基于Android平臺(tái)的交通事件采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱 寧

（連云港市生產(chǎn)力促進(jìn)局，江蘇連云港 222006）

0 引言

智能交通是將數(shù)據(jù)通信電子控制計(jì)算機(jī)處理等先進(jìn)技術(shù)有效的綜合運(yùn)用于地面交通管理所建立的一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效、大范圍全方位發(fā)揮作用的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。它是充分發(fā)揮現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施潛力，提高運(yùn)輸效率，保障交通安全，緩解交通擁擠的有利措施。

近年來(lái)，我國(guó)城市中的交通堵塞、事故頻繁和環(huán)境污染日益嚴(yán)重。面對(duì)這種交通狀況和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，各地政府投入了大量人力物力進(jìn)行改善，如擴(kuò)充道路、增加警力、加強(qiáng)行政管理等等，但效果均不盡如人意，一段時(shí)間后又會(huì)出現(xiàn)新的困擾，因此智能交通系統(tǒng)已經(jīng)成為政府關(guān)心的焦點(diǎn)和專家關(guān)注的熱點(diǎn)。

智能交通將有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施減少交通負(fù)荷，保證交通安全，提高運(yùn)輸效率，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高人民生活質(zhì)量，目前已成為交通管理手段的新發(fā)展方向。

本文闡述了基于Android系統(tǒng)的交通信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并展示部分設(shè)計(jì)成果。

1 功能需求設(shè)計(jì)

1.1 用戶群說(shuō)明

移動(dòng)終端用戶：移動(dòng)終端用戶為通過(guò)Android系統(tǒng)智能手機(jī)下載使用系統(tǒng)終端的用戶。

停車場(chǎng)信息發(fā)布用戶：經(jīng)認(rèn)證用戶或合作用戶如停車場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者、商場(chǎng)、超市管理員，可以使用系統(tǒng)提供第三方開(kāi)發(fā)API向系統(tǒng)提交可用停車位信息。

系統(tǒng)管理員：系統(tǒng)管理員可以使用后臺(tái)管理系統(tǒng)，監(jiān)控路況信息、發(fā)布緊急信息、發(fā)布系統(tǒng)通知等。

1.2 各系統(tǒng)需求說(shuō)明

1.2.1 移動(dòng)終端應(yīng)用系統(tǒng)

（1）事件信息報(bào)送功能

用戶能夠輸入描述、選擇信息類型、事件影響范圍、方向等向系統(tǒng)報(bào)送交通信息?？蛇x的信息類型有：事故、施工、其它；可選的影響車道數(shù)有：一車道，兩車道、三車道、四車道、全部；可選的方向有：向東、向南、向西、向北、雙向。用戶可以選擇當(dāng)前時(shí)間，也可以修改時(shí)間，作為報(bào)送時(shí)間。

GPS位置信息調(diào)用：用戶通過(guò)使用移動(dòng)設(shè)備的GPS功能，獲取、報(bào)送實(shí)時(shí)GPS位置信息，也可以手動(dòng)修改位置信息。

事件拍照：用戶能夠使用移動(dòng)設(shè)備的攝像功能，拍攝事件現(xiàn)場(chǎng)圖片，并作為附件加入要報(bào)送的信息之中。

（2）地圖路況信息展示功能

用戶可以在終端查看交通地圖，所有的交通信息被加載顯示在地圖上。

GPS定位功能：利用手機(jī)自帶GPS或者使用手機(jī)網(wǎng)絡(luò)定位用戶當(dāng)前位置，加載周邊信息。

當(dāng)前交通路況顯示：終端系統(tǒng)從后臺(tái)服務(wù)器端獲得當(dāng)前交通路況信息，并以不同顏色繪制在地圖上。

交通事件信息顯示：終端系統(tǒng)接收到服務(wù)器端推送的交通事件信息，系統(tǒng)應(yīng)能夠以圖標(biāo)方式標(biāo)記在地圖上，點(diǎn)擊圖標(biāo)可以查看詳情。同時(shí)，每個(gè)交通事件具有一定的有效時(shí)間，在其有效時(shí)間結(jié)束后，該信息應(yīng)該能夠從地圖上自動(dòng)移除。

