基于GIS的交通指挥调度系统解决方案

基于GIS的交通指挥调度系统解决方案

1选型产品 (2)

2系统运行环境 (2)

3名词 (2)

4技术体系 (3)

5系统结构 (3)

6系统功能设计： (4)

6.1地图显示功能 (4)

6.2数据管理功能 (5)

6.3查询功能 (5)

6.4统计功能 (6)

6.5网络分析功能 (6)

6.6视频监控功能 (7)

6.7轨迹跟踪/轨迹回放 (8)

6.8WebGIS发布交通诱导信息 (9)

6.9直观显示道路交通 (11)

6.10车辆定位 (12)

6.11交通事故查询、定位 (13)

6.12应急指挥调度 (13)

6.13移动执法系统 (13)

6.14交通违法检监测系统 (13)

6.15其它辅助功能 (14)

7附注： (14)

1选型产品

系统开发的基础平台：ESRI 公司GIS产品。

作为世界GIS 的拓荒者和当今GIS 技术的领导者，ESRI在GIS领域已经有三十多年的历史，专门从事GIS 软件的研究和应用开发。其软件ArcGIS 系列始终保持着全球第一的市场份额。其GIS 软件包括从低端的高端一系列产品，主要面向企业和部门级应用，悠久的历史和强大的产品家族使得其在GIS 领域具有举足轻重的地位。

数据库服务器端产品：空间数据库引擎ArcSDE; 提供海量空间数据和非空间数据的统一存储、管理和与客户端的互操作能力

Web服务器产品：互联网地图发布系统ArcIMS; 提供了一种通过网络获取动态地图、GIS数据以及各种服务的途径。

客户端产品：地图组件MapObjects/ArcGIS Engine;提供地图访问功能。

2系统运行环境

1、数据库：地图数据和属性数据均存储在SQL Server 2005/Oracle 10g 数据库中。地图数据使用ArcSDE 空间数据引擎进行管理。

2、系统开发平台：VS 2008/J2EE 平台开发。

3、电子地图数据：使用全国1:25 万全要素地形图

4、服务器端软件要求：操作系统：Windows 2000/XP/2003，数据库系统：Microsoft SQL

Server 2000，空间数据库引擎：ArcSDE 9.0。

5、服务器端硬件要求：处理器类型：Intel，处理器主频：双CPU（2*3GHz）/4CPU ，内存容量：2GB/4GB，硬盘容量：500G。

6、客户端软件要求：操作系统：Windows 2000/XP/2003，GIS 平台：ArcGIS Engine。

7、客户端硬件要求：处理器类型：Pentium Ⅳ，处理器主频：2.0GHz，内存容量：512MB，

3名词

GIS：地理信息系统（GIS，G eographic I nformation S ystem，也称作地理资讯系统）是一门综合性学科，结合地理学与地图学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，可由五部分组成：人员、数据、硬件按、软件、过程。GIS属于信息系统的一类，不同在于它能运作和处理地理参照数据。地理参照数据描述地球表面(包括大气层和较浅的地表下空间)空间要素的位置和属性，在GIS中的两种地理数据成分：空间数据，与空间要素几何特性有关；属性数据，提供空间要素的信息。

GIS-T：GIS-T (交通地理信息系统)是在GIS软件平台基础上，根据交通行业的信息化应用需求开发的应用系统。GIS-T常用于交警指挥调度（122）, 城市/国道公路养护管理，高速公路信息管理，应急指挥，道路交通规划等方面。

4技术体系

交通规划信息系统的技术体系：

以ArcGIS 9/10为地理信息系统支撑平台，以ArcSDE 和Oracle 10g 作为数据库管理平台，建立空间属性一体化数据库；以ArcInfo/ArcEdit/ArcView为GIS应用系统平台，通过基于ArcGIS的二次开发来实现数据的管理和业务功能，并提供两种应用模式：一种是以C/S 形式的基于ArcGIS Engine开发的业务系统，目标用户为交通规划管理和专业技术人员；一种是以B/S 形式的基于ArcIMS和JA V A（JSP，EJB）开发的信息浏览和发布系统，目标用户为交通规划方面的领导和专家。客户端采用Windows 平台和Microsoft Office办公系统套件，方便与办公系统的结合。

