張震　彭坤　孔帥華

摘? 要：經(jīng)過多年來的信息化建設(shè)和積累，交通信息資源總量呈指數(shù)級(jí)增長，交通信息資源面臨的缺乏整合與共享的問題也日益凸顯。本文分析了公路信息資源存在的問題，對(duì)公路信息資源規(guī)劃的數(shù)據(jù)庫建設(shè)以及數(shù)據(jù)資源共享進(jìn)行了深入研究，基于信息工程方法論，科學(xué)規(guī)劃信息資源，并完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫以及主題數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，在明確數(shù)據(jù)服務(wù)的發(fā)布管理、日志和監(jiān)控的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)量的估算，加強(qiáng)了公路信息資源與河南政務(wù)云的銜接，對(duì)“智慧公路”建設(shè)具有深遠(yuǎn)的意義。

關(guān)鍵詞：智慧公路;信息資源規(guī)劃;數(shù)據(jù)庫;資源共享

中圖分類號(hào)：TP399? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： After years of information construction and accumulation， the total amount of traffic information resources has increased exponentially， and it becomes increasingly urgent to integrate and share traffic information resources. This paper analyzes problems of highway information resources， and conducts in-depth research on construction of highway information resources planning database and data resource sharing. Based on information engineering methodology， information resources are scientifically planned， and construction of basic databases， business databases and theme databases is improved. On the basis of clarifying release management， log and monitoring of data services， data volume is estimated. Connection between highway information resources and Henan government affairs cloud is strengthened， which has far-reaching significance for smart highway construction.

Keywords： smart highway; information resource planning; database; resource sharing

1? ?引言（Introduction）

大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)的價(jià)值和政治意義正在凸顯出來，國務(wù)院頒發(fā)的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》就是旨在從國家層面推動(dòng)大數(shù)據(jù)工作的全面開展，加快建設(shè)數(shù)據(jù)強(qiáng)國[1]。經(jīng)過多年信息化建設(shè)和積累，河南省交通運(yùn)輸行業(yè)積累了大量的數(shù)據(jù)資源，交通信息資源總量呈指數(shù)級(jí)增長，在服務(wù)交通行業(yè)管理、服務(wù)企業(yè)和社會(huì)公眾方面發(fā)揮了重要作用[2]?！耙粋€(gè)基礎(chǔ)、三大平臺(tái)”將相繼建設(shè)和全面推廣，迫切需要改變傳統(tǒng)“散”的建設(shè)模式，采用“統(tǒng)”和“聯(lián)”的頂層設(shè)計(jì)思想，全面、系統(tǒng)梳理行業(yè)信息資源，對(duì)河南省公路信息資源進(jìn)行全面規(guī)劃。因此，想要在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展的過程中形成倍增效應(yīng)，就必須不斷完善政府對(duì)掌握的信息資源的開發(fā)利用工作[3]。

2? ?問題分析（The analysis of the problem）

2.1? ?干線路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)覆蓋率不足，數(shù)字化程度低

現(xiàn)有公路重點(diǎn)路段、重要橋隧等監(jiān)控覆蓋范圍已無法滿足需求，大部分技術(shù)狀況、交通運(yùn)行等信息仍需要依靠人工采集獲取。數(shù)據(jù)采集一是受人工影響造成連續(xù)性不強(qiáng)、數(shù)據(jù)誤差較大;二是人工采集數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、結(jié)構(gòu)化不強(qiáng)，使得后續(xù)的數(shù)據(jù)分析、預(yù)警研判等工作難以開展。目前，雖然我省路網(wǎng)信息化已有一定的基礎(chǔ)，部分實(shí)現(xiàn)了電子化，但是總體上覆蓋面不全，設(shè)置還相對(duì)散亂，對(duì)數(shù)據(jù)的處理與挖掘投入力度較弱，不能夠?qū)⑿乱淮畔⒓夹g(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能等智慧技術(shù)綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸、服務(wù)控制和車輛管理[4]。

