GIS在城市智能交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

文 / 蘇州金螳螂怡和科技有限公司吉林市分公司 紀(jì)維龍

交通是城市正常運(yùn)行的前提條件，在一定程度上決定著社會(huì)公眾的生活質(zhì)量。交通暢通安全關(guān)系著整個(gè)社會(huì)的進(jìn)程、以及社會(huì)公眾的出行。近年來，信息化日益推進(jìn)，智慧交通將成為今后的一大趨勢(shì)，極大地改善了人們的生活和工作方式。順應(yīng)時(shí)代潮流與進(jìn)程，GIS技術(shù)與城市智能交通管理系統(tǒng)（ITS）應(yīng)運(yùn)而生。二者逐漸完善，促使城市交通管理朝著信息化、精細(xì)化的方向邁進(jìn)，極大地提升了交通的性能。

城市智能交通管理系統(tǒng)（ITS）

該系統(tǒng)在交通管理中引入了信息化技術(shù)，準(zhǔn)確監(jiān)控城市的交通系統(tǒng)，對(duì)交通進(jìn)行合理調(diào)控，使得交通系統(tǒng)的性能以及交通流得到進(jìn)一步提升，在很大程度上改善了整個(gè)交通網(wǎng)的暢通性，使得城市交通堵塞問題得到極大地減輕，并且還明顯提高了人民群眾的出行效率以及安全系數(shù)，除此之外，還明顯降低了環(huán)境污染。整體而言，其中包括諸多部分：交通信息服務(wù)、智能交通監(jiān)控等子系統(tǒng)。

地理信息系統(tǒng)（GIS）

具體來說，它主要是基于地理空間數(shù)據(jù)庫，配備了先進(jìn)的軟硬件設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)有關(guān)信息資料的自動(dòng)采集、管理以及顯示等諸多功能，在此基礎(chǔ)上，還引入了先進(jìn)的地理模型，能夠隨時(shí)顯示出地理信息，為使用者開展地理研究以及做出相關(guān)決策提供強(qiáng)有力的支持。到現(xiàn)在為止，它在整個(gè)社會(huì)的各個(gè)方面獲得了應(yīng)用，尤其是在交通、環(huán)保等諸多領(lǐng)域起著積極的作用。隨著研究的深入，相信其應(yīng)用范圍會(huì)逐漸拓寬。

關(guān)于GIS可以從以下幾個(gè)方面來理解。

其中包含多個(gè)彼此密切結(jié)合的子系統(tǒng)，例如數(shù)據(jù)采集、管理、分析等多個(gè)子系統(tǒng)。它們的組成在很大程度上決定著整個(gè)體系的功能以及性能，同時(shí)還關(guān)系著信息處理的方式等。

空間數(shù)據(jù)屬于其操作對(duì)象，具體來說，也就是以點(diǎn)、線、面方式編碼，在此基礎(chǔ)上，以 坐標(biāo)串存儲(chǔ)的離散型空間數(shù)據(jù)。它們的特點(diǎn)各個(gè)地理目標(biāo)均根據(jù)地理坐標(biāo)來編碼，從而能夠更加準(zhǔn)確地描述其拓?fù)潢P(guān)系。這一個(gè)特性是該系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的不同之處，并且還屬于其中的一個(gè)重要的技術(shù)性問題。

其具有非常突出的優(yōu)越性，具有混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還具有多種功能，例如查詢、數(shù)據(jù)集成、定位等諸多方面。尤其值得注意的一個(gè)問題是，利用地理空間分析能夠獲得普通技術(shù)手段無法獲得的關(guān)鍵數(shù)據(jù)資料，從而能夠動(dòng)態(tài)模擬地理過程、為做出有關(guān)決策提供支持。這一個(gè)方面屬于該技術(shù)的重點(diǎn)，并且還屬于該技術(shù)的主要功能。

它和測(cè)繪學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科存在著非常緊密的相關(guān)性。地理學(xué)重點(diǎn)探討的人地之間的關(guān)聯(lián)性，探討每一個(gè)自然界面的生物、理化過程，并且還分析人們的各種活動(dòng)和環(huán)境之間的互作特點(diǎn)。其主要負(fù)責(zé)為GIS提供地理位置的理論以及技術(shù)方法。

