綜合交通地理信息共享平臺(tái)設(shè)計(jì)探討

肖亮亮　王長(zhǎng)海

摘要：文章針對(duì)當(dāng)前交通運(yùn)輸行業(yè)地理信息資源共享難的問(wèn)題，提出了一種綜合交通地理信息共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，介紹了平臺(tái)建設(shè)的總體思路和框架，說(shuō)明了綜合交通地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的思路和方法，闡述了數(shù)據(jù)共享方式和平臺(tái)服務(wù)、監(jiān)管模式，為綜合交通地理信息共享平臺(tái)的建設(shè)提供一種可行的解決方案。平臺(tái)的建成促進(jìn)了綜合交通地理信息的共享與協(xié)同應(yīng)用，提升了行業(yè)的地理信息應(yīng)用水平，獲得了良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：綜合交通;地理信息;信息共享;平臺(tái)設(shè)計(jì)

中國(guó)分類號(hào)：U495文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

地理空間數(shù)據(jù)是用于描述位置和空間要素屬性的數(shù)據(jù)[1]。例如，為了描述一條高速公路，需要了解它所在的位置以及編號(hào)、名稱、限速等特征信息，最終可表達(dá)為公路地理空間數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)作為交通運(yùn)輸行業(yè)重要的信息資源，隨著交通信息化技術(shù)的成熟和應(yīng)用的不斷深入，得到了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用，在社會(huì)治理、行業(yè)管理以及公眾出行等方面發(fā)揮了巨大作用。

由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設(shè)計(jì)，當(dāng)前交通運(yùn)輸行業(yè)普遍存在數(shù)據(jù)零散分布、格式多樣、共享困難，交通地理信息系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)、協(xié)同困難等問(wèn)題[2]。因此，通過(guò)建立綜合交通地理信息共享平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)交通地理空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的融合，推進(jìn)交通地理信息的共享交換與業(yè)務(wù)的協(xié)同應(yīng)用，提高交通運(yùn)輸行業(yè)的地理信息應(yīng)用水平和能力。本文提出一種綜合交通地理信息共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，介紹了平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)及服務(wù)規(guī)范、數(shù)據(jù)共享及管理模式、平臺(tái)監(jiān)管方式等方面內(nèi)容。平臺(tái)在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的指導(dǎo)下，整合、規(guī)范交通地理信息資源，建設(shè)交通地理信息數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)資源共享，避免數(shù)據(jù)工程、應(yīng)用系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，為社會(huì)公眾和交通管理部門(mén)提供地理信息共享和應(yīng)用服務(wù)。

1 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

1.1 平臺(tái)建設(shè)原則

平臺(tái)建設(shè)的價(jià)值，在于為交通運(yùn)輸行業(yè)管理部門(mén)和社會(huì)公眾提供準(zhǔn)確、及時(shí)、全面的地理信息服務(wù)。建立一個(gè)內(nèi)容豐富、安全高效、動(dòng)態(tài)更新的交通地理信息數(shù)據(jù)中心，是平臺(tái)成功與否的關(guān)鍵，因此，平臺(tái)的建設(shè)應(yīng)以交通地理信息數(shù)據(jù)中心為核心。

平臺(tái)應(yīng)以服務(wù)共享交換為宗旨，通過(guò)為平臺(tái)用戶提供符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的各種地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)，滿足交通管理部門(mén)等不同用戶的數(shù)據(jù)共享交換需求。此外，平臺(tái)還應(yīng)提供統(tǒng)一的接口、功能等服務(wù)，以便基于平臺(tái)快速定制業(yè)務(wù)應(yīng)用，為交通地理信息應(yīng)用的擴(kuò)展提供支撐，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用、功能共享。

平臺(tái)應(yīng)充分考慮可擴(kuò)展性和開(kāi)放性。通過(guò)提供統(tǒng)一接口，將外部資源接入平臺(tái)中進(jìn)行交互共享，不斷匯聚到平臺(tái)的資源又可以為更多的用戶提供服務(wù)。通過(guò)一種開(kāi)放、共享的模式，促使平臺(tái)不斷完善和自我優(yōu)化，保證平臺(tái)的生命力。