2.2? ?省市縣三級(jí)信息化建設(shè)體系性較差

由于項(xiàng)目各自建設(shè)，其建設(shè)規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，設(shè)備選型存在一定差異性，河南省各轄區(qū)路段信息化系統(tǒng)之間兼容性較差。鄭州市信息化建設(shè)、管理體制、調(diào)度管理、信息監(jiān)測(cè)等初見成效，并不斷完善;濟(jì)源等市結(jié)合自身特點(diǎn)開展部分特色應(yīng)用;交調(diào)站在各個(gè)市均有建設(shè)，視頻監(jiān)控、信息發(fā)布等設(shè)施個(gè)別市部分路段開展建設(shè)。但是，大部分市公路信息化程度較低，無法形成支撐全省普通干線公路網(wǎng)的“智慧公路”建設(shè)。

3? ?信息資源規(guī)劃（Information resource planning）

智慧公路信息資源規(guī)劃指的是從公路信息的來源采集，到對(duì)這些信息進(jìn)行處理，再到對(duì)公路信息資源進(jìn)行傳輸，再到最終的公路信息資源的使用。其具體的功能就在于可以對(duì)河南省的公路領(lǐng)域各功能和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而使得河南省的公路信息資源能夠在信息的采集方面標(biāo)準(zhǔn)化，并且可以建立一個(gè)河南省的公路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。對(duì)于河南省而言，在公路信息資源規(guī)劃方面，需要遵循從公路信息的采集到元數(shù)據(jù)的建立，以及對(duì)各種公路信息的分析，都需要在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下執(zhí)行，從而使得河南省公路信息資源能夠更好地接軌和整合[5，6]。

3.1? ?數(shù)據(jù)需求分析

根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，分析各系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的具體需求。為使各類信息資源系統(tǒng)化、有序化，便于共享、檢索與擴(kuò)展，對(duì)各應(yīng)用系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)資源進(jìn)行歸類、合并、融合，確定應(yīng)用系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：包括地理空間數(shù)據(jù)、公路屬性數(shù)據(jù)、應(yīng)急資源數(shù)據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)隱患數(shù)據(jù)、管理機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)人員數(shù)據(jù)等;業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)：包括公路資產(chǎn)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、路網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、突發(fā)事件數(shù)據(jù)、信息服務(wù)數(shù)據(jù)等;主題數(shù)據(jù)：包括養(yǎng)護(hù)決策數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)等。

3.2? ?數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)資源庫建設(shè)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性直接決定了信息服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)用性、適用性和有效性。根據(jù)河南省現(xiàn)有各類數(shù)據(jù)資源情況，以及擬建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源情況，分析各類數(shù)據(jù)的采集條件，確定采集方式和更新要求[7]。部分?jǐn)?shù)據(jù)采集方案如表1所示。

3.3? ?規(guī)劃方案

從數(shù)據(jù)采集方案可以看出，部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于多個(gè)系統(tǒng)，需進(jìn)行數(shù)據(jù)整合;部分?jǐn)?shù)據(jù)需經(jīng)過原始數(shù)據(jù)換算或處理后形成所需數(shù)據(jù)內(nèi)容。數(shù)據(jù)形成總體方案如圖1所示。

公路資產(chǎn)數(shù)據(jù)主要包括公路技術(shù)狀況數(shù)據(jù)、路產(chǎn)路權(quán)數(shù)據(jù)、沿路設(shè)施設(shè)備數(shù)據(jù)等，主要來源于：（1）外場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的多種傳感器和智能終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合;（2）應(yīng)用系統(tǒng)的管理系統(tǒng)和應(yīng)急處置系統(tǒng)經(jīng)過人工錄入或系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并進(jìn)行地圖拼接。而路網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)則主要由外部共享系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換平臺(tái)以及數(shù)據(jù)補(bǔ)差得到。

