基于GIS的交通管理系统的设计与实现

基于GIS的交通管理系统设计与实现

班级：地信10-1班

姓名：高长春

基于GIS的交通管理系统设计与实现

近几年，地理信息系统（GIS）的应用领域越来越广泛，在国土资源、矿产资源管理、宏观决策、管线的布局设计、交通、移动终端电子导航等许多领域都有迫切的需求。特别是随着Internet 的迅猛发展和广泛应用，人们对地理信息系统的需求也与日俱增，地理信息产业得以迅猛发展。一、背景及研究意义

在现实生活中，有很多方面都需要对路径的分析，以寻求最短路径、最优路径，如出行路线的选择、管网和管线的设计。在交通方面，无论是时间最快问题、费用最低问题，还是距离最短问题，这些问题的核心内容都是最短路径算法。所以可以利用地理信息系统中的最短路径、最优路径空间分析方法解决这些实际问题。目前，WebGIS发展极为迅速,已经深入到各个应用领域。随着国家和国际高速信息公路的建立,为全社会信息共享创造了条件。互联网(Internet)和地理信息系统(GIS)改善着地理空间信息的获取、共享、发布与分析。地理信息的特征是分布的,并具有基础性、共享性和综合性。融合空间信息系统与网络技术、基于Internet的WebGIS则为地理空间数据及其属性数据的发布、共享、查询与分析等提供了新的途径,具有广阔的应用前景。

随着社会经济的快速增长，人民生活水平的不断提高，道路交通需求旺盛。尽管近年来加大了道路基础设施建设的步伐，道路网已初具规模，形成了以快速路为主架的道路交通网络，但由于机动车数量的迅猛增长，交通拥挤问题日益严重。为解决日益严重的城市交通问题，研究和开发先进的交通状态获取与融合。交通特征提取与态势分析以及集成应用基础技术，建立符合我国国情的多粒度区域交通状态评估。预报预警和服务水平评价关键技术和系统是缓解和解决上述问题的基础和不可或缺的技术手段。研究基于WebGIS的区域交通信息系统,能够为城市道路交通管理部门提供实时以及预测的各种交通流信息。各种评价指标和区域交通服务水平。以及各种参数的统计分析等多种数据信息，从而为城市交通管理部门的指挥调度提供可靠的辅助决策支持。它不仅可以加强现有交通管理系统的功能，使其能够满足人们日益寄予厚望的城市交通的需求，而且有利于现有交通地理信息和城市管理信息各子系统的融合，加快了智能运输系统的发展，为智能运输系统的建设提供的了一个开放的平台。随着我国经济的快速健康地发展,高新技术、先进的管理经验和调度手段的广泛应用，城市道路交通管理系统必将逐渐实现信息化、智能化，城市道路交通拥堵情况将大大改善。城市交通管理指挥调度的效率将大大提高。

二、WebGIS技术在智能交通领域应用的研究现状

Internet技术正在深刻地改变着这个世界，随着人们对地理信息需求的增加;基于Internet 发布地理数据，供全球用户查询、检索并提供GIS服务的万维网地理信息系统已成为地理信息系统发展的重要方向之一。目前已经有部分城市建设了用于指挥调度的城市交通管理系统，但是其中大多数采用的是C/S(client/serve)模式，而且功能比较单一，造成系统的维护升级不方便。系统资源冗余大，不同业务系统缺少集成管理,影响着城市交通管理指挥调度的效率。智能化的交通管理指挥调度系统的建没需要能够有效地集成目前存在的多个交通管理子系统，如交通流检测系统、视频监控系统、信息诱导系统等，同时需要提供给用户以友好的可视化界面，以提高工作效率。近年来发展起来的B/S（browser/server)模式扩充了信息处理和交换共享上的灵活性，为不同系统的集成提供了一种途径，利用它可以实现跨平台、可互操作的分布式应用，并且可以兼顾现有系统的可重用性。地理信息系统技术在交通领域中的空间数据管理、图形表现、辅助决策等方面具有良好的优势，网络技术的发展使得WeGIS发展迅速,WebGIS所具有的平台独立性等特性使得其具有更广泛的访问范围。平衡高效的计算负载以及良好的可扩展性等,可以实现与Web中的其他信息服务进行无缝集成建立灵活多样的GIS应用,并可实现移动化的访问。