1.2 平臺(tái)總體架構(gòu)

平臺(tái)充分利用互聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)，整合交通基礎(chǔ)設(shè)施、綜合業(yè)務(wù)管理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多源數(shù)據(jù)，建設(shè)交通地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)及綜合交通地理信息共享平臺(tái)。利用GIS的可視化、空間分析等能力，促進(jìn)交通地理信息的共享與應(yīng)用，為交通行業(yè)規(guī)劃、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急等綜合業(yè)務(wù)管理提供“一站式”數(shù)據(jù)支撐和服務(wù)。系統(tǒng)的總體框架如圖1所示。

根據(jù)地理信息平臺(tái)及交通運(yùn)輸行業(yè)特點(diǎn)，平臺(tái)的總體架構(gòu)可設(shè)計(jì)為五個(gè)層次，分別描述如下：

（1）基礎(chǔ)設(shè)施層?；A(chǔ)設(shè)施提供平臺(tái)運(yùn)行所需的操作系統(tǒng)（OS）、企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）等系統(tǒng)運(yùn)行所必需的軟、硬件環(huán)境。該層通過(guò)將存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算等資源進(jìn)行虛擬化，實(shí)現(xiàn)資源靈活、動(dòng)態(tài)分配，提高資源利用率，保證平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）數(shù)據(jù)資源層。數(shù)據(jù)資源層是平臺(tái)的核心，為平臺(tái)提供時(shí)空數(shù)據(jù)資源支撐。通過(guò)匯聚各交通管理部門(mén)和單位的相關(guān)數(shù)據(jù)，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的約束下，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一格式、一致性、空間化等處理入庫(kù)后，構(gòu)建綜合交通時(shí)空數(shù)據(jù)中心。同時(shí)，平臺(tái)還提供了一整套數(shù)據(jù)入庫(kù)、更新和管理功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速入庫(kù)，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。根據(jù)交通運(yùn)輸行業(yè)的特點(diǎn)和業(yè)務(wù)需求，可將數(shù)據(jù)中心分為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、交通運(yùn)輸現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、綜合交通規(guī)劃數(shù)據(jù)、交通運(yùn)輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、交通運(yùn)輸歷史數(shù)據(jù)、多規(guī)融合數(shù)據(jù)和平臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等幾大類。

（3）技術(shù)服務(wù)層。技術(shù)服務(wù)層為上層架構(gòu)提供數(shù)據(jù)、功能和應(yīng)用服務(wù)的技術(shù)支撐，主要包括框架模型、中間件、工作流、GIS引擎、接口服務(wù)等軟件或技術(shù)。通過(guò)技術(shù)服務(wù)層，實(shí)現(xiàn)地理信息共享交換能力，為各交通管理部門(mén)提供地理信息服務(wù)，包括數(shù)據(jù)管理與展示能力、平臺(tái)與服務(wù)運(yùn)維監(jiān)管能力、地理信息分析服務(wù)能力等。

（4）智慧應(yīng)用層。在統(tǒng)一集成框架之上搭建智慧應(yīng)用層，開(kāi)發(fā)包括平臺(tái)門(mén)戶系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等在內(nèi)的應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)“一站式”門(mén)戶系統(tǒng)（Portal）支持平臺(tái)地理信息服務(wù)的共享交換。同時(shí)提供開(kāi)放接口，支持外部應(yīng)用系統(tǒng)的接入以及快速開(kāi)發(fā)新應(yīng)用。

（5）行業(yè)用戶層。通過(guò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能、服務(wù)資源權(quán)限的精細(xì)化控制，根據(jù)不同的用戶提供不同的系統(tǒng)功能和服務(wù)資源權(quán)限。

1.3 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

平臺(tái)融合了B/S架構(gòu)與C/S架構(gòu)。時(shí)空信息數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu);門(mén)戶系統(tǒng)、在線地圖系統(tǒng)、運(yùn)維管理系統(tǒng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)。平臺(tái)總體功能設(shè)計(jì)如圖2所示。