4? 數(shù)據(jù)庫建設(shè)方案（The construction plan of database）

4.1? ?總體建設(shè)方案

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)要求滿足數(shù)據(jù)資源及其屬性信息的存儲(chǔ)，根據(jù)智慧公路工程中信息資源的特點(diǎn)，結(jié)合各項(xiàng)應(yīng)用所需數(shù)據(jù)資源的屬性和使用要求選擇合適的數(shù)據(jù)庫[8]，在現(xiàn)有普通干線公路信息化建設(shè)成果基礎(chǔ)上進(jìn)行完善和新建。數(shù)據(jù)庫總體框架示意圖如圖2所示。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫需新建風(fēng)險(xiǎn)隱患數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)人員數(shù)據(jù)庫;主題數(shù)據(jù)庫需新建養(yǎng)護(hù)決策數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)庫;業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫需新建公路資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、路網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫、突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫以及信息服務(wù)數(shù)據(jù)庫。

4.2? ?基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫以各業(yè)務(wù)局掌握的管理對(duì)象屬性數(shù)據(jù)為主，必要時(shí)需獲取其他部門相關(guān)信息，從而形成關(guān)于同一管理對(duì)象權(quán)威的、完整的數(shù)據(jù)鏈?；A(chǔ)數(shù)據(jù)庫包含的數(shù)據(jù)庫種類及數(shù)據(jù)類型如表2所示。

4.3? ?業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是在管理對(duì)象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，隨著管理過程而疊加形成的過程數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫包含的數(shù)據(jù)庫種類及數(shù)據(jù)類型如表3所示。

4.4? ?主題數(shù)據(jù)庫

主題數(shù)據(jù)庫基于數(shù)據(jù)文件和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，是一種結(jié)構(gòu)和處理過程獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，包括養(yǎng)護(hù)決策數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)庫。其規(guī)劃過程如圖3所示。

首先，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的編碼標(biāo)準(zhǔn)，使用統(tǒng)一的代碼，對(duì)數(shù)據(jù)的錄入、存儲(chǔ)、輸出標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，規(guī)范數(shù)據(jù)的應(yīng)用格式，建立統(tǒng)一的信息管理系統(tǒng)，統(tǒng)一信息使用和輸出終端。其次，在建立的過程中對(duì)系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和標(biāo)準(zhǔn)化，在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行整合、集成，形成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一致的、規(guī)范化的、不需要數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)集合。最后，建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一致、信息共享的主題數(shù)據(jù)庫[9]。

5? 數(shù)據(jù)資源共享方案（The sharing plan of data resources）

5.1? ?總體方案

為構(gòu)建區(qū)域一體化的安全應(yīng)急響應(yīng)體系，部省、省際、其他相關(guān)省政府委辦局之間應(yīng)能實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)管理與應(yīng)急處置相關(guān)數(shù)據(jù)資源的共享，從而為跨區(qū)域綜合應(yīng)急處置協(xié)同作業(yè)提供支持。部省數(shù)據(jù)交換內(nèi)容如表4所示。

根據(jù)表4數(shù)據(jù)交換內(nèi)容要求，將預(yù)留事件輸送到信息共享接口、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)信息共享接口等。河南省擬建設(shè)河南省綜合交通服務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸行業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和共享，故不再單獨(dú)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)交換接口。

5.1.1? ?數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布管理

根據(jù)數(shù)據(jù)分享類型確定處理方式，可以共享的數(shù)據(jù)允許用戶自由查看，需要相應(yīng)條件共享的數(shù)據(jù)需要用戶經(jīng)過申請(qǐng)之后才能訪問。數(shù)據(jù)服務(wù)的審核工作由相關(guān)管理員操作，信息的發(fā)布可以設(shè)置權(quán)限，讓目標(biāo)人群擁有訪問該信息的權(quán)利。當(dāng)出現(xiàn)違規(guī)操作時(shí)，管理員可以收回?cái)?shù)據(jù)的訪問權(quán)限。

5.1.2? ?數(shù)據(jù)服務(wù)日志

數(shù)據(jù)服務(wù)日志主要是記錄數(shù)據(jù)服務(wù)的過程，將采集到的信息用于數(shù)據(jù)的審計(jì)工作以及追溯工作，主要包含申請(qǐng)人和審批人的相關(guān)信息以及服務(wù)的結(jié)果。通過本過程能夠很好地體現(xiàn)出數(shù)據(jù)服務(wù)及其管理的相關(guān)情況，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)不正常的情況并做出最有效的處理。