停車信息顯示：系統(tǒng)能夠?qū)⒑笈_(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的公共停車場(chǎng)位置信息和用戶好友私人停車位置信息加載并顯示在終端地圖上。

地圖信息分層顯示功能：系統(tǒng)地圖支持信息分層顯示，用戶可以選擇地圖所加載的信息類型，以查看特定種類的信息。

（3）停車信息展示和查詢功能

停車信息發(fā)布：用戶可以發(fā)布停車信息，包括停車場(chǎng)名稱、剩余停車位情況、收費(fèi)等信息，并可以選擇停車信息的類型是公共的（所有人可以）還是私人的（僅用戶好友可見(jiàn)），根據(jù)類型不同提供必要的詳情信息即可提交等待審核。

停車信息展示功能：系統(tǒng)支持兩種停車信息展示方法：地圖展示和列表展示。地圖展示直接在路況地圖上以圖標(biāo)方式標(biāo)記位置，點(diǎn)擊圖標(biāo)以查看詳情；列表展示將所有信息以文字列表方式給出。每種方式均支持公共停車信息和私人停車信息的分別顯示。

停車信息詳情：公共停車位置信息應(yīng)該包括停車場(chǎng)名稱、地址、剩余停車位情況（有車位、車位緊張、無(wú)車位）、收費(fèi)等信息。私人停車位置信息包括信息提供人，描述或說(shuō)明。

停車信息查詢：對(duì)于列表方式，用戶可以以文字方式輸入地理位置，系統(tǒng)搜索該地理位置周邊的公共及私人停車信息，以分類列表方式顯示結(jié)果。

1.2.2 后臺(tái)管理系統(tǒng)

（1）事件信息接收和發(fā)送功能

數(shù)據(jù)接收及解析：后臺(tái)系統(tǒng)能夠自動(dòng)監(jiān)聽(tīng)并接收手機(jī)端報(bào)送的交通事件和停車場(chǎng)信息等，將封裝在其中的信息解析并提取出來(lái)。

數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)：系統(tǒng)將接收到的事件記錄以一定規(guī)則存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

數(shù)據(jù)封裝：系統(tǒng)按照一定標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)數(shù)據(jù)信息類型的不同，以不同方式封裝，準(zhǔn)備發(fā)送。

基于客戶端請(qǐng)求的被動(dòng)發(fā)送：系統(tǒng)能夠根據(jù)接收到的客戶端請(qǐng)求，將相關(guān)的返回信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到客戶端。

主動(dòng)信息推送：后臺(tái)管理系統(tǒng)能夠按照既定規(guī)則主動(dòng)地將數(shù)據(jù)信息推送給客戶端。

（2）事件信息處理功能

數(shù)據(jù)內(nèi)容審核：系統(tǒng)支持對(duì)接收到的信息進(jìn)行審核，過(guò)濾掉非法信息，可以進(jìn)行增刪改查等功能。

數(shù)據(jù)聚集：系統(tǒng)能夠通把接收到的信息按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，例如地點(diǎn)、時(shí)間、事件類型等進(jìn)行聚集分類，可以通過(guò)人工方式或支持部分自動(dòng)方式。

數(shù)據(jù)識(shí)別：對(duì)于重復(fù)報(bào)送的交通事件，系統(tǒng)通過(guò)人工或自動(dòng)方式進(jìn)行識(shí)別、匹配、過(guò)濾這些相同的數(shù)據(jù)報(bào)送，避免出現(xiàn)重復(fù)、冗余記錄。

（3）實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)疊加功能

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新：后臺(tái)管理系統(tǒng)支持交通事件信息、服務(wù)信息、路況信息的實(shí)時(shí)更新，支持列表隊(duì)列形式的數(shù)據(jù)管理模式，實(shí)時(shí)地將最新數(shù)據(jù)加入到待處理隊(duì)列中。