（1）時(shí)空信息數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)?；贑/S模式，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)入庫(kù)、更新、管理等功能，在數(shù)據(jù)規(guī)范的約束下，有效保證了入庫(kù)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

（2）運(yùn)維管理系統(tǒng)。主要負(fù)責(zé)服務(wù)資源及平臺(tái)運(yùn)行情況的監(jiān)控和管理，包括平臺(tái)運(yùn)行情況、服務(wù)訪問(wèn)情況監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)、服務(wù)資源配置、用戶管理和應(yīng)用管理、日志采集等功能。通過(guò)系統(tǒng)可以方便、及時(shí)地了解平臺(tái)和服務(wù)資源情況，保障平臺(tái)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

（3）在線地圖系統(tǒng)。該系統(tǒng)是平臺(tái)數(shù)據(jù)資源的可視化展示及分析的載體，支持二維地圖的展示、查詢及分析功能。

（4）門(mén)戶系統(tǒng)。門(mén)戶系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)服務(wù)資源的瀏覽、查詢、申請(qǐng)、發(fā)布等功能。用戶可以查看平臺(tái)資源，同時(shí)可以發(fā)布自有資源，待審批通過(guò)后可在門(mén)戶系統(tǒng)中展示并供其他用戶調(diào)用，以此實(shí)現(xiàn)資源交換共享。系統(tǒng)還提供了開(kāi)發(fā)API供用戶調(diào)用，快速開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。

（5）業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐系統(tǒng)。主要用于輔助綜合交通業(yè)務(wù)管理，通過(guò)實(shí)現(xiàn)表單定制、業(yè)務(wù)規(guī)則庫(kù)管理、創(chuàng)建工作流、執(zhí)行工作流、運(yùn)行監(jiān)控管理等功能，實(shí)現(xiàn)工作業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化處理。

2 標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

由于需求與技術(shù)等方面的差異，地理信息服務(wù)也存在技術(shù)架構(gòu)不統(tǒng)一、無(wú)法協(xié)同共享等問(wèn)題，因此統(tǒng)一的地理信息共享標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)顯得尤為重要[3]。此外，實(shí)現(xiàn)海量多源、異構(gòu)地理信息的共享交換，根本辦法是使數(shù)據(jù)具有互操作的能力[4]。參照已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，制定適用于綜合交通地理信息共享平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，從數(shù)據(jù)、接口及平臺(tái)建設(shè)管理等方面進(jìn)行全面規(guī)范，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，保障平臺(tái)穩(wěn)定、高效運(yùn)行，促進(jìn)交通地理信息共享共用。

（1）數(shù)據(jù)資源類規(guī)范。從數(shù)據(jù)生產(chǎn)及數(shù)據(jù)管理兩方面進(jìn)行規(guī)范，保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和質(zhì)量。規(guī)范數(shù)據(jù)生產(chǎn)主要是規(guī)范綜合交通地理信息的數(shù)據(jù)格式、空間參考、分層、屬性結(jié)構(gòu)、元數(shù)據(jù)等方面的內(nèi)容。規(guī)范數(shù)據(jù)管理則是規(guī)定存儲(chǔ)組織結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和要素集、圖層命名規(guī)則等。所有匯聚到平臺(tái)的數(shù)據(jù)按照規(guī)范進(jìn)行處理和入庫(kù)管理，一方面避免了因數(shù)據(jù)生產(chǎn)、管理人員不一致導(dǎo)致數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，另一方面數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升保證了服務(wù)質(zhì)量。

（2）服務(wù)類規(guī)范。包括資源發(fā)布、數(shù)據(jù)分發(fā)、接口服務(wù)等規(guī)范。平臺(tái)通過(guò)接口與外部系統(tǒng)的資源進(jìn)行交互，其關(guān)鍵問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)平臺(tái)統(tǒng)一、接口規(guī)范，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與服務(wù)資源的共享交換。數(shù)據(jù)資源的共享交換通過(guò)地圖服務(wù)接口方式進(jìn)行，采用符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的WMS、WMTS等服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交換共享。資源發(fā)布規(guī)范對(duì)資源的目錄編制、信息安全等進(jìn)行規(guī)范，數(shù)據(jù)分發(fā)規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)分發(fā)的權(quán)限、內(nèi)容和方式等進(jìn)行規(guī)定。

