黃建梅 劉永輝

(南京城市智能交通有限公司,江蘇南京 110000)

數(shù)字公路系統(tǒng)及其體系結構研究

黃建梅 劉永輝

(南京城市智能交通有限公司,江蘇南京 110000)

數(shù)字公路是數(shù)字交通的重要組成部分,開展數(shù)字公路的研究和建立智能化的數(shù)字公路系統(tǒng)平臺是交通信息化可靠的技術保證。通過對數(shù)字公路的信息構成、特點、智能客戶端計算模式以及面向主題的數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)體系結構等方面的研究,提出了建立完整的數(shù)字公路系統(tǒng)體系的方案。

數(shù)字公路 體系結構 智能客戶端 數(shù)據(jù)倉庫

1 數(shù)字公路系統(tǒng)信息構成及其特點

數(shù)字公路涵蓋的信息量是巨大的，本文重點研究目前在公路建設和管理用得較多的交通信息、交通管理和交通建設3個大類的信息構成。

交通信息類由地理坐標數(shù)據(jù)庫、公共運輸信息數(shù)據(jù)庫和道路信息數(shù)據(jù)庫組成；交通管理類由交通事故管理數(shù)據(jù)庫和應急管理數(shù)據(jù)庫組成；公路建設類由系列公路建設信息構成。

1.1 交通信息類

(1)地理坐標數(shù)據(jù)庫(數(shù)字地圖)。該數(shù)據(jù)庫由GIS地理坐標信息、目的地相關信息等組成，能提供GIS數(shù)字地圖以及電子地圖上服務部門和基礎設施的相關屬性等信息。(2)公共運輸信息數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫由路況實時信息、氣象信息等實時信息組成，能提供道路通行情況、路面狀況及氣候條件等實時信息，方便出行者選擇最佳出行路線、方式和時間。(3)道路信息數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫由路線概況、路基、路面、主要構造物、沿線設施、道路養(yǎng)護、地籍管理等基礎信息組成，能夠方便運營管理者查詢管理道路狀況信息。

1.2 交通管理類

(1)交通事故管理數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫由交通事故情況記錄信息、交通事故路段道路信息等組成，能夠?qū)κ鹿蔬M行分析統(tǒng)計為出行者提供相關的安全信息和起到一定的預警功能。(2)應急管理數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫包括緊急通告和應急車輛管理兩部分，緊急通告能夠為管理人員提供突發(fā)事件信息，應急車輛管理能夠提高確定事故發(fā)生方位的能力，并結合路況實時信息和道路信息制定最佳行車路線，引導應急車輛迅速到達事故現(xiàn)場。

2 數(shù)字公路系統(tǒng)信息處理計算模式

數(shù)字公路信息系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)模式結構，分布式計算模式有客戶機/服務器(C/S)模式、三層C/S模式、特例瀏覽器/服務器(B/S)模式以及智能客戶端[2]模式。目前C/S、B/S模式都已得到廣泛應用，但隨著信息處理技術的發(fā)展，此兩種模式在一些方面尚不夠完善，不能適應不斷增長的多方面需求。經(jīng)過設計，智能客戶端應用程序可以將C/S模式與B/S模式的優(yōu)點結合起來。由于智能客戶端應用程序通常具有形形色色的要求，因此在設計與實現(xiàn)方面有極大的差異。但是，所有智能客戶端都具有下列部分或全部特征：(1)利用本地資源；(2)利用網(wǎng)絡資源；(3)支持偶爾連接的用戶；(4)提供智能安裝和更新；(5)提供客戶端設備靈活性。本文在數(shù)字公路系統(tǒng)信息處理計算模式采用智能客戶端模式，以滿足數(shù)字公路信息特點的需要。

3 數(shù)字公路系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構

數(shù)字公路系統(tǒng)是為道路管理者、使用者和建設者服務，其服務功能體現(xiàn)在事務處理和決策分析兩大方面，對數(shù)字公路的數(shù)據(jù)組織應服從于服務功能要求，采用數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫技術實現(xiàn)數(shù)字公路系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織。

3.1 數(shù)字公路系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

3.1.1 數(shù)字公路數(shù)據(jù)庫概念模型的建立

在對數(shù)字公路進行系統(tǒng)分析期間得到的數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字典等的基礎上，結合有關數(shù)據(jù)規(guī)范化理論，得到了數(shù)字公路數(shù)據(jù)庫概念模型(E-R圖)。該E-R圖由交通信息類和交通管理類數(shù)據(jù)庫群構成，交通建設類數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫未列。