地圖匹配疊加：后臺(tái)管理系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)地、疊加地將接收到的事件信息、停車場(chǎng)信息匹配顯示在監(jiān)控地圖中，便于管理。

2 概要設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體目標(biāo)主要是實(shí)現(xiàn)基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的交通信息采集和應(yīng)用功能，主要包括移動(dòng)終端的應(yīng)用系統(tǒng)和后臺(tái)管理系統(tǒng)兩大功能系統(tǒng)。其中，移動(dòng)終端的應(yīng)用系統(tǒng)主要完成事件信息報(bào)送功能、地圖路況信息展示功能、停車信息展示和查詢功能等；后臺(tái)管理系統(tǒng)完成事件信息接收和發(fā)送功能、事件信息處理功能、實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)疊加功能等。

根據(jù)需求分析，系統(tǒng)分為3部分：（1）移動(dòng)終端應(yīng)用子系統(tǒng)；（2）中心端服務(wù)子系統(tǒng)；（3）后臺(tái)管理子系統(tǒng)。

2.1 移動(dòng)終端應(yīng)用子系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)通過(guò)接入層與操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信以及硬件設(shè)備進(jìn)行交互，接入層的目的是向上層提供系統(tǒng)外部軟件、硬件資源支持，在手機(jī)終端系統(tǒng)中，接入層負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)與Android操作系統(tǒng)之間的交互，硬件方面負(fù)責(zé)調(diào)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，GPS設(shè)備以及手機(jī)的攝像頭、語(yǔ)音接收和輸出設(shè)備，從而為上層服務(wù)的調(diào)用提供支持。

數(shù)據(jù)層：負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和存儲(chǔ)。終端系統(tǒng)中，本層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式分為數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)兩類。其中，數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)的內(nèi)容包括系統(tǒng)配置文件和用戶操作過(guò)程中產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)通過(guò)輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)交通事件信息、交通服務(wù)信息和用戶信息進(jìn)行管理。

服務(wù)層：服務(wù)層獨(dú)立出來(lái)置于底層數(shù)據(jù)層和接入層之上，用于提供與具體業(yè)務(wù)邏輯無(wú)關(guān)的基礎(chǔ)支持資源、服務(wù)和接口。終端系統(tǒng)中，服務(wù)層包括系統(tǒng)通信服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、圖像獲取服務(wù)、路況地圖加載服務(wù)、GPS定位服務(wù)；除此之外，還包括了系統(tǒng)與第三方外部構(gòu)件進(jìn)行交互的接口服務(wù)，以及為系統(tǒng)運(yùn)行提供支持的異常處理服務(wù)。

應(yīng)用層：應(yīng)用層提供了系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)邏輯功能，通過(guò)利用底層的服務(wù)相互組合、調(diào)用得以實(shí)現(xiàn)。終端系統(tǒng)中提供的業(yè)務(wù)應(yīng)用功能包括：事件信息報(bào)送功能、事件信息展示和查詢功能、地圖路況信息展示功能、系統(tǒng)管理功能。每項(xiàng)功能中又包括了多個(gè)子功能，綜合調(diào)用底層的各項(xiàng)服務(wù)，組合實(shí)現(xiàn)目標(biāo)業(yè)務(wù)模型。

表示層：表示層負(fù)責(zé)將系統(tǒng)功能展示給用戶，接收用戶的輸入信息和請(qǐng)求，顯示運(yùn)算和操作結(jié)果給用戶，是用戶與系統(tǒng)發(fā)生交互的媒介。終端系統(tǒng)中，表示層包括了系統(tǒng)單點(diǎn)登錄、系統(tǒng)首頁(yè)管理、系統(tǒng)界面?zhèn)€性化配置等功能，以及觸摸界面交互和語(yǔ)音交互兩種交互模式管理。