5系统结构

首先需要准确的公路基础数据、实时路况数据和大量的交通数据。公路基础数据可以通过维护更新目前在全国公路界广泛使用的“中国国家公路数据库”获得；实时路况数据和交通数据应通过先进的采集设备获得，如摄像头、雷达、线圈等。其次，应建立基于GIS 技术的管理平台，对路网数据、实时路况数据、交通监测数据进行统一的可视化管理。而后应建立交通信号控制系统、车辆定位系统、指挥调度系统、交通诱导系统等。

1) 系统特点

本系统利用GIS 技术将公路及其附属设施以地图的形式直观的显示给用户，使其能以自己最直观和最方便的方式来查询、浏览和管理信息，大大提高管理效率。

使用高效的ESRI ArcSDE 建立空间数据库，能与原有的属性数据库进行了无缝的连接、拼接。做到了公路属性数据和空间数据统一管理、调用和存储。

本系统实现了用于检测交通的实时视频信息接入、用于车辆调度的车辆位置信息信息接入、用于养护巡视现场采集情况信息接入、用于公路应急指挥抢险的现场实时信息接入。

2) 公路属性数据库和图形数据库的内容

公路属性数据库采用符合交通部标准规范的“中国国家公路数据库系统”，该系统设计思想先进，已经充分考虑了与图形数据进行交互查询的需求，而且该系统在全国范围的公路管理部门内已经推广使用多年，拥有良好的用户使用基础和历史数据档案。

图形数据库可采用1：5万或更高比例尺的电子地图（路网图层应进行空间坐标系统与公路里程桩系统的路径系统建立工作）。为了更加形象的反应区域路网地理环境特征，图形数据还应包括航空摄影照片或卫星影象照片。图形数据的数据量大，对网络环境下调用数据的安全性、高效性要求很高，因此可采用ESRI ArcSDE 进行图形数据管理。

公路属性数据和图形数据既相互关联有相互独立存储，这样的设计思想便于各自进行维护更新、提高系统运行效率。公路属性数据库和图形数据库的内容如下：

公路属性数据，来源于“中国国家公路数据库”，同时可面向自身管理需求进行数据集扩充。其主要内容包括：路线概况数据集、路面数据集、主要构筑物数据集、沿线设施数据集、交通量数据集、沿线环境数据集、养护统计数据集、其它数据集。共80余个属性数据表。

