ＧＩＳ在城市交通管理系統(tǒng)中的應用研究

[摘要]地理信息系統(tǒng)(GIS，Geographic Information System)是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進行成圖和分析。GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。這種能力使GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在城市智能交通管理中起到相對應的實用價值。

[關鍵詞]城市交通管理 系統(tǒng)構架 共用信息平臺 GIS

中圖分類號：TP2文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0120065－01

一、來源

城市交通問題是本世紀以來，工業(yè)發(fā)達國家一直為之困擾的問題。進入八十年代以來，我國城市的經(jīng)濟貿(mào)易和社會活動日益繁忙，城市交通發(fā)生了前所未有的迅速增長，傳統(tǒng)的道路交通設施已經(jīng)不能適應現(xiàn)代社會的需要。當前，我國城市特別是大城市的交通問題極其嚴重，如果不能得到有效解決和根本治理，必將對我國經(jīng)濟的持續(xù)、快速、健康發(fā)展構成嚴重威脅。為了解決我國城市的交通問題，改善城市交通系統(tǒng)的性能，一方面需要通過改造路網(wǎng)系統(tǒng)、拓寬路面、增添交通設施以及道路建設等城市交通所必需的“硬件”建設來實現(xiàn)，另一方面需要通過采用科學的管理手段，把現(xiàn)代高新技術引入到交通管理中來提高現(xiàn)有路網(wǎng)的交通性能，從而改善整個道路交通的管理效率，提高道路設施的利用率，實現(xiàn)城市交通管理的科學性和有效性。

城市智能交通管理系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，各個子系統(tǒng)的信息需求復雜多樣，但有一些信息是可以共享的，通過共用信息平臺可以使這部分信息增值，而且整個智能交通管理系統(tǒng)的信息通過共用信息平臺的統(tǒng)一存儲、組織、處理，能夠更有效地保證數(shù)據(jù)間關系的正確性、可理解性和避免數(shù)據(jù)冗余，提高系統(tǒng)中信息的利用率和傳輸速度。

二、共用信息平臺中GIS的作用

地理信息系統(tǒng)(GIS)作為一種綜合處理和分析空間數(shù)據(jù)的技術系統(tǒng)，能夠有效地對地球空間數(shù)據(jù)進行采集、存儲、檢索、建模、分析和輸出。它的獨特之處就在于能夠把地理位置和相關屬性信息有機地結合起來。眾所周知，交通信息與地理位置密切相關，利用GIS技術構筑智能交通管理系統(tǒng)的共用信息平臺，不但能夠使交通信息在空間上直觀明了地顯示出來，并能為這些信息的深層次挖掘和后續(xù)信息服務及輔助決策提供空間屬性上的支持。

信息是智能交通管理系統(tǒng)中重要的基本元素，也是聯(lián)接各個子系統(tǒng)的紐帶。通常把交通信息劃分為兩類：靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息。靜態(tài)交通信息是指包括道路信息、交通附屬設施信息、停車場信息、車輛管理信息等隨時間變化較小的信息，它又可以分為基礎數(shù)據(jù)（如道路路網(wǎng)數(shù)據(jù)等）和歷史數(shù)據(jù)（如車輛違章歷史數(shù)據(jù)等）；動態(tài)信息主要指各類實時采集到的交通信息，如交通流量信息、視頻監(jiān)控信息、公交車位置信息等。利用GIS可對以上所有數(shù)據(jù)進行集成管理。針對智能交通管理系統(tǒng)對信息要求的特點，建立專屬的地理信息數(shù)據(jù)庫，通過網(wǎng)絡互聯(lián)與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立GIS平臺。GIS作為整個系統(tǒng)的協(xié)調者，對數(shù)據(jù)和應用進行管理。

三、系統(tǒng)的技術框架

（一）系統(tǒng)的總體架構

根據(jù)信息平臺的一般架構，結合考慮GIS作為智能交通管理系統(tǒng)共用平臺的要求，系統(tǒng)可采用三層體系結構：

1．客戶端。指的是信息平臺的用戶主體，包括道路使用者、道路建設者、交通管理者、運營管理者、公共安全負責部門、相關團體等。具體的服務對象由系統(tǒng)的建設者決定。