（3）建設(shè)管理類規(guī)范。主要對(duì)平臺(tái)運(yùn)行服務(wù)、日常運(yùn)維和安全管理、系統(tǒng)接入內(nèi)容等進(jìn)行規(guī)范。通過(guò)規(guī)范平臺(tái)運(yùn)行管理，保障平臺(tái)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，保證服務(wù)效果。

3 數(shù)據(jù)共享模式

地理信息數(shù)據(jù)共享的方式有兩種，一種是通過(guò)直接訪問(wèn)的模式實(shí)現(xiàn)共享，另一種是基于通用的接口訪問(wèn)模式實(shí)現(xiàn)共享[5]。直接訪問(wèn)模式是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的地理信息數(shù)據(jù)的直接訪問(wèn)，它需要了解被訪問(wèn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式?；谕ㄓ媒涌诘墓蚕砟Ｊ绞抢镁W(wǎng)絡(luò)和接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，在保證了數(shù)據(jù)安全可控的同時(shí)也具備了跨平臺(tái)的能力。針對(duì)平臺(tái)用戶的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及需求特點(diǎn)，平臺(tái)提供了多層次的數(shù)據(jù)共享模式。以下對(duì)平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享模式進(jìn)行介紹。

平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享模式大致可以分為三個(gè)層次（如圖3所示），分別是數(shù)據(jù)庫(kù)共享、接口服務(wù)共享和應(yīng)用共享。

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)共享。對(duì)于與平臺(tái)部署于同一個(gè)局域網(wǎng)環(huán)境下的交通業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，其可獲得最直接的共享方式，即數(shù)據(jù)庫(kù)共享。數(shù)據(jù)庫(kù)共享是指具有權(quán)限的各交通業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)或用戶直接訪問(wèn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取需要的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（2）接口服務(wù)共享。地理信息數(shù)據(jù)以接口服務(wù)的形式在平臺(tái)中發(fā)布，并通過(guò)門(mén)戶系統(tǒng)進(jìn)行展示。通過(guò)瀏覽門(mén)戶系統(tǒng)查找所需數(shù)據(jù)，并申請(qǐng)調(diào)用，在數(shù)據(jù)所有者和平臺(tái)管理員審批后可獲取數(shù)據(jù)的調(diào)用接口。此外，平臺(tái)用戶可以將自有數(shù)據(jù)通過(guò)門(mén)戶系統(tǒng)在平臺(tái)中進(jìn)行發(fā)布，審批過(guò)后可在門(mén)戶系統(tǒng)中進(jìn)行展示，供其他用戶調(diào)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享交換。

（3）應(yīng)用共享。除數(shù)據(jù)本身之外，用戶可能還需要對(duì)地理信息分析等功能。因此，快速搭建應(yīng)用系統(tǒng)，集成各類相關(guān)數(shù)據(jù)及功能，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用共享。通過(guò)應(yīng)用共享，用戶可以快速利用數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，滿足輕量級(jí)的業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。在線地圖系統(tǒng)即是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用共享的一種方式，通過(guò)在系統(tǒng)中集成平臺(tái)的各類數(shù)據(jù)及空間查詢、分析、標(biāo)繪等功能，實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)和功能共享。

4 平臺(tái)監(jiān)控管理

高效的運(yùn)維是平臺(tái)持續(xù)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此，建立完善的運(yùn)維支撐體系對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)平臺(tái)問(wèn)題，優(yōu)化平臺(tái)運(yùn)行效率是至關(guān)重要的[6]。運(yùn)維管理系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)的服務(wù)資源運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并記錄平臺(tái)操作資源訪問(wèn)日志，幫助系統(tǒng)管理員實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)的主要功能及框架圖如圖4所示。