3.1.2 數(shù)字公路數(shù)據(jù)庫邏輯結構設計

數(shù)字公路數(shù)據(jù)庫由系統(tǒng)表、代碼表、基礎表、養(yǎng)護子系統(tǒng)表、地籍子系統(tǒng)表以及其它表等六大類表格構成。其中系統(tǒng)表和代碼表構成數(shù)據(jù)庫的公共數(shù)據(jù)部分，基礎表構成基礎數(shù)據(jù)部分，處于數(shù)據(jù)庫的最底層；專題類數(shù)據(jù)部分由養(yǎng)護子系統(tǒng)表、地籍子系統(tǒng)表以及其他表構成，這部分數(shù)據(jù)屬于數(shù)字公路數(shù)據(jù)庫應用類數(shù)據(jù)，針對各個應用系統(tǒng)而構建，處于數(shù)據(jù)庫最頂層。在數(shù)據(jù)庫中各類表與表之間主要有3種關系描述：繼承關系、組合關系和關聯(lián)關系㈩。關聯(lián)關系主要通過數(shù)據(jù)庫的主鍵、外鍵來實現(xiàn)，外鍵指向主鍵可以實現(xiàn)自身關聯(lián)，如：路線分段信息表中的父路線記錄編號實現(xiàn)了路線分段，使路線分段構成樹型層次結構。路線分段信息表中的“父路線記錄編號”作為外鍵指向自身的路線編號，實現(xiàn)了同一表中多級分段的目的。各種粒度的分段都可以進行編碼，這些編碼放在同一表中，作為檢索的統(tǒng)一人口，引用方便，同時如果分段增加，也不需要改變表的結構，只要增加表中記錄即可。

3.2 數(shù)字公路系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫設計

數(shù)字公路數(shù)據(jù)倉庫是一個包含4個層次的體系結構。(1)數(shù)字公路系統(tǒng)數(shù)據(jù)源：是數(shù)字公路數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的基礎，是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源泉。它由交通信息、交通管理信息、交通建設信息和其它交通信息類組成，其中，交通信息類包括地理坐標數(shù)據(jù)庫(數(shù)字地圖)、公共運輸信息數(shù)據(jù)庫、道路信息數(shù)據(jù)庫；交通管理類包括交通事故管理數(shù)據(jù)庫和應急管理數(shù)據(jù)庫；交通建設類包括交通建設數(shù)據(jù)庫等。(2)數(shù)據(jù)的存儲與管理：是整個數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)倉庫的關鍵是數(shù)據(jù)的存儲和管理。數(shù)據(jù)倉庫的組織管理方式?jīng)Q定了它有別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，同時也決定了其對外部數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式。要決定采用什么產(chǎn)品和技術來建立數(shù)據(jù)倉庫的核心，則需要從數(shù)據(jù)倉庫的技術特點著手分析。針對現(xiàn)有各業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進行抽取、清理，并有效集成，按照主題進行組織。(3)OLAP服務器：對需要分析的數(shù)據(jù)進行有效。集成，按多維模型予以組織，以便進行多角度、多層次的分析，并發(fā)現(xiàn)趨勢，為決策人員和高層管理人員提供依據(jù)。OLAP服務器具有多維數(shù)據(jù)分析、客戶/服務器結構、多用戶支持及一致的報表性能等特點。(4)前端工具：主要包括各種報表工具、查詢工具、數(shù)據(jù)分析工具、數(shù)據(jù)挖掘工具以及各種基于數(shù)據(jù)倉庫或數(shù)據(jù)集市的應用開發(fā)工具。其中數(shù)據(jù)分析工具主要針對OLAP服務器，報表工具、數(shù)據(jù)挖掘工具主要針對數(shù)據(jù)倉庫。

[1]許舒人.南水北調(diào)工程管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計[J].南水北調(diào)與水利科技.2004,2(6):2～3.

[2]鄭若忠,寧洪.數(shù)據(jù)庫原理[M].長沙:國防科技大學出版社,2O00.

[3]王珊.數(shù)據(jù)倉庫技術遇聯(lián)機分析處理[M].北京:科學出版社,1999.