2.2 中心端服務(wù)子系統(tǒng)架構(gòu)

接入層：中心端服務(wù)子系統(tǒng)通過(guò)接入層與操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信以及硬件設(shè)備進(jìn)行交互。與手機(jī)終端系統(tǒng)不同，中心端接入層負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)與服務(wù)器Windows Server操作系統(tǒng)之間的交互，以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信。中心端的網(wǎng)絡(luò)通信包括了與外部Internet進(jìn)行的通信和組織內(nèi)部的局域網(wǎng)絡(luò)通信。

數(shù)據(jù)層：負(fù)責(zé)對(duì)中心端系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和存儲(chǔ)。中心端系統(tǒng)集中存儲(chǔ)了從各終端獲取到的各類交通信息以及用戶信息。中心端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式同樣分為數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)兩類。其中，數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)的內(nèi)容包括系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)和用戶的個(gè)人信息數(shù)據(jù)文件；數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)使用SQL Server對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，包括了交通事件信息數(shù)據(jù)庫(kù)、交通服務(wù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)和用戶信息數(shù)據(jù)庫(kù)，此外還有用于系統(tǒng)管理和維護(hù)的系統(tǒng)配置管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

支撐層：支撐層用于提高跨領(lǐng)域的、業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的、通用的基礎(chǔ)服務(wù)構(gòu)件和框架系統(tǒng)。與服務(wù)層相比，支撐層更為獨(dú)立，與系統(tǒng)業(yè)務(wù)關(guān)系更少，所以其可復(fù)用性更高，提供了針對(duì)某一技術(shù)的核心實(shí)施方法。中心端的支撐層包括：基于SOA的輕量級(jí)Web服務(wù)框架，提供了中心端所提供服務(wù)的規(guī)范和運(yùn)行框架。數(shù)據(jù)對(duì)象訪問(wèn)框架，提供了中心端數(shù)據(jù)訪問(wèn)的解決方案，使系統(tǒng)能夠高速處理大量數(shù)據(jù)，同時(shí)降低系統(tǒng)數(shù)據(jù)層與服務(wù)層的依賴性，便于數(shù)據(jù)的遷移、維護(hù)?；ヂ?lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)，提供了中心端系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境?；贛QTT協(xié)議的信息主動(dòng)推送框架，為中心端系統(tǒng)主動(dòng)向終端系統(tǒng)推送數(shù)據(jù)提供了解決方案。

服務(wù)層：中心端服務(wù)層置于數(shù)據(jù)層和支撐層之上，提供了基礎(chǔ)支持資源、服務(wù)和接口，為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)處理、通信管理等功能。中心端系統(tǒng)中，服務(wù)層包括系統(tǒng)通信服務(wù)、數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)、數(shù)據(jù)封裝與解析服務(wù)、數(shù)據(jù)信息審核服務(wù)、數(shù)據(jù)信息識(shí)別服務(wù)、數(shù)據(jù)信息聚集服務(wù)。此外，還提供了外部數(shù)據(jù)接口服務(wù)，用于接收其他系統(tǒng)推送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。最后還有為系統(tǒng)運(yùn)行提供支持的異常處理服務(wù)。

應(yīng)用層：應(yīng)用層提供了系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)邏輯功能，中心端系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)邏輯功能以Web服務(wù)的形式進(jìn)行包裝，接收終端系統(tǒng)發(fā)送過(guò)來(lái)的請(qǐng)求并回應(yīng)。中心端系統(tǒng)中提供的功能包括：交通事件信息接送和發(fā)送功能、用戶信息服務(wù)，每項(xiàng)服務(wù)中包括了多個(gè)子功能。交通事件信息發(fā)送服務(wù)中，提供了基于客戶端請(qǐng)求的被動(dòng)發(fā)送功能和主動(dòng)信息推送功能兩種發(fā)送模式。

2.3 后臺(tái)管理子系統(tǒng)架構(gòu)