該項(xiàng)技術(shù)可以用來查詢與分析地理數(shù)據(jù)資料，表現(xiàn)出較為優(yōu)越的空間處理功能。它的特別優(yōu)勢(shì)是可以將地理位置以及交通屬性結(jié)合一起，存儲(chǔ)成交通地理數(shù)據(jù)。智慧交通管理牽扯到的多數(shù)數(shù)據(jù)均和地理位置存在著聯(lián)系，包括交通網(wǎng)絡(luò)、流量以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施等諸多內(nèi)容。

在交通方面該技術(shù)表現(xiàn)出非常突出的優(yōu)勢(shì)，譬如交通情況監(jiān)測(cè)、管控等。到現(xiàn)在為止，較為高級(jí)的交通管控中心、導(dǎo)航等設(shè)施均開始引入到實(shí)踐中，使GIS成為整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。

GIS在ITS中的應(yīng)用

在道路交通規(guī)劃與管理中的應(yīng)用

城市道路交通隨時(shí)均會(huì)形成許許多多信息資料，具體主要包括以下兩種類型：空間與屬性數(shù)據(jù)。對(duì)于后者，即我們平時(shí)所說的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；對(duì)于前者，它們是用來描述交通設(shè)施空間位置的相關(guān)信息資料，即指我們平時(shí)所說的地圖圖形。

倘若將上述兩種類型的智能型相結(jié)合，那么就會(huì)在很大程度上提升城市交通管理的效率，同時(shí)還能夠明顯優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)信息管理的模式，提升整體工作的自動(dòng)化水平。

通過該技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)諸多方面的功能，例如數(shù)據(jù)采集、分析、顯示等，具體主要包含動(dòng)、靜態(tài)交通數(shù)據(jù)，管理者綜合人、車、路、環(huán)境各方面的動(dòng)態(tài)交通狀況，一目了然地弄清楚整體狀況，在很大程度上改善了交通管理信息化水平，對(duì)相關(guān)管理工作將會(huì)發(fā)揮出非常巨大的促進(jìn)作用。

具體來說，利用該技術(shù)的儲(chǔ)存與管理功能，可以實(shí)現(xiàn)交通信息與GIS的集成。通過其中包含的數(shù)字地形模型分析功能為交通規(guī)劃?rùn)C(jī)構(gòu)提供強(qiáng)有力的支持以及保障。

GIS為交通規(guī)劃與管理部門提供統(tǒng)一的操作平臺(tái)，更加科學(xué)地依據(jù)路面狀況和路面交通信息來管理并優(yōu)化交通設(shè)施、車流量等。利用GIS的最優(yōu)路徑分析功能，可以優(yōu)化運(yùn)輸線路，并依據(jù)車流量的實(shí)時(shí)情況，為出行者選擇出更加科學(xué)的行車路線。利用GIS的可視化功能，可以對(duì)城市居民出行進(jìn)行OD分析與展示，進(jìn)而根據(jù)職住分離、客流不平衡等問題進(jìn)行路徑引導(dǎo)，優(yōu)化發(fā)車間隔與運(yùn)行圖等。

在公共交通運(yùn)營(yíng)調(diào)度中的應(yīng)用

它屬于公交指揮系統(tǒng)有效監(jiān)控運(yùn)營(yíng)狀況、發(fā)出相應(yīng)的調(diào)度指令的一個(gè)重要工具，在現(xiàn)實(shí)中扮演著重要的角色。這一工具在現(xiàn)實(shí)中發(fā)揮著非常重要的作用，到現(xiàn)在為止，它已經(jīng)成為整個(gè)公交系統(tǒng)中必不可少的一部分。

具體來說，它具有以下幾個(gè)基本功能：提供決策方案；實(shí)時(shí)監(jiān)視等。其中，公共交通地理信息系統(tǒng)是本調(diào)度平臺(tái)的有機(jī)內(nèi)容之一。該系統(tǒng)應(yīng)用GIS技術(shù)，顯示整個(gè)城市范圍內(nèi)的公交線路、其中包含的所有站點(diǎn)情況以及其中的所有部門等方面的數(shù)據(jù)資料，在此基礎(chǔ)上，還能夠用來查詢線路情況、景區(qū)分布情況等方面的信息。不僅如此，它主要是通過電子地圖實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車動(dòng)態(tài)的顯示。

該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)諸多功能，例如采集相關(guān)數(shù)據(jù)資料，傳輸相關(guān)信息，以及分析處理相關(guān)數(shù)據(jù)。

