基于GIS的城市交通出行辅助决策系统

基于GIS的城市交通出行辅助决策系统
发布时间：2012-05-24 点击次数：871 智能交通网
城市交通拥堵问题，是困扰国内外众多专家、学者的重大问题。

很多专家和学者针对解决城市公共交通如城轨、公路交通拥堵问题纷纷立项，应用各种学科交叉知识提出解决方案。

应用地理信息系统(geographic information system，GIS) 结合运筹学、城市交通规划等学科知识，构建基于GIS的城市交通出行辅助决策系统是缓解城市交通拥堵的措施之一。

一方面，结合城市公共交通线路上的交通流量情况，运用城市规划和运筹学相关模型，可以从宏观上整体控制、调整和缓解线路拥堵情况，引导大众出行方式及出行路径选择；另一方面，利用运筹学的最优路径、最短路径模型，并结合实时交通流量情况，可以向居民提供合理的出行路线。

1.系统需求分析
市民
对于有目的的市民出行，系统会提供合适的出行路线和出行交通方式的选择。

在特殊情况下，比如赶飞机的情况，常规上市民会选择打车或者自己开车的方式，但是当发生交通拥堵时，系统可以提供最优化，最合理的路线和出行交通方式，以节省更多交通时间。

城市公共交通管理部门
城市公共交通管理部门对交通拥堵问题也是十分困扰，虽然城市公共交通管理部门通过广播将道路拥堵问题及时反馈给司机来适当缓解拥堵问题，但是由于线路选择的必须性和广播的有效传播性等现实情况，交通拥堵问题仍然难以解决。

基于GIS的城市交通出行辅助决策系统，除上述功能外，该系统还可以为市民的出行路线和出行方式提供导向性决策，从而从根源缓解交通拥堵问题。

物流业者
通过快递员输入的出发地和多个目的地，系统可以自动给出最优的送货路线，保证货物送达的准时性。

2.系统功能分析
数据的录入与查询
该系统可以导入栅格图像作为底图，制作矢量化地图，打开图层与调用图层并可以查询图层中的矢量信息。

通过交通调查的OD调查，方便的将调查得到的数据录入到系统中。

空间数据的查询分析功能。

利用Mapinfo建立空间数据库，可以进行数据查询、空间叠合分析、邻近度分析及空间网络分析等功能。

交通需求预测与分析功能。

系统可以利用交通规划模型，如平均增长率法、重力模型、最短路模型、容量限制模型等多种模型处理OD调查量，计算出未来的交通发生与吸引预测量。

专题分析功能
建立相关专题，如交通小区专题，OD专题等，用mapinfo自带的专题功能，将现在和将来
的发生与吸引交通量用饼形图，柱状图等形式表现出来，分析其影响因素，并可以结合mapx 和VB语言，进行二次开发，将公共汽车线路选择模型等用程序编入系统中，为用户提供决策支持。

3.系统设计
3.1总体框架
3.2系统设计
3.2.1子系统设计
市民出行子系统
首先利用mapinfo，录入城市地图栅格图像，城市道路网栅格图像，城市规划栅格图像，城市公交线路网栅格图像等信息，并通过人员调查的数据及交叉路口摄像头数据，将栅格图像矢量化，使空间图形包含属性信息。

此外，结合城市交通道路事故发生概率统计模型等，采用狄克斯特累算法(Dijkstra’salgorithm)、最小费用最大流等算法，利用Mapinfo的二次开发，用Mapx和VB等软件实现算法，在步行、自行车、公交车、小汽车等不同条件下分别选择一个最短路径，并结合实时的道路交通拥堵情况，选择出最优化的线路提供给市民选择，同时列出其他的出行方式，让用户自行选择提供辅助决策。

公共交通管理子系统
通过记录员人工记录、实时汇报或通过对摄像头数据处理的软件实时得到交通流数据，利用mapinfo自带的专题功能，将各个交通观测点得到的数据用专题图的形式（如柱形图，饼形图并可以用渐变等颜色的设置，如交通流量大用红色来表示，反映其拥堵情况，交通流量小用绿色表示，反映其不拥堵等）反映在图像上，直观明了地判断出处于拥堵的交通点，将拥堵点的信息通过系统广播告知司机，并通过控制系统达到对市民出行的诱导作用。

物流业子系统
快递员将出发地和目的地输入系统中，系统通过采用狄克斯特累算法(Dijkstra’salgorithm)求解最短路径。

在求解过程中，要对节点的选择范围进行控制,以避免对路网所有节点的搜索，增加无效计算时间；此外，系统将实时道路的通行速度作为路段的权值，且该权值随权值关系式变化，当临时出现障碍点时，系统需要动态的计算最优路线；同时快递员还可以输入各个货主需要货物的时间，通过送货距离和各路段上的平均行车速度，合理搭配送货顺序，以保证送货的准时性。

3.2.2编码依据
对于空间分层的编码，定义有线图层和面图层的编码为线或者面图层的首字母加该图层首字母形式，加上序号，由于图层数量的有限性，这里只采用一位数字。

即XG1表示线图层的第一个图层,名字是公交干线道路图层。

对于数据库表的编码，采用在空间分层编码基础上加上三位数字的编码方法，如XG1002表示是线图层，序号是2，名称是公路干线道路图层中编号为2的道路。

3.2.3空间分层
4.用户开发构想
在本系统中，数据库集成开发采用了Visual Fox Pro(属性数据库)和Mapinfo(空间数据库)。

系统的集成开发采用了集成二次开发的形式，即将Mapinfo公司提供的嵌入式功能组件MapX
嵌入到可视化语言Visual Basic中，通过集成开发实现地理信息系统功能。

该系统开发的优点是编程方便，充分体现面向对象编程思想，程序紧凑，体积小，轻量化，并且不需运行在相应地理信息系统平台上，投资小，也易于发布。

通过基于GIS的城市交通出行辅助决策系统，市民及物流行业可以方便的选择出行路线及交通工具，公共交通管理部门也可更高效、智能的管理控制道路交通的拥堵情况。