智能交通管理平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉宗明

（廣西警察學(xué)院，廣西 南寧）

創(chuàng)設(shè)安全暢通、運(yùn)行高效的交通環(huán)境對(duì)方便市民出行、促進(jìn)城市發(fā)展有積極幫助。面對(duì)當(dāng)前許多大中型城市中存在的汽車數(shù)量持續(xù)增加、交通堵塞問(wèn)題嚴(yán)重、道路通行效率不高等問(wèn)題，有必要將大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等前沿信息技術(shù)應(yīng)用到城市交通管理領(lǐng)域，搭建智能交通管理平臺(tái)，在動(dòng)態(tài)獲取路況信息的前提下，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的匯總、處理，進(jìn)而為平臺(tái)用戶提供包括實(shí)時(shí)路況查詢、機(jī)動(dòng)車違法查詢、駕駛?cè)诵畔⒉樵冊(cè)趦?nèi)的多種便捷服務(wù)。在這一背景下，探究智能交通管理平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和功能實(shí)現(xiàn)方式，成為智慧城市建設(shè)背景下的一項(xiàng)熱門研究課題。

1 智能交通管理平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的智能交通管理平臺(tái)包含了路況信息、查詢服務(wù)、交通安全、定制服務(wù)、權(quán)限管理等若干個(gè)子系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PHP 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，運(yùn)用LAMP 開(kāi)源框架，其整體架構(gòu)分為3 層：最底層為業(yè)務(wù)邏輯層，采用Linux 操作系統(tǒng)，裝有MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)和Apache 服務(wù)器；中間層為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)層，使用PHP 語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)主體，并提供Samry 和Xtemplate 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模板引擎，減少了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的任務(wù)量；上層為前端顯示層，主要包含HTML 技術(shù)、UI 技術(shù)和CSS 技術(shù)，除了提供信息顯示功能外，還支持人機(jī)交互[1]。本文重點(diǎn)介紹了智能交通管理平臺(tái)定制服務(wù)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，該系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)情況見(jiàn)表1。

表1 系統(tǒng)功能明細(xì)表

2 智能交通管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)使用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，作為現(xiàn)階段主流的一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，MySQL 具有運(yùn)行速度快、使用成本低以及與多種編程語(yǔ)言適配性好等優(yōu)點(diǎn)。為方便數(shù)據(jù)查詢與調(diào)用，數(shù)據(jù)庫(kù)采用分區(qū)設(shè)計(jì)，結(jié)合智能交通管理平臺(tái)的功能分成以下區(qū)域：用戶區(qū)、手機(jī)綁定區(qū)、車輛綁定區(qū)駕駛證綁定區(qū)等。每個(gè)獨(dú)立分區(qū)存儲(chǔ)專門的數(shù)據(jù)表，如用戶表、手機(jī)綁定表等。以車輛綁定表為例，主要內(nèi)容包括內(nèi)碼、車牌號(hào)、創(chuàng)建用戶、創(chuàng)建時(shí)間、最后修改時(shí)間等，如表2 所示。

在表2 中，“Car_deleted”為汽車綁定是否被刪除的標(biāo)記，用二進(jìn)制的0 和1 表示，其中0 表示未刪除，1 表示刪除；“Car_status”為汽車綁定狀態(tài)，同樣用0 和1 表示，其中1 表示停用，0 表示可用。

表2 車輛綁定表

3 智能交通管理平臺(tái)的業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

3.1 用戶注冊(cè)

該平臺(tái)的用戶注冊(cè)流程設(shè)計(jì)如下：用戶在平臺(tái)的用戶層填寫(xiě)注冊(cè)信息表，點(diǎn)擊“提交”后在平臺(tái)的業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行驗(yàn)證。如果不符合注冊(cè)條件，注冊(cè)失敗，直接結(jié)束程序；如果符合注冊(cè)條件，則通過(guò)驗(yàn)證，注冊(cè)成功，并繼續(xù)進(jìn)行下一步。用戶需要設(shè)置密碼，提交密碼后同樣執(zhí)行一個(gè)驗(yàn)證程序。如果用戶提交的密碼不符合規(guī)定（如純數(shù)字、有特殊符號(hào)等），密碼設(shè)置失敗，結(jié)束程序；如果符合規(guī)定，完成注冊(cè)，平臺(tái)自動(dòng)將用戶的用戶名與密碼保存，完成本次用戶注冊(cè)程序[2]。具體流程見(jiàn)圖1。

圖1 用戶注冊(cè)流程圖

在設(shè)計(jì)用戶注冊(cè)程序時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：其一是用戶名的字符長(zhǎng)度要控制在8～16 位，可以由字母、數(shù)字、漢字、常規(guī)符號(hào)中的1 種或多種組成；密碼的字符長(zhǎng)度也是8～16 位，必須由字母、數(shù)字、常規(guī)符號(hào)中的2 種或3 種組成。其二是所有必填選項(xiàng)均應(yīng)正確、規(guī)范填寫(xiě)，除了用戶名、密碼外，還有郵箱地址、驗(yàn)證碼等。