接入層：后臺(tái)管理子系統(tǒng)通過(guò)接入層與操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信以及硬件設(shè)備進(jìn)行交互。由于都是在組織內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，運(yùn)行環(huán)境基本相同，所以后臺(tái)管理子系統(tǒng)接入層與中心端接入層功能相似，均包括與操作系統(tǒng)的交互以及與外部網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的通信。

支撐層：后臺(tái)管理子系統(tǒng)支撐層包括了.NET Framework 4.0開(kāi)發(fā)框架，互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)，以及基于WPF技術(shù)的圖形界面處理框架。此外，由于后臺(tái)管理子系統(tǒng)主要用于管理中心端的數(shù)據(jù)信息，所以本地并沒(méi)有數(shù)據(jù)層存儲(chǔ)，而是在支撐層提供了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)對(duì)象訪問(wèn)框架，用于在局域網(wǎng)絡(luò)中對(duì)遠(yuǎn)程的中心端數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。

服務(wù)層：后臺(tái)管理子系統(tǒng)的服務(wù)層與中心端子系統(tǒng)相比，同樣提供了系統(tǒng)通信服務(wù)、數(shù)據(jù)封裝與解析服務(wù)，但是沒(méi)有提供本地?cái)?shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)和相關(guān)數(shù)據(jù)處理服務(wù)。相反，后臺(tái)子系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新服務(wù)和事件隊(duì)列管理服務(wù)，用于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和處理。此外，后臺(tái)子系統(tǒng)還提供了端口管理服務(wù)負(fù)責(zé)維護(hù)與中心端的連接端口，以及服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)服務(wù)，用于監(jiān)測(cè)中心端系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。后臺(tái)子系統(tǒng)還提供了第三方數(shù)據(jù)接口服務(wù)，用于接收外部系統(tǒng)推送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，還有系統(tǒng)異常處理服務(wù)。

應(yīng)用層：后臺(tái)管理子系統(tǒng)應(yīng)用層提供的業(yè)務(wù)功能主要集中于對(duì)中心端數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和維護(hù)，具體功能包括：交通事件地圖顯示功能，交通事件信息數(shù)據(jù)管理，用戶管理和系統(tǒng)管理。交通事件地圖顯示功能中，系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和地圖匹配功能，便于管理人員進(jìn)行監(jiān)控。

表示層：表示層負(fù)責(zé)將中心端數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)信息展示給用戶，提供一定的統(tǒng)計(jì)功能，并接收用戶的維護(hù)操作和請(qǐng)求，顯示運(yùn)算和操作結(jié)果。后臺(tái)管理子系統(tǒng)中，表示層包括了管理系統(tǒng)單點(diǎn)登錄、地圖實(shí)時(shí)更新、圖形化數(shù)據(jù)顯示等功能，并使用Ext JS用戶界面和WPF圖形界面與用戶進(jìn)行交互。

3 結(jié)語(yǔ)

利用Android平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的交通事件采集系統(tǒng)，能更方便的查新停車場(chǎng)信息，方便汽車駕駛員參考，這將豐富Android個(gè)性化應(yīng)用。

［1］哈西米，克曼特內(nèi)尼,麥克萊恩.精通 Android2［M］.楊越，譯.北京：人民郵電出版社，2010.

［2］劉正，陳強(qiáng).基于Android的GPS應(yīng)用中的研究與開(kāi)發(fā)［J］.中國(guó)西部科技，2010（9）：15-16.

［3］公磊，周聰.基于Android的移動(dòng)終端應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)與研究［J］.計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2008（8）:86-89.

［4］姚昱旻，劉衛(wèi)國(guó).Android的架構(gòu)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究［J］.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2008（11）：110-112.

［5］張立國(guó)，龔海平，王植萌.Android移動(dòng)開(kāi)發(fā)入門(mén)與進(jìn)階［M］.北京：人民郵電出版社，2009.

［6］和凌志，郭世平.手機(jī)軟件平臺(tái)架構(gòu)解析［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2009.