5.1.3? ?數(shù)據(jù)服務(wù)監(jiān)控

數(shù)據(jù)服務(wù)監(jiān)控主要用于監(jiān)控對(duì)外共享的總數(shù)據(jù)量，包含的內(nèi)容主要有可共享數(shù)據(jù)資源數(shù)量、共享信息資源的數(shù)量和大小、申請(qǐng)?jiān)L問數(shù)據(jù)服務(wù)的次數(shù)和類別等，能夠直觀地反映出各種數(shù)據(jù)的共享情況，幫助相關(guān)人員判斷不同數(shù)據(jù)的需求程度，以及各個(gè)單位對(duì)數(shù)據(jù)的依賴程度，從而更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的控制[10]。

5.2? ?數(shù)據(jù)量估算

對(duì)本系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)首年數(shù)據(jù)量和預(yù)計(jì)年增長量進(jìn)行測(cè)算，管理機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫與業(yè)務(wù)人員數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)量較小，不予計(jì)算。

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫：地理空間數(shù)據(jù)庫、公路屬性數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急資源數(shù)據(jù)庫、風(fēng)險(xiǎn)隱患數(shù)據(jù)庫的首年數(shù)據(jù)量（單位：GB）分別為10.00、10.00、1.00、1.00，對(duì)應(yīng)的年增長量（單位：GB）分別為2.00、2.00、0.10、0.10。

（2）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫：公路資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)庫、路網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫、突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫、信息服務(wù)數(shù)據(jù)庫的首年數(shù)據(jù)量（單位：GB）分別為500.00、10.00、400.00、2.00、1.00，對(duì)應(yīng)的年增長量（單位：GB）分別為200.00、5.00、200.00、2.00、0.50。

（3）主題數(shù)據(jù)庫：養(yǎng)護(hù)決策數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)庫的首年數(shù)據(jù)量（單位：GB）分別為10.00、10.00，對(duì)應(yīng)的年增長量（單位：GB）分別為10.00、10.00。

經(jīng)計(jì)算可得，5年累計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量估算值為2.89 TB。目前，鄭州市、濟(jì)源市、周口市、平頂山市、新鄉(xiāng)市、許昌市、焦作市、蘭考縣八個(gè)地級(jí)市和直管縣及黃河大橋的直屬機(jī)構(gòu)共上傳40路視頻，圖像采用H.264算法壓縮后傳輸，每路圖像每小時(shí)需存儲(chǔ)1000 MB，存儲(chǔ)周期按1年計(jì)算，總存儲(chǔ)容量如下：

40×1000×24×365÷1024÷1024=334.17 TB

綜上所述，數(shù)據(jù)量合計(jì)為：

2.89+334.17=337.06 TB

6? ?結(jié)論（Conclusion）

本研究旨在基于國家、交通運(yùn)輸行業(yè)、河南省相關(guān)數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范定義的業(yè)務(wù)對(duì)象與屬性，結(jié)合河南省交通運(yùn)輸行業(yè)各層面現(xiàn)有系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐，以國家、交通運(yùn)輸行業(yè)和河南省相關(guān)規(guī)范為指導(dǎo)，對(duì)信息資源進(jìn)行自上而下的統(tǒng)一信息資源規(guī)劃，解決結(jié)構(gòu)不合理、數(shù)據(jù)冗余、混亂的“數(shù)據(jù)庫”問題，為實(shí)現(xiàn)行業(yè)信息化建設(shè)提供一個(gè)和諧的、應(yīng)對(duì)變化的、全局的數(shù)據(jù)環(huán)境，提高河南省普通公路領(lǐng)域業(yè)務(wù)管理、運(yùn)行監(jiān)測(cè)和行業(yè)決策水平，加快提升行業(yè)公共服務(wù)能力，改善公眾出行獲得感。

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作者簡(jiǎn)介：

張? ?震（1966-），男，博士，教授.研究領(lǐng)域：信息與通信工程，大數(shù)據(jù)技術(shù).

彭? ?坤（1996-），男，碩士生.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)應(yīng)用，大數(shù)據(jù)技術(shù).

孔帥華（1995-），男，碩士生.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)應(yīng)用，大數(shù)據(jù)技術(shù).