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作者：宋君爐單位：安徽省阜陽市勘測院

隨著城市經濟的快速發展和城市交通多元化進程加快，私人汽車不斷膨脹，出租車大量增加。機動車的快速增長給城市道路交通和停車帶來巨大壓力，造成交通擁擠、交通事故頻發，交通環境惡化。盡管相關部門投入大量資金對城市道路及其配套設施進行改造和擴建，在某種程度上緩解了交通的壓力。但實踐表明不斷的拓寬路面用來適應交通發展需要并不是長久之計。交管部門已認識到在城市建成區難以通過大幅度擴大道路提高通行能力的現實條件下，運用ITS解決城市交通問題不失為一個有效手段。

系統設計

系統建設目標從交通管理工作的整體出發,建成以一套基于網絡的、實時性的、可視化的交通管理地理信息系統,綜合集成現有的流量檢測、電視監控、交通控制信號、122接處警、事故分析、警車GPS系統,可以對警力分布、交通標志、停車場位置等數據進行集中管理,實現圖形化信息的編輯、查詢、統計、分析功能,為各級交通指揮人員提供交通決策信息,實現交通地理數據的共享,也為交通地理數據的更新提供一個平臺。開發方式選取目前GIS系統開發與實現一般采取以下三種方式：1）獨立開發：指不依賴任何GIS工具軟件，獨立進行應用系統的開發。2）單純的二次開發：指完全借助于GIS工具軟件提供的開發語言進行應用系統的開發。3）集成二次開發：指利用GIS工具軟件實現GIS基本功能，以通用編程軟件尤其是面向對象的可視化開發工具為開發平臺，進行兩者的集成二次開發。下面通過圖表對三種開發方式進行比較，如表1。通過比較，我們選用集成二次開發的方式進行系統的開發，盡管前期購買GIS工具軟件和可視化編程軟件投入較大，但對整個開發而言還是值得的。系統結構城市交通管理地理信息系統是基于交通地圖（電子地圖）建立的交通道路、設施、信號等及其相關指標建立的多媒體信息系統，主要是為交通指揮、交通規劃、交通建設、交通疏導管理的組織與指揮等提供直觀的準確的信息，為指揮者決策提供科學的依據，是交通信號控制、電視監控、交通誘導等系統的集成平臺。根據系統的建設目標及對用戶需求的分析，將整個系統分為5大功能子系統，系統管理、系統維護、圖形操作、查詢統計、決策支持。系統功能組成圖如圖1。具體我們可以將系統劃分為四大部分（前端采集、信息通訊、決策支撐、系統輸出），各部分互為聯系、相互作用。圖2給出了系統構建的框架。