2．應用服務層。以GIS作為城市交通智能管理系統(tǒng)的信息平臺，由各個交通管理子系統(tǒng)采集交通數(shù)據(jù)，將這些原始數(shù)據(jù)以規(guī)定的格式返回，再對數(shù)據(jù)進行分類、抽取、挖掘和融合等處理，在數(shù)據(jù)存儲的同時，將不同的信息按照規(guī)范的協(xié)議發(fā)布給相應的應用子系統(tǒng)。同時提供多種靜態(tài)和動態(tài)交通信息查詢接口，滿足這些外部系統(tǒng)的交通信息需求。

3．數(shù)據(jù)管理層。存儲系統(tǒng)所需的基礎數(shù)據(jù)，提供平臺與各子系統(tǒng)之間的信息接口。

（二）GIS共用平臺的基本功能

各個子系統(tǒng)由于功能的不同，獲得的交通數(shù)據(jù)也不同，但大多具有信息量大、情況復雜等特點。將這些來源不同、類型不同的大量信息融合在一起，從中提取具有更多特征的更深層次的信息，并最終在系統(tǒng)的管理決策核心中得到應用，是維持整個系統(tǒng)正常運作的關鍵環(huán)節(jié)。GIS共用平臺作為整個智能交通管理系統(tǒng)的樞紐，它擔負著信息匯總、融合和中轉的職責。其基本功能表現(xiàn)在：（1）信息采集功能。從各子系統(tǒng)按規(guī)定的格式提取共享數(shù)據(jù)，完成對靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息的重組，并保證數(shù)據(jù)的正確性、可讀性，避免大量數(shù)據(jù)的冗余。（2）信息融合功能。根據(jù)各個子系統(tǒng)間的功能要求和內(nèi)在聯(lián)系，對采集來的信息在一定的準則下加以分類、統(tǒng)計、關聯(lián)，挖掘出更深層次的信息，以用于交通管理決策。（3）信息提供與發(fā)布功能。按各子系統(tǒng)的要求，以規(guī)定的格式向子系統(tǒng)傳輸所需信息；根據(jù)服務請求和查詢權限提供給客戶數(shù)據(jù)、圖形或圖像等信息。

四、主要問題與解決對策

以GIS作為智能交通管理系統(tǒng)的共用信息平臺也存在著一些問題，主要體現(xiàn)在實時性和數(shù)據(jù)量過大兩個方面。

智能交通管理系統(tǒng)要求共用信息平臺能夠實時刷新數(shù)據(jù)用于交通管理（如決策、指揮和調度等）和信息發(fā)布，從而對GIS平臺提出了實時性的要求。另一方面，由于我國不允許將高精度的GIS數(shù)據(jù)刻入光盤，相當一部分地理信息基礎數(shù)據(jù)需要通過無線下載方式獲得，導致各子系統(tǒng)與平臺間的數(shù)據(jù)交換量龐大，影響GIS平臺的有效工作。

針對上面的兩大問題可將地理信息分為基礎地理信息（道路位置信息、單行道信息等）和交通屬性信息（停車場位置、建筑物位置等），將大量的基礎地理信息通過GIS共用信息平臺通過專用短程通信（DSRC）方式下載至車載裝置的內(nèi)置內(nèi)存介質，少量的屬性信息從智能交通系統(tǒng)實時發(fā)布，通過多種通信方式送至車載設備。

對于數(shù)據(jù)量大的問題，可考慮采用數(shù)據(jù)壓縮技術減少數(shù)據(jù)量，采用分布式數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)以分擔數(shù)據(jù)存儲的空間，降低網(wǎng)絡堵塞的可能性。對實時性要求高的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡在GIS平臺和各子系統(tǒng)中傳送，對實時性要求不高對數(shù)據(jù)定時傳送到平臺的數(shù)據(jù)庫中。

五、結論

本文論述了城市交通建設的重要性，探討了基于GIS平臺的城市智能交通管理系統(tǒng)構架問題，主要討論系統(tǒng)的技術框架與主要功能及可能存在的主要問題與解決方法，對系統(tǒng)中存在的細節(jié)問題有待深入研究。

參考文獻：

[1]肖為周、王煒、李修剛、楊新苗，“基于GIS的城市公交規(guī)劃信息系統(tǒng)的應用”中國地理信息系統(tǒng)協(xié)會論文集，1999.

[2]宋小冬、葉嘉安，地理信息系統(tǒng)及其在城市規(guī)劃與管理中的應用，科學出版社，2000.

[3]修文群、池天河，城市地理信息系統(tǒng)(GIS),北京:希望電子出版社,1999.

作者簡介：

楊淑芬，女，湖北天門，初級職稱，四川建筑職業(yè)技術學院，專職教師（助教）。