除此之外，還能夠顯示出處理結(jié)果，通過這個(gè)平臺(tái)可以為調(diào)度員提供強(qiáng)有力的支持，他們能夠更加便捷、更加高效地在異地監(jiān)控公交車的動(dòng)態(tài)、根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)控，在此基礎(chǔ)上，還能夠高效地分析運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、編制更加科學(xué)合理的公交運(yùn)營(yíng)計(jì)劃，并且還能夠進(jìn)一步改善公交線路網(wǎng)，到現(xiàn)在為止，這一個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)踐中得到了應(yīng)用，促使公交運(yùn)行朝著自動(dòng)化、科學(xué)化的方向發(fā)展。

在交通事故預(yù)防與管理中的應(yīng)用

許多運(yùn)輸機(jī)構(gòu)和警察部門已使用地理信息系統(tǒng)（GIS）來分析和管理城市交通事故（UTA）數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于降低事故率和提高安全性的決策。UTA發(fā)生于特定位置，正是這一個(gè)方面的原因，所以還應(yīng)當(dāng)分析事故所處地理位置以及周圍的環(huán)境特點(diǎn)。

GIS技術(shù)是調(diào)查和評(píng)估不同組件之間復(fù)雜的空間關(guān)系的基本要素，因此適用于城市交通事故。特別是，GIS-T是一種經(jīng)常使用的GIS應(yīng)用程序，用于交通運(yùn)輸?shù)挠?jì)劃和決策。

采用GIS交通事故管理系統(tǒng)，可以運(yùn)用空間分析能力，實(shí)現(xiàn)可視化的交通事故信息管理，能按照事故狀況采取科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)措施，為更好地避免事故創(chuàng)造良好的條件。

該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)空間分析功能，通過自動(dòng)分析得到事故黑點(diǎn)，制定出科學(xué)合理的預(yù)案，以便于交通主管單位作出更加合理的決策，一方面有助于提升交通事故管理質(zhì)量，另一方面，還能夠在很大程度改善政府的管理能力。

實(shí)踐中引入GIS系統(tǒng)，能夠充分發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)的作用，更好地滿足對(duì)相關(guān)信息的查詢與更新要求，在此基礎(chǔ)上，還能夠根據(jù)需要獲得道路最新動(dòng)態(tài)，在很大程度上提升道路設(shè)施系統(tǒng)的管理質(zhì)量和效率，利用好交通網(wǎng)絡(luò)；利用GIS空間分析功能能夠?qū)Φ缆方煌ò踩珕栴}深入研究，為交通管理機(jī)構(gòu)有效預(yù)防事故創(chuàng)造良好的條件，對(duì)無事故區(qū)域進(jìn)行交通疏導(dǎo)；GIS系統(tǒng)與導(dǎo)航的使用，能夠?qū)δ切側(cè)氪嬖诎踩[患路段的人發(fā)出警報(bào)，提前讓司機(jī)保持高度警惕，盡可能地降低事故率，降低損失。

總結(jié)與展望

綜上所述，作為交通領(lǐng)域信息產(chǎn)業(yè)的有機(jī)內(nèi)容之一，智能交通管理信息系統(tǒng)在其中扮演著非常關(guān)鍵的角色，已經(jīng)成為整個(gè)交通系統(tǒng)中必須具備的一項(xiàng)技術(shù)。

近年來，業(yè)界人士，對(duì)于GIS技術(shù)以及交通信息化平臺(tái)展開細(xì)致的探討，取得諸多有益成果，其在交通管理智能化等方面具有非常突出的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。

在智能交通信息系統(tǒng)中引入該項(xiàng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)交通海量信息的儲(chǔ)存與動(dòng)態(tài)管理、道路交通管控等一系列的功能，從理論的層面為交通機(jī)構(gòu)作出更加科學(xué)合理的決策提供了強(qiáng)有力的支持，使交通有關(guān)機(jī)構(gòu)能夠更加全面、科學(xué)地掌握監(jiān)測(cè)汽車以及道路的動(dòng)態(tài)情況，更好地解決整個(gè)城市的交通擁堵問題，有效降低人民群眾的出行壓力，進(jìn)一步改善民眾的通行便捷度以及安全性。

GIS不斷朝著產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，它通過與各種技術(shù)融合發(fā)展，在各個(gè)行業(yè)、研究領(lǐng)域中都得到了更廣泛地應(yīng)用，交通領(lǐng)域就是重要體現(xiàn)。GIS在智能交通管理信息系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，相信未來它會(huì)更科學(xué)有效地推動(dòng)智慧城市的發(fā)展，提高城市發(fā)展的信息化水平。