城市应急通道动态规划系统支撑数据库设计_尹永钊

2013年第5期（总第231期）黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJINo．5，2013（Sum No．231）城市应急通道动态规划系统支撑数据库设计尹永钊，黄劼（四川大学制造科学与工程学院）摘要：城市应急通道动态规划系统是针对各种突发事件，通过事件类型和紧急程度的合理判断以及动态交通的实时诱导，提高城市交通对突发事件的快速反应能力。

对于动态规划所需要的数据，必须通过整合，并建立合理的数据库。

系统利用ArcGIS 平台，采用了基于Shapefile 数据模型来设计和建立应急通道动态规划系统的数据库。

由ArcGIS Engine 组件在面向对象的开发环境Visual Studio 中进行嵌入式开发来管理数据库。

通过系统需求分析，建立了图形数据库和属性数据库，更好的实现了系统的功能。

关键词：应急通道；动态规划；ArcGIS 平台；图形数据库；属性数据库中图分类号：U492文献标识码：C文章编号：1008－3383（2013）05－0174－02收稿日期：2012－11－13作者简介：尹永钊，男，研究方向：城市交通应急规划；黄劼，男，教授，研究方向：测试计量技术及仪器，城市交通应急道路规划。

基金项目：成都市科技局科技支撑项目（10GGYB893GX －023）。

引言近年来，城市各类突发事件造成的威胁日益严重。

由于突发事件具有突然性、紧急性，要求应急单位反应快速，能够及时到达现场，进行紧急处置。

事故发生时，各道路通行情况不一致，因此，如何选择通行道路，对救援工作起到了决定性的作用。

城市应急通道动态规划系统，就是突发事件发生时，能快速规划出应急通道，确保应急部门快速到达事故现场进行处理的一种路径规划系统。

它基于城市交通信息数据库，实时提取交通道路阻塞率，通过优化算法，规划出最优路径，并对沿途路径实施智能管控。

这个系统的实现能很大程度上提高城市应急的救援能力，减少突发事件带来的不利影响。

城市交通信息的数据库是该系统的支撑数据库。

系统中应急通道的动态规划，主要是依据道路的长度和阻塞率，然后通过改进后的Floyd 算法来实现。

对道路基本信息和阻塞率的管理，高效地存取各种数据资源，必须设计出一套结构合理、功能完善的数据库。

该系统利用GIS 桌面软件对地图进行数字化管理，然后建立GIS 数据库，并利用ArcGIS Engine 组件在Visual Stiudio 中进行嵌入式开发。

本文主要探讨的内容就是如何设计城市应急通道动态规划系统的GIS 数据库。

1数据库的整体结构和内容首先对应急通道动态规划系统进行需求分析，根据系统应具备的功能，确定所需的数据库。

一是系统需要具备对规划出的道路进行显示的功能，所以必须建立图形数据库。

二是系统的优化算法需要提供道路的各种信息，要求建立属性数据库，便于对道路信息的管理。

数据库的主要内容主要包括道路信息、应急单位和事发地（包含在地理位置信息中）。

通过对这三项内容的处理，才能准确得出进行优化所需要的基本要素（道路的长度和实时阻塞率）。

数据库的内容与结构如图1所示。

2数据库的设计城市应急通道规划调度系统必须要能够实现快速查询事发地点，判别事故类型及等级，调度应急单位，并且要能够依据道路的实时信息规划最优应急通道。

本数据库包含图形数据以及相关属性数据。

系统的地图规划模型选取了成都二环内主要交通干道。

2．1图形数据库的建立通过对本系统的功能需求分析，在地图数字化的时候选择ESＲI 公司的桌面应用软件ArcMap desktop 对栅格地图进行处理。

通过ArcCatalog （ArcCatalog 是ArcGIS Desktop 中最常用的应用程序）来根据图层新建shapefile 文件，将各shapefile 文件放入数字化地图软件ArcMap 的图层框中，利用ArcMap 对栅格图像进行数字化。

首先下载成都市二环内主要干道的栅格图像。

把栅格图像进行数字化处理，形成了“道路．shp ”的线程图，并保存。

将表示应急单位的点进行数字化，得到“应急单位．shp ”的点图层，再将表示事发地的点进行数字化，得到“事发地．shp ”的点图层，最后把这三幅图层在ArcMap 中保存为一幅图，图名为“城市应急通道动态规划．Mxd ”。

该图即成为图形数据库的组成部分。

图1城市应急通道动态规划系统数据库的内容与结构2．2属性数据库的建立城市应急救援系统的属性数据，反映了各实体的具体特征（如应急救援单位的类别、等级，城市交通道路的路长、道路名称、实时阻塞率，事发地的地理位置等信息）。

系统的基础部分为数据，合理设计组织数据是进行动态路径规划的核·471·第5期尹永钊，黄劼：城市应急通道动态规划系统支撑数据库设计总第231期心。

对于描述城市交通信息的属性数据，要建立属性数据库，该数据库中主要包括：应急救援单位数据表，城市交通道路信息数据表，城市地理位置信息数据表。

（1）应急救援单位数据表设计在对紧急事件进行了判别后，需要动态调度响应的应急单位进行救援，根据此需求分析，对应急单位需要有类型判别和等级划分，并且为能及时调度相应单位，在数据表中也存储了应急救援单位负责人的信息等，其数据表设计如表1所示。