3.2 用戶登錄

用戶在系統(tǒng)的登錄界面依次輸入用戶名、密碼以及驗(yàn)證碼后，點(diǎn)擊“登錄”按鈕后，上述信息以表單形式提交到智慧交通管理系統(tǒng)的后臺(tái)。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則校驗(yàn)用戶名與密碼是否匹配，驗(yàn)證碼是否正確。如果任意一項(xiàng)不滿足校驗(yàn)規(guī)則，則登陸失敗，結(jié)束程序；如果全部滿足規(guī)則，系統(tǒng)根據(jù)讀取到的表單信息，查詢用戶記錄。系統(tǒng)根據(jù)用戶的訪問(wèn)記錄或預(yù)留信息，判斷該用戶是否具備相應(yīng)的權(quán)限。如果不具備訪問(wèn)權(quán)限，則中止登錄，結(jié)束程序；如果具備訪問(wèn)權(quán)限，則允許登錄，并跳轉(zhuǎn)至系統(tǒng)的主界面，完成本次用戶登錄程序。具體流程設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2。

圖2 用戶登錄系統(tǒng)流程圖

在圖2 流程中的權(quán)限驗(yàn)證環(huán)節(jié)，系統(tǒng)除了要驗(yàn)證提交訪問(wèn)請(qǐng)求的用戶是否具備登錄權(quán)限外，對(duì)于具備登錄權(quán)限的用戶，系統(tǒng)還要根據(jù)用戶信息進(jìn)一步判斷并分配相應(yīng)的操作權(quán)限。例如，對(duì)于普通用戶只分配智能交通管理系統(tǒng)的瀏覽、查詢權(quán)限；而對(duì)于管理員則分配更高級(jí)的權(quán)限，如用戶信息的添加、更改、刪除，以及數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)等[3]。

3.3 手機(jī)綁定

在設(shè)計(jì)智能交通管理平臺(tái)時(shí)，為了強(qiáng)化平臺(tái)與用戶之間的交互性，還添加了手機(jī)綁定功能。當(dāng)存在交互需求時(shí)，平臺(tái)可根據(jù)用戶預(yù)留并保存在后臺(tái)的手機(jī)號(hào)，自動(dòng)編輯和發(fā)送短信通知用戶。在綁定手機(jī)時(shí)，為了避免無(wú)效手機(jī)號(hào)碼的情況，需要進(jìn)行驗(yàn)證。用戶填寫(xiě)手機(jī)號(hào)碼后，系統(tǒng)向該手機(jī)號(hào)碼發(fā)送由6 位數(shù)字組成、時(shí)效為3 分鐘的驗(yàn)證碼，用戶必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)輸入驗(yàn)證才能完成綁定。另外，為保障智能交通管理平臺(tái)的運(yùn)行安全，要求每位用戶只能綁定一個(gè)手機(jī)號(hào)碼，因此在綁定手機(jī)流程設(shè)計(jì)中，還加入了“查詢是否重復(fù)綁定”的驗(yàn)證程序，如果該用戶已經(jīng)綁定了一個(gè)手機(jī)號(hào)碼，再提交另一個(gè)手機(jī)號(hào)碼進(jìn)行綁定，則驗(yàn)證不通過(guò)。手機(jī)綁定流程設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3。

圖3 手機(jī)綁定流程圖

3.4 違章提示

違章提示也是智能交通管理平臺(tái)的一個(gè)重要功能。當(dāng)用戶駕駛的車輛出現(xiàn)違章行為，并且該違章信息被錄入到交管系統(tǒng)后，該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)違章行為的發(fā)生地點(diǎn)，將違章信息推送給相應(yīng)地區(qū)的智能交通管理系統(tǒng)。在成功接收信息后，智能交通管理系統(tǒng)會(huì)根據(jù)違章信息中的車牌號(hào)等關(guān)鍵信息，查詢數(shù)據(jù)庫(kù)并尋找是否有匹配信息，查詢結(jié)果可以時(shí)0 條，也可能是多條。在違章提示程序設(shè)計(jì)中，如果查詢結(jié)果為0 條，則中止程序，并提示系統(tǒng)管理員，由系統(tǒng)管理員與交管系統(tǒng)的后臺(tái)工作人員核實(shí)；如果查詢結(jié)果≥1 條，智能交通管理系統(tǒng)根據(jù)用戶預(yù)留的手機(jī)號(hào)碼，向其發(fā)送違章提醒短信。同時(shí)，該系統(tǒng)還會(huì)保留違章信息，保留期限為一年。如果用戶的扣分達(dá)到12 分，系統(tǒng)還會(huì)發(fā)送預(yù)警提示短信[4]。

4 智能交通管理平臺(tái)的功能實(shí)現(xiàn)

4.1 數(shù)據(jù)訪問(wèn)的實(shí)現(xiàn)