4.1 平臺(tái)監(jiān)控

主要包括服務(wù)響應(yīng)時(shí)間、服務(wù)運(yùn)行檢測(cè)、用戶流量監(jiān)測(cè)、應(yīng)用流量監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)等。通過(guò)平臺(tái)監(jiān)控，可以及時(shí)了解服務(wù)資源的運(yùn)行及調(diào)用情況，當(dāng)發(fā)生響應(yīng)異常和訪問(wèn)流量異常時(shí)，可以快速定位問(wèn)題并及時(shí)處置。

4.2 平臺(tái)巡檢

系統(tǒng)定時(shí)對(duì)平臺(tái)的服務(wù)資源運(yùn)行情況進(jìn)行全面掃描，確定服務(wù)運(yùn)行是否正常。如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)除記錄異常信息外，還將以短信或郵件形式向系統(tǒng)管理員發(fā)送異常信息。

4.3 日志管理

主要包括用戶訪問(wèn)日志、系統(tǒng)操作日志、系統(tǒng)異常日志等，全方位監(jiān)控平臺(tái)及服務(wù)資源情況。

4.4 服務(wù)授權(quán)

用戶通過(guò)門(mén)戶系統(tǒng)申請(qǐng)調(diào)用資源，管理員進(jìn)行審批授權(quán)。同時(shí)，管理員可以對(duì)所授權(quán)服務(wù)資源的調(diào)用頻率、調(diào)用IP等進(jìn)行配置，保證平臺(tái)提供最優(yōu)的服務(wù)。

4.5 資源目錄管理

根據(jù)綜合交通運(yùn)輸行業(yè)特點(diǎn)，對(duì)平臺(tái)所有服務(wù)資源進(jìn)行分類目錄管理及權(quán)限配置，并且可以針對(duì)不同角色用戶需求配置個(gè)性化目錄，在門(mén)戶系統(tǒng)、在線地圖系統(tǒng)中進(jìn)行展示。

4.6 服務(wù)資源管理

可實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)服務(wù)資源的精細(xì)化配置和管理，包括服務(wù)的發(fā)布、修改、新增、刪除和查詢等，并且支持對(duì)圖層及其屬性字段的管理。

4.7 用戶中心

對(duì)平臺(tái)的組織機(jī)構(gòu)、角色和用戶進(jìn)行管理以及查看待辦、已辦事項(xiàng)等。

4.8 應(yīng)用中心

可將外部應(yīng)用系統(tǒng)在平臺(tái)中注冊(cè)，為其授權(quán)服務(wù)資源調(diào)用權(quán)限，并通過(guò)IP對(duì)服務(wù)訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行控制。與為個(gè)人用戶授權(quán)服務(wù)不同，可以為應(yīng)用系統(tǒng)批量授權(quán)服務(wù)訪問(wèn)權(quán)限。

5 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種綜合交通地理信息共享平臺(tái)的總體架構(gòu)，具體描述了平臺(tái)的設(shè)計(jì)框架、功能設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)體系、數(shù)據(jù)共享模式及運(yùn)維管理等內(nèi)容。平臺(tái)的應(yīng)用可以大大提高交通地理信息共享水平，有效降低“信息孤島”和“煙囪式”系統(tǒng)建設(shè)，節(jié)約信息化系統(tǒng)和數(shù)據(jù)工程等建設(shè)費(fèi)用。平臺(tái)對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)高效、安全地管理地理信息進(jìn)行了積極的探索，提供了有效的途徑，對(duì)提升業(yè)務(wù)管理效率、科學(xué)決策管理水平，便捷公眾出行和創(chuàng)新社會(huì)治理，具有重要意義。

同時(shí)，隨著數(shù)據(jù)不斷匯聚，以及交通運(yùn)輸行業(yè)管理提效升級(jí)帶來(lái)的各方面對(duì)數(shù)據(jù)共享需求的不斷增長(zhǎng)，還需要不斷建立健全交通地理信息標(biāo)準(zhǔn)體系，研究大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與交通地理信息技術(shù)的融合，探索更安全便捷、更多方式的數(shù)據(jù)共享模式和方法。

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