表1应急救援单位数据表字段名称类型长度描述Name Text50救援单位名称Type Text50应急类型Grade Short4应急等级Location Short4地理位置Person Text20负责人Contact Text50联系方式（2）城市交通道路信息数据表设计该系统是基于实时路况信息对应急通道进行了动态规划，路径规划算法中所选择的道路权重判别依据为路径长度和道路实时交通情况（即阻塞率），为了便于路径查询，在道路信息表中增设了选中道路字段信息。

在进行路径规划时，因其需要在内存中建立具有拓扑关系的地图，在道路信息表中增设了每条道路的起始点信息，数据表设计如表2所示：表2城市交通道路信息数据表字段名称类型长度描述Name Text50道路名称Ｒate Float13阻塞率Start_node Short4道路起点End_node Short4道路终点Length Short4道路长度Selected Short4选中道路（3）城市地理位置信息数据表设计城市紧急事件发生后，需要将其地理位置（即事发地）设置为动态路径的终点，本系统为应急通道动态规划系统的模型研究，在设计事故发生数据表时，主要存储了一些地理位置信息（包含事发地位置），在今后的系统使用过程中需要将城市各地理位置信息存储在一张表中，数据表设计如表3所示：表3城市地理位置信息数据表字段名称类型长度描述Name Text50地理位置名称Location Short4地理位置2．3数据库主要功能的实现本数据库是利用ArcObjects并结合Visual Stiudio编程工具和GIS数据库共同开发出来的。

通过ArcObjects中的P age LayoutControl控件编程可打开、保存和另存为mxd格式的图片文件，在管理系统中打开图层城市应急通道动态规划．mxd文件，可以直观显示出各道路和地理位置。

ADO（Activex Data Objects）．NET是新一代的数据访问对象结构，支持工业标准技术OLEDB的各种数据源；ADO．NET采取离线式的数据访问方式，经由查询将数据结果放在用户端的Dataset；数据交换格式为xml利用Visual Stiudio中的OLEDB 技术访问该GIS数据库，即可实现数据库的功能。

3结束语城市交通信息数据库的建立，为应急通道动态规划系统提供了基本的数据，是城市应急通道动态规划系统的支撑数据库，系统能将动态的实时道路阻塞率存储到数据库中，使系统的动态规划功能能够实现。

参考文献：［1］杨艳.城市应急通道动态规划及调度系统模型研究［D］．四川大学硕士研究生毕业论文，2012．［2］代修宇，程国忠.Floyd算法的改进与优化［J］．西昌学院院报，2012，（3）：63－65.［3］周玉文，张新，蒋宗礼，等．基于Arc GIS Engine组件二次开发供水管网GIS原型探讨［J］．供水技术，2007，（6）：38－40．［4］李晶，王耀强，包亮．运用ArcGIS9．0ArcMap进行内蒙古地质图栅格数据矢量化［J］．中国科技信息，2010，（9）：118－119．［5］李学渊，李成尊，赵博．基于ArcGIS Engine的数据文件到Shapefile转换方法及其实现［J］．国土资源遥感，2011，（9）：156－160．［6］付炜．GIS属性数据库的关系模式分解研究［J］．陕西师范大学学报，2000，（6）：93－98．［7］李恒山，樊红．ArcObjects在地理数据建库中的若干应用［J］．测绘通报，2006，（11）：49－51．（上接第173页）的范围之内，过大的含水量或是过小的含水量都会产生不良影响；同时，为了改善土质，可在土中掺入适量的煤灰粉以减少其塑性；三是为了提高土的防裂水平，并尽量降低其开裂机率，可在路面下运用碎石铺上一层过渡层；四是使用分层铺设法，由于石灰土凝结之时会出现裂缝，要解决该问题，只需再铺上一层即可极大的降低新层中裂缝出现的机率。

4．3水泥稳定土基层裂缝的防治对策对于水泥稳定土基层裂缝的防治需要注意五点，一是通过科学性的计算，使水灰的配比具有合理性、科学性，同时为了确保水灰的均匀程度，应做好拌和工作；二是要以混凝土强度符合标准为条件，在应用水泥时对数量进行严格的控制；三是根据设计标准将水泥中的含水量控制在范围以内；四是为了降低水泥含水量的流失，应对水泥的凝结速度进行控制，同时还需做好水泥的养护工作；五是由于水泥在土质方面与石灰稳定土基一样，因而同样需要选择塑性指数不高的土进行改善，若仍不能符合标准，则可采取与石灰稳定土基相同的措施，在其中掺入适量粉煤灰。

5总结就公路工程施工而言，质量控制极为重要，其中，关键部位的施工技术更是不可忽视。

而要做好这项工作，不仅需要按照标准严格的完成每一项施工工序，还需要公路工程各方面人员的通力合作，如此才可最大限度的提高公路工程质量。

参考文献：［1］伍来斌，张沈．路工程关键部位施工技术浅谈［J］．科技创新导报，2011，6（32）：345－452．［2］高远．浅谈公路工程路基施工中关键部位施工技术［J］．中小企业管理与科技（下旬刊），2012，12（02）：65－89．［3］贾远，李建平．公路工程施工当中关键部位的施工技术［J］．内蒙古煤炭经济，2012，2（03）：344－360．［4］王桠葶．公路工程施工中关键部位施工技术探讨［J］．黑龙江交通科技，2012（01）：241．［5］李军．浅谈水泥混凝土路面关键部位施工技术［J］．黑龙江交通科技，2010，12（04）：542－621．·571·。