本文設(shè)計(jì)的智能交通管理平臺(tái)采用了Active Record 數(shù)據(jù)庫(kù)模式，其優(yōu)點(diǎn)在于支持自定義分區(qū)、可創(chuàng)建獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，從而大幅度提高了數(shù)據(jù)的查詢與調(diào)用速率。智能交通管理平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)可通過(guò)get()函數(shù)完成數(shù)據(jù)篩選，篩選出來(lái)的數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中，實(shí)現(xiàn)程序如下：

對(duì)于表內(nèi)數(shù)據(jù)，分別執(zhí)行分頁(yè)、偏移兩項(xiàng)操作，同時(shí)將“分頁(yè)記錄數(shù)”與“偏移量”2 項(xiàng)參數(shù)加入到get()函數(shù)中，并使用foreach 語(yǔ)法對(duì)數(shù)據(jù)表中的所有變量進(jìn)行遍歷，實(shí)現(xiàn)程序如下：

系統(tǒng)正常讀取集合中的數(shù)據(jù)后，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能[5]。

4.2 權(quán)限功能的實(shí)現(xiàn)

訪問(wèn)智能交通管理平臺(tái)的人群主要分為2 類，即用戶與管理員。為了避免非法訪問(wèn)和越權(quán)操作，需要設(shè)置權(quán)限。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用了RBAC（基于角色的訪問(wèn)控制）進(jìn)行角色權(quán)限管理。在該管理模式下，智能交通管理平臺(tái)上的所有用戶通過(guò)角色與權(quán)限實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。每個(gè)用戶可以同時(shí)擁有多個(gè)角色，而每個(gè)角色又擁有若干權(quán)限，從而建立起“用戶——角色——權(quán)限”的授權(quán)模型?；谥悄芙煌ü芾砥脚_(tái)的權(quán)限功能實(shí)現(xiàn)方式如下：用戶登錄系統(tǒng)后，創(chuàng)建一個(gè)新的角色，同時(shí)根據(jù)用戶所在的部門、崗位以及任職資格等，分配2 個(gè)或多個(gè)角色。系統(tǒng)對(duì)新角色賦予相應(yīng)的權(quán)限，并根據(jù)權(quán)限在角色與角色之間建立關(guān)系。后期用戶登錄系統(tǒng)并進(jìn)行操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)該用戶具備的權(quán)限判斷是否允許登錄、是否允許操作，從而實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理功能。

5 智能交通管理平臺(tái)系統(tǒng)測(cè)試

鑒于該系統(tǒng)的功能較為豐富，本文只選擇定制服務(wù)子系統(tǒng)展開(kāi)測(cè)試。測(cè)試內(nèi)容及測(cè)試結(jié)果如下：

（1）用戶注冊(cè)。從系統(tǒng)主界面點(diǎn)擊“用戶注冊(cè)”后跳轉(zhuǎn)至用戶注冊(cè)頁(yè)面，頁(yè)面正常顯示無(wú)亂碼；用戶輸入注冊(cè)信息后，檢驗(yàn)用戶名、密碼，如果輸入內(nèi)容不符合注冊(cè)規(guī)則，提示錯(cuò)誤信息；所有信息填寫(xiě)正確后，提示注冊(cè)成功。

（2）用戶登錄。從系統(tǒng)主界面點(diǎn)擊“用戶登錄”后跳轉(zhuǎn)至用戶登錄頁(yè)面，頁(yè)面正常顯示無(wú)亂碼；用戶名、密碼、驗(yàn)證碼任意一項(xiàng)輸入錯(cuò)誤，無(wú)法登錄；所有信息填寫(xiě)正確后，提示登錄成功。

（3）手機(jī)綁定。從系統(tǒng)設(shè)置界面點(diǎn)擊“手機(jī)綁定”后跳轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)頁(yè)面，頁(yè)面正常顯示無(wú)亂碼。手機(jī)號(hào)碼、驗(yàn)證碼等任意一項(xiàng)填寫(xiě)錯(cuò)誤，無(wú)法綁定；正確填寫(xiě)各項(xiàng)內(nèi)容后，提示綁定完成。

6 結(jié)論

在“大智移云物”時(shí)代，城市交通管理也逐漸向信息化、智能化方向發(fā)展，智能交通管理平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。從功能上來(lái)看，該平臺(tái)可支持用戶實(shí)時(shí)查看路況信息，進(jìn)行機(jī)動(dòng)車違法查詢、駕駛?cè)诵畔⒉樵?，了解安全常識(shí)和交通法規(guī)等。在用戶綁定車輛和手機(jī)后，還能通過(guò)發(fā)送短信的方式進(jìn)行違章提示。下一步，還需要從數(shù)據(jù)鏡像備份、全程日志記錄、系統(tǒng)安全防護(hù)等方面繼續(xù)展開(kāi)研究，從而進(jìn)一步提升智能交通管理平臺(tái)系統(tǒng)的實(shí)用性和易用性。