龐美嚴 張 何

（廊坊燕京職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 三河 065200）

0 引言

隨著我國車輛的增加，高速公路給人們帶來許多方便，但同時也引發(fā)了許多新問題，超速、超載等違章現(xiàn)象以及汽車犯罪現(xiàn)象等加劇，傷亡事故不斷發(fā)生。高速公路上一旦發(fā)生交通事故，大多都是重大和特大交通事故。所以，智能車輛監(jiān)控系統(tǒng)具有一定的威懾效果，減少違法違章行為，促進交通安全[1]。智能車輛監(jiān)控系統(tǒng)要每時每刻監(jiān)視車輛的運行并搜集和處理大量的信息，比如：車輛通過率，車輛報警，天氣狀況，用戶反映，事故處理等。數(shù)據(jù)倉庫及相關(guān)技術(shù)就能夠處理海量信息，它對所采集的大量交通數(shù)據(jù)及時進行快速、有效、深入的分析，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)處理，為智能車輛監(jiān)控系統(tǒng)提供所提供準確的，有效的分析型數(shù)據(jù)平臺，并能夠支持管理層的決策。

數(shù)據(jù)倉庫的發(fā)展在國外已經(jīng)非常成熟，而在我國21世紀才剛剛起步。數(shù)據(jù)倉庫的定義最早由W.H.inmon提出的：數(shù)據(jù)倉庫是一個面向主題的、集成的、相對穩(wěn)定的、反應(yīng)歷史變化的數(shù)據(jù)集合，用于支持管理決策[2]。對于數(shù)據(jù)倉庫的概念我們可以從兩個層次予以理解，首先，數(shù)據(jù)倉庫用于支持決策，面向分析型數(shù)據(jù)處理，它不同于企業(yè)現(xiàn)有的操作型數(shù)據(jù)庫；其次，數(shù)據(jù)倉庫是對多個異構(gòu)的數(shù)據(jù)源有效集成，集成后按照主題進行了重組，并包含歷史數(shù)據(jù)，而且存放在數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)一般不再修改。

1 數(shù)據(jù)倉庫的體系結(jié)構(gòu)

車輛監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的體系結(jié)構(gòu)主要分為4部分：數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)存儲與管理、聯(lián)機分析處理(On-Line Analysis Processing，OLAP)引擎和前端應(yīng)用[3]。（如圖 1所示）。

系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理流程為：

系統(tǒng)從車載終端采集到數(shù)據(jù)，把采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，以數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源，對數(shù)據(jù)進行抽取、轉(zhuǎn)換和加載(Extract，Transformation，Loading，ETL)，但由于本系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)只是單純的車輛定位信息，所以只需要對數(shù)據(jù)進行抽取、轉(zhuǎn)換操作即可，然后把處理后的數(shù)據(jù)存到數(shù)據(jù)倉庫中，通過OLAP服務(wù)器對分析需要的數(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。前端應(yīng)用中數(shù)據(jù)分析主要針對OLAP服務(wù)器，數(shù)據(jù)挖掘、報表和地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）顯示主要針對數(shù)據(jù)倉庫。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的開發(fā)策略：

系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的開發(fā)策略主要有自頂向下，自底向上以及兩種策略的混合使用。由于該系統(tǒng)所涉及的范圍是高速公路的車輛監(jiān)控信息，范圍不是很大，信息內(nèi)容不是很雜，資金投入比較有限，也容易獲得成效，所以本系統(tǒng)采用自底向上策略。

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的構(gòu)建

2.1 主題域的分析

系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的主題根據(jù)需求分析和決策支持來設(shè)計。例如在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中把車輛作為一個主題域，下面包含車流量、車擁塞、車事故等子主題。根據(jù)以上的分析監(jiān)控系統(tǒng)決策主題的思想是先確定與監(jiān)控系統(tǒng)決策相關(guān)的大的方面——主題域，然后在主題域中找出子主題域，子主題域中可能包含若干主題或下一級的主題域這樣逐層細分，最后形成樹狀結(jié)構(gòu)。根結(jié)點是監(jiān)控系統(tǒng)決策這個大的主題域，葉結(jié)點是具體的主題。每個主題所包含的數(shù)據(jù)的個體就是監(jiān)控系統(tǒng)決策所需要的數(shù)據(jù)。

