心端接入層負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)與服務(wù)器Windows Server操作系統(tǒng)之間的交互，以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信。中心端的網(wǎng)絡(luò)通信包括了與外部Internet進(jìn)行的通信和組織內(nèi)部的局域網(wǎng)絡(luò)通信。

數(shù)據(jù)層：負(fù)責(zé)對(duì)中心端系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和存儲(chǔ)。中心端系統(tǒng)集中存儲(chǔ)了從各終端獲取到的各類交通信息以及用戶信息。中心端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式同樣分為數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)兩類。其中，數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)的內(nèi)容包括系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)和用戶的個(gè)人信息數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)使用SQL Server對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，包括了交通事件信息數(shù)據(jù)庫、交通服務(wù)信息數(shù)據(jù)庫和用戶信息數(shù)據(jù)庫，此外還有用于系統(tǒng)管理和維護(hù)的系統(tǒng)配置管理信息數(shù)據(jù)庫。

支撐層：支撐層用于提高跨領(lǐng)域的、業(yè)務(wù)無關(guān)的、通用的基礎(chǔ)服務(wù)構(gòu)件和框架系統(tǒng)。與服務(wù)層相比，支撐層更為獨(dú)立，與系統(tǒng)業(yè)務(wù)關(guān)系更少，所以其可復(fù)用性更高，提供了針對(duì)某一技術(shù)的核心實(shí)施方法。中心端的支撐層包括：基于SOA的輕量級(jí)Web服務(wù)框架，提供了中心端所提供服務(wù)的規(guī)范和運(yùn)行框架。數(shù)據(jù)對(duì)象訪問框架，提供了中心端數(shù)據(jù)訪問的解決方案，使系統(tǒng)能夠高速處理大量數(shù)據(jù)，同時(shí)降低系統(tǒng)數(shù)據(jù)層與服務(wù)層的依賴性，便于數(shù)據(jù)的遷移、維護(hù)。互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)，提供了中心端系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境?；贛QTT協(xié)議的信息主動(dòng)推送框架，為中心端系統(tǒng)主動(dòng)向終端系統(tǒng)推送數(shù)據(jù)提供了解決方案。

服務(wù)層：中心端服務(wù)層置于數(shù)據(jù)層和支撐層之上，提供了基礎(chǔ)支持資源、服務(wù)和接口，為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)處理、通信管理等功能。中心端系統(tǒng)中，服務(wù)層包括系統(tǒng)通信服務(wù)、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)、數(shù)據(jù)封裝與解析服務(wù)、數(shù)據(jù)信息審核服務(wù)、數(shù)據(jù)信息識(shí)別服務(wù)、數(shù)據(jù)信息聚集服務(wù)。此外，還提供了外部數(shù)據(jù)接口服務(wù)，用于接收其他系統(tǒng)推送過來的數(shù)據(jù)。最后還有為系統(tǒng)運(yùn)行提供支持的異常處理服務(wù)。

應(yīng)用層：應(yīng)用層提供了系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)邏輯功能，中心端系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)邏輯功能以Web服務(wù)的形式進(jìn)行包裝，接收終端系統(tǒng)發(fā)送過來的請(qǐng)求并回應(yīng)。中心端系統(tǒng)中提供的功能包括：交通事件信息接送和發(fā)送功能、用戶信息服務(wù)，每項(xiàng)服務(wù)中包括了多個(gè)子功能。交通事件信息發(fā)送服務(wù)中，提供了基于客戶端請(qǐng)求的被動(dòng)發(fā)送功能和主動(dòng)信息推送功能兩種發(fā)送模式。

2.3 后臺(tái)管理子系統(tǒng)架構(gòu)

接入層：后臺(tái)管理子系統(tǒng)通過接入層與操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信以及硬件設(shè)備進(jìn)行交互。由于都是在組織內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，運(yùn)行環(huán)境基本相同，所以后臺(tái)管理子系統(tǒng)接入層與中心端接入層功能相似，均包括與操作系統(tǒng)的交互以及與外部網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的通信。

支撐層：后臺(tái)管理子系統(tǒng)支撐層包括了.NET Framework 4.0開發(fā)框架，互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)，以及基于WPF技術(shù)的圖形界面處理框架。此外，由于后臺(tái)管理子系統(tǒng)主要用于管理中心端的數(shù)據(jù)信息，所以本地并沒有數(shù)據(jù)層存儲(chǔ)，而是在支撐層提供了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)對(duì)象訪問框架，用于在局域網(wǎng)絡(luò)中對(duì)遠(yuǎn)程的中心端數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。

服務(wù)層：后臺(tái)管理子系統(tǒng)的服務(wù)層與中心端子系統(tǒng)相比，同樣提供了系統(tǒng)通信服務(wù)、數(shù)據(jù)封裝與解析服務(wù)，但是沒有提供本地?cái)?shù)據(jù)訪問服務(wù)和相關(guān)數(shù)據(jù)處理服務(wù)。相反，后臺(tái)子系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新服務(wù)和事件隊(duì)列管理服務(wù)，用于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和處理。此外，后臺(tái)子系統(tǒng)還提供了端口管理服務(wù)負(fù)責(zé)維護(hù)與中心端的連接端口，以及服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)測服務(wù)，用于監(jiān)測中心端系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。后臺(tái)子系統(tǒng)還提供了第三方數(shù)據(jù)接口服務(wù)，用于接收外部系統(tǒng)推送過來的數(shù)據(jù)，還有系統(tǒng)異常處理服務(wù)。

應(yīng)用層：后臺(tái)管理子系統(tǒng)應(yīng)用層提供的業(yè)務(wù)功能主要集中于對(duì)中心端數(shù)據(jù)的監(jiān)測和維護(hù)，具體功能包括：交通事件地圖顯示功能，交通事件信息數(shù)據(jù)管理，用戶管理和系統(tǒng)管理。交通事件地圖顯示功能中，系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和地圖匹配功能，便于管理人員進(jìn)行監(jiān)控。

表示層：表示層負(fù)責(zé)將中心端數(shù)據(jù)監(jiān)測信息展示給用戶，提供一定的統(tǒng)計(jì)功能，并接收用戶的維護(hù)操作和請(qǐng)求，顯示運(yùn)算和操作結(jié)果。后臺(tái)管理子系統(tǒng)中，表示層包括了管理系統(tǒng)單點(diǎn)登錄、地圖實(shí)時(shí)更新、圖形化數(shù)據(jù)顯示等功能，并使用Ext JS用戶界面和WPF圖形界面與用戶進(jìn)行交互。

3 結(jié)語

利用Android平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的交通事件采集系統(tǒng)，能更方便的查新停車場信息，方便汽車駕駛員參考，這將豐富Android個(gè)性化應(yīng)用。

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