系統實現

數據組織與管理交通信息是地理信息系統的核心資源，也是交通地理信息系統分析的基礎。如何合理的組織與管理交通信息是交通地理信息系統建設的一個關鍵問題。交通信息種類繁多，如：道路網信息、交通管制信息、警力分布信息、路口及信號燈分布信息、電視監控分布信息、誘導屏分布信息、電子警察分布信息、公交線路信息、緊急救援部門分布信息、大型交通流集散場地分布信息等；且信息來源廣泛,獲取手段豐富，如：交通控制系統、電視監控系統、誘導系統等等；此外由于交通本身所具有的動態性、復雜性使得交通數據管理與其他GIS應用有很大的差異。本系統通過引入基于特征的城市交通網絡非平面數據模型。把道路等作為有特征的對象;引入了車道的概念,以車道作為道路組成的基本單位；引入高程z,使對道路的描述不再是平面的，很好的解決了基于專題地理分層的空間數據模型和基于平面強化的空間數據模型存在的不足。同時采用線性量測系統，引入動態分段的概念，對交通特征和交通事件進行描述。在數據存儲上將空間數據和屬性數據分開，通過關鍵字段建立兩者之間的關聯，從而為系統管理提供更大的靈活性，更好的發揮兩者各自的特點。系統安全系統安全是GIS建設中的一個核心問題，一般由物理安全、邏輯安全和安全管理三個方面組成。物理安全主要涉及關鍵硬件設備的安全和信息儲存地點的安全等內容;邏輯安全主要指訪問控制和數據完整性方面的問題；而安全管理則包括人員安全管理政策和組織安全管理制度等問題。從邏輯安全角度來說，系統從兩方面入手，保證系統安全可靠運行。首先從數據輸入來看，系統采用嚴格的數據檢查機制，保證輸入數據的正確性和完整性；其次從系統訪問來看，系統將用戶權限細分為功能訪問權限和數據訪問權限，就是說特定的權限只能訪問特定的功能和操作特定的數據。系統集成城市交通管理地理信息系統是以系統工程原理為基礎，以GIS為支撐，以監控系統為驅動的信息集成平臺。這種集成不是簡單的連接或數據交換，而是在經過統一規劃設計，分析原單元系統的作用和相互關系并進行優化重組后實現的。系統利用GIS技術將電視監控、交通控制信號、122接處警、警車GPS定位等的實時動態信息、警力分布、交通標志等數據采集起來，進行綜合分析處理后，為交管部門快速有效的提供輔助決策并可通過信息的方式，向公眾提供全方位的交通信息服務。區域控制和誘導系統與GIS集成交通信號控制系統是城市交通指揮中心建設的核心，它采用西班牙的MOT系統,由中心控制主機、區域控制器、路口設備三級構成，對漢口中心城區129個路口進行計算機聯網協調控制，可對控制范圍內的交通參數進行采集、分析和顯示，同時對控制路口的周期、綠信比、相位差進行優化，實現子區域的協調控制或綠波控制。交通誘導系統是智能運輸系統ITS研究的一個重要方面，它的目的是通過引導車輛選擇正確的路徑,從而緩解交通擁擠,使道路網的交通流量均勻,最大限度地提高道路網的通行能力。區域控制系統獲取路網交通流量數據，將堵塞信息發送給誘導系統，誘導系統將信息對外。GIS則可以獲取誘導屏上的動態顯示信息和路網交通流量信息，為交通決策提供輔助。圖3為三者的集成框架。CCTV和區域控制與GIS集成交通視頻監控系統是了解全市交通狀況和治安狀況的窗口，是公安交通指揮系統不可缺少的子系統，視頻監控系統是智能交通系統的一個重要組成部分。通過將三者集成，我們可以在GIS地圖中確定任意CCTV攝像機的位置，同時可以通過這些選中設備觀看它們的視頻圖像；同時區域控制系統可以將擁堵警報發送到視頻矩陣并將攝像機自動定位指向擁堵位置，在選中的監視器中進行顯示。集成原理如圖4。

交通管理地理信息系統應用——武漢市交通管理監控地理信息系統

武漢市交通管理地理信息系統是交通信號控制、電視監控、交通誘導等系統的集成平臺。通過交通管理地理信息系統實現了各系統信息資源的整合和共享，同時為各系統提供了顯示、控制和查詢的專用圖層。系統還包含了城市交通管理所需的各種基礎信息，并提供了這些信息的查詢、分析、顯示、輸出等功能。系統主界面武漢市交通管理地理信息系統按照由低到高的原則將用戶權限分為四種：普通用戶，數據管理員，系統維護員，系統管理員。高級用戶兼有低級用戶的功能，同一級別用戶由于管理員分配不同功能上也可能存在差異，管理員具有系統所有功能，且只有一個。圖5顯示的是普通用戶權限下的操作主界面。圖6是數據管理員權限下的操作界面。系統輸出研究交通事故多發地點（黑點、黑段），對于加強交通管理、預防交通事故的發生，具有十分重要的意義。圖7給出了交通事故黑點的操作界面。城市交通的信息化管理的目的是為了服務于廣大市民,因此交通地理信息系統的功能不僅是為政府和管理者提供信息決策支持和管理規劃,同時也應該具有為廣大市民提供交通信息、出行指導的功能。乘公共交通系統工具出行的市民可以通過交通地理信息系統了解如何乘車才能最快或最經濟地到達目的地;自己駕車的市民在出行前知道當時的路面交通狀況如何,從而選擇一條節省時間的最佳路線。圖8顯示了如何通過獲取兩點間的最短路徑。

總結

建立城市交通地理信息系統，是實現對有限的城市交通資源和交通設施進行合理配置和優化，使其得到充分合理的利用，解決城市交通擁堵狀況，緩解交通與經濟發展矛盾的有效管理工具。武漢市交通管理地理信息系統平臺的建成為建立以GIS為集成平臺，將各系統進行有機整合，實現信息資源共享，充分發揮系統的整體效益，形成具有信息采集、分析、處理、控制、疏導、指揮為一體的科學、高效的公安指揮控制運行機制奠定了基礎。