三、WebGIS技术的发展趋势

近几年来,飞速发展的Internet已经成为GIS新的系统平台，利用Internet技术在Web上发布空间数据供用户查询和使用是GIS发展的必然趋势，WebGIS技术作为GIS的主要发展方向之一己是不争的事实。随着信息可视化、数据库、互联网以及多媒体技术的不断发展，构建由多个地理信息系统构成的信息系统体系,跨越传统的单个地理信息系统边界，实现多个地理信息系统之间的资源(包括数据、软件、硬件、网络)共享、互操作和协同计算，构建空间信息网格，成为WebGIS 技术应用发展需要解决的关键技术问题。B/S结构应用已经由浏览器/网络服务器/数据服务器三层架构阶段进入到浏览器/网络服务器/应用服务器/数据服务器四层架构阶段。在新的四层架构中，网络服务器和应用服务器分离,并且其间还可以插入二次开发和扩展功能,其中的应用服务器一般为支持远程调用的组件式GIS平台或由组件式GIS平台封装而成。将GIS复杂数据分析与处理功能(编辑、拓扑关系的构建、对象关系的自动维护、制图)移到GIS应用服务器上,使客户端与服务端的数据传输减少到最少的程度为在Internet上实现复杂。大规模的地理信息服务提供了可能，这一新的架构带来的巨大优势是使服务器端具有极强的扩展性,因此作为应用服务器的组件式GIS所具备的功能,都可以通过B/S结构实现,W亡bGIS不再是只能满足地图浏览和查询的简单软件了,而将成为是一个体系先进,功能强大的服务器端GIS(ServerGIS)，这种新的服务器端GIS将成为未来WebGIS技术应用的主流。

四、研究的内容和目的

基于WebGIS的区域交通信息系统主要总结了WebGIS的技术特点和优势,以强大的地理信息系统为支撑,以WebGIS为技术支撑实现了多个交通管理子系统的有效集成,并结合对道路交通服务水平评价的业务需求,通过B/S模式为用户提供交通信息的获取、可视化、预测预报、统计分析等功能,针对北京市道路交通的现状,对北京市区域交通的路段、执勤队、支队各个层次的交通流信息进行多粒度的交通服务水平评价的展示，以及对各层次对象一定时间范围内的交通流信息以及服务水平进行预测预报。将交通流的各种相关信息，以图表、浮动窗口或鼠标提示等多种方式，形象、直观地展示给用户,还提供对实时和历史交通流信息的查询以及统计和分析、生成趋势图、统计报表、多时段交通流信息对比等，通过建立此系统,使北京市城区道路交通信息管理实现信息化、可视化，从而能够为道路智能交通指挥调度管理提供辅助决策支持、预案管理等功能的实现提供了良好的技术支撑。

区域交通信息系统的目标是通过WEBGIS建立实时的城区道路路况分析系统,该系统要求使用方便、数据可靠、时效性高、造价低廉,能为出行的公众提供有效的实时路况信息和短时路况预报等功能,也能为道路交通管理部门提供辅助决策支持。

五、需求分析

根据IEEE软件工程标准词汇表(1997年)，软件需求被定义为：用户解决问题或达到目标所需的条件或权能。软件产品的需求可以分为功能性需求和非功能性需求。其中软件产品的非功能性需求是常常被轻视、甚至被忽视的一个重要方面。其实，软件产品非功能性定义不仅决定产品的质量，还在很大程度上影响产品的功能需求定义。如果事先缺乏很好的非功能性需求定义，结果往往是使产品在非功能性需求面前捉襟见肘，甚至淹没功能性需求给用户带来的价值。所谓非功能性需求,是指软件产品为满足用户业务需求而必须具有的、除功能需求以外的特性，软件产品的非功能性需求包括系统的性能、可靠性、可维护性、可扩充性、对技术和对业务的适应性等等。

系统的功能性需求

基于WebGIS的区域交通信息系统是道路交通信息和城市空间信息的快速发布、查询检索以及相关统计分析的网络信息系统，因此,系统的设计和建设必须基于WebGIS；该系统主要用户是道路交通管理部门，以后还会开放部分功能提供给广大的市民查询。因此系统界面必须简单友好，功能全面。基于WebGIS的北京市区域交通信息系统紧密结合北京市城市道路交通信息管理的实际需求，遵循科学性、实用性、可扩展性和开放性等原则开发，该系统主要包括如下几个功能模块：

1、地图管理及交通状况监视功能。实现对地图图层的分层显示和管理、实现基本的放大、缩小、平移、漫游、地图查询、图层控制、鹰眼等操作;通过不同颜色实时显示道路交通流状况,分析目前的道路交通状况;对各个等级的道路路段进行统计。地图上业务信息应该和地图位置保持同步。

2、区域交通状态服务水平的多粒度评价以及展示,包括提供对经典区域划分的服务水平及指标展示和任意区域划分的服务水平及指标展示。即依据经典的城区划分或经典的交通区域划分显示各区域