2.2 維表的設(shè)計

維表是通過記錄因素的屬性來描述事件中包含的諸多因素，是多維分析空間在某個角度上的投影。例如：監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫各主題幾乎與車流量，地理位置，天氣狀況，主觀因素等有關(guān)，所以將這些實體作為維表來處理。監(jiān)控系統(tǒng)中的維表有車輛定位維表，天氣狀況維表，路況維表，駕駛員維表等。

2.3 數(shù)據(jù)分析概念模型的設(shè)計

2.3.1 交通擁塞分析模型

交通擁塞分析模型由路線維表、天氣維表、出警維表構(gòu)成星型模型結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。該分析模型主要是對高速公路的速率作分析，為保證車輛高速而提供決策支持。

2.3.2 交通事故分析模型

交通事故分析模型是由車輛定位維表、天氣維表、駕駛證維表、車牌維表及出警維表等事實表構(gòu)成雪花型結(jié)構(gòu)(如圖3所示)。該模型主要對高速公路的交通事故做分析處理，為保證駛進公路人員的安全提供決策支持，并及時作出預(yù)警措施。

2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的物理設(shè)計

所謂數(shù)據(jù)倉庫的物理設(shè)計就是將邏輯模型轉(zhuǎn)化成物理實現(xiàn)，如物理存取方式、數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存放位置以及存儲分配等等。數(shù)據(jù)倉庫的物理模型設(shè)計中首先要定義數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，對大量數(shù)據(jù)存儲采用并行存儲結(jié)構(gòu)——RAID。其次確定索引策略，為事實表和維度表的主鍵和外鍵建立索引。然后確定數(shù)據(jù)存儲策略，將事實數(shù)據(jù)和高速公路基本信息數(shù)據(jù)存放在硬盤上，而其他數(shù)據(jù)存放在磁盤上[4]。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的展現(xiàn)

系統(tǒng)開發(fā)平臺選擇C#和SQL Server 2000。建立了數(shù)據(jù)倉庫模型后，基本確定了數(shù)據(jù)倉庫中事實表和維表的結(jié)構(gòu)。然后將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)倉庫的事實表和維表中。將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行一定的轉(zhuǎn)換和合法性檢查，通過SQL Server提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)(Data Transformation Service,DTS)工具將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)裝載到數(shù)據(jù)倉庫，然后通過OLAP服務(wù)器向客戶機提供多層次、多角度的數(shù)據(jù)分析服務(wù)。數(shù)據(jù)倉庫體系中前臺是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，后臺是數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)倉庫的信息及統(tǒng)計分析是以網(wǎng)絡(luò)的形式表現(xiàn)的。利用Microsoft的數(shù)據(jù)透視表服務(wù)作為客戶端組件，建立與OLAP服務(wù)器通訊，并為客戶端應(yīng)用程序取得OLAP服務(wù)器數(shù)據(jù)提供接口。在數(shù)據(jù)透視表服務(wù)應(yīng)用中，可以使用Excel 2000應(yīng)用程序訪問立方體中的數(shù)據(jù)，靈活快速生成各種報表和圖表。通過數(shù)據(jù)分析和展現(xiàn)工具對數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)進行多維分析、匯總，形成圖表或報表的形式，使決策者可以清晰、直觀地看到分析結(jié)果，為我國交通的發(fā)展提供決策依據(jù)[5]。

4 結(jié)束語

本文首先根據(jù)需求分析確立主題，然后建立基于車輛分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫模型，解決了在數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)過程中的幾個關(guān)鍵問題，為高速公路車輛監(jiān)控系統(tǒng)進行決策分析提供了有效的途徑。并且，系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的建立，能夠為數(shù)據(jù)挖掘及地理信息模塊提供數(shù)據(jù)依據(jù)和數(shù)據(jù)參考，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，可為路政、公安部門等提供決策參考，并提高高速公路的安全性和交通部門的管理水平。所以這對我國交通管理有實際應(yīng)用意義和發(fā)展前景。

［1］齊曉杰,等.公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].黑龍江交通科技,2009(4).

［2］梁柳瑩.論數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘[J].現(xiàn)代企業(yè)文化,2009(3).

［3］曹永生.數(shù)據(jù)倉庫在條碼系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].條碼與信息系統(tǒng),2009,4.

［4］賀向敏，周根寶.數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)在旅游業(yè)中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2009,6.

［5］羅躍國.高校教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的建模及應(yīng)用[J].長江大學(xué)學(xué)報,2009,3.

［6］王元春,員建廈,王岳盟.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)倉庫設(shè)計[J].計算機與網(wǎng)絡(luò),2011(07)：46-48.

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