公路路网空间数据。包括国道、省道、县道、乡道、专用公路数据。还可以包含村级道路数据、城市道路数据。

背景矢量空间数据。包括：行政区划分界、河流、铁路、居民地、地名、等高线、旅游点、公路管理机构、公路养护机构等。

背景影像数据。航空摄影照片或卫星影象照片。

3) 系统的总体结构

路网管理平台的中央控制中心由大屏幕显示系统、公路管理GIS 系统平台、路况实时监控系统组成。其中公路基础数据库是所有系统实现的数据基础。如下图所示：

6系统功能设计：

6.1地图显示功能

设置地图显示范围，提供概览图、空间书签、比例尺控制等功能。

控制图层显示状态，提供修改符号，制作专题图等功能。

地图定位的功能，可以按照行政区划、路线编码及查找功能进行快速定位。

6.2数据管理功能

系统可以访问《全国1：250000地形图》和《全国公路数据库》中的全部数据，并以图形化方式显示，实现公路指标数据的可视化，便于业务人员查询使用。

系统可以根据行政区划、路线编码、技术指标等相关信息，按一定条件加载数据，使业务人员能够快速找到感兴趣的信息。

公路数据库指标查询功能；可以对公路数据库中相关信息，给定多组条件，进行组合查询。可以将查询结果通过图形化方式在地图上显示。

6.3查询功能

可以查询任何一条路线的简明信息和明细信息。

可以查询任何一个行政区划范围内的路线简明信息和路线名细信息。

可以查询路线上任何一点的桩号信息及相关技术指标。

可以对《全国公路数据库》进行任意组合查询，并将查询结果在地图上可视化显示

可以通过点击地图方式，查询地图上任何一个要素的属性信息

6.4统计功能

对上述各种查询结果均可以进行统计，方便业务人员把握全局信息。

如下图示，GIS用不同的颜色表示不同的省区,每个省区上的饼图大小表示此省全部的道路里程,而饼图的某个部分表示某级公路占的比例.

6.5网络分析功能

指定起止点，可以选择最短路径。

可以用鼠标临时设置某个路口不能通行，某个路段不能通行。

指定通行条件，寻找最佳路径。例如：最佳路径必须在国省道上，技术等级在二级以上，并且不能经过危桥。

通过行政区划名称设置起止点。

显示网络分析的结果。

6.6视频监控功能

在重要路段上，架设高倍可以控制扫描的摄像监视器，对公路路况和交通信息进行实时监控,并将现场的图像信息及时反馈到指挥中心。将现场数字图象传到指挥中心,监控系统可整合到指挥中心地理信息系统中，将现场图像快速在电子地图中定位。反之，可随时控制查看在电子地图中定位的现场图像。

●在地图上显示监控站点；

●通过互连网可以得到监控点的视频信息；

●通过互连网可以得到监控点的交通流量信息。

GIS集成视频监视系统，任意点击地图上表示“探头”的符号，可以随时打开视频设备察看现场交通状况。与视频控制系统的结合，可以在这里对“探头”进行“推、拉、摇、移”。

6.7轨迹跟踪/轨迹回放

结合GPS 或其他实时定位设备, 实时接收GPS车辆位置信息.利用Tracking Server技

术, 实时监控和管理多个移动目标。并实现对GPS车辆的信息查询统计、轨迹回放等功能。

6.8W ebGIS发布交通诱导信息

利用WebGIS平台把交通相关信息发布到Internet上，可以让普通大众随时查询通行信息。也可以用WebGIS 技术搭建内部信息共享和交互平台,使大部分操作人员使用浏览器共享GIS.

为公众提供实时路况信息、交通情况信息服务和辅助公众进行出行行为决策，与交通部门使用的专业信息服务系统相比较存在很大差异。因此，应在现有公路电子图库及公路基础数据库的基础上过滤保密的公路基础资料信息，增加公路数据库中动态的交通流量及道路施工维修信息，临时断道、封路等信息，同时以社会大众易于理解的方式直观展现路况信息。具体而言，可参考以下几个方面为公众提供信息服务。

1）公路概况信息

提供以行政区划为单位的公路基本情况统计数据，内容包括：公路的里程统计、高速公路的里程统计，各种等级公路所占的百分比等。信息以表格、图表的方式直观的表现出来。

2）公路路况基本信息

提供公路路况的基本信息。内容包括：路线代码、路线名称、穿越的政区、在各政区内的里程、技术等级、路面等级、车道数、路面宽度、桥梁分布等情况。信息以表格、地图定位的方式直观的表达。

3）公众出行路径推荐方案

输入起、止点地名，系统自动在路网上为用户选取一条路径，根据用户指定的要求该条路径可以是一下的任何一种情况，并给出该条路径的大致里程数，行驶的时间、以及收费公路的通行费金额。信息以表格、地图定位的方式直观的表达。

该路径的行驶距离最短；

该路径的路况条件最好；

该路径的行驶时间最短；

该路径的收费金额最少。

对所选出的任何一条路径，为用户提供沿线途经的城镇的位置信息，沿线知名风景点的位置及高速公路上的服务区位置等。信息以表格、地图定位的方式直观的表达。

4）提供主要交通工具的路线选择,及班次时刻表查询.

5）交通及其他服务设施的位置信息

向公众提供与公众出行关联的相关设施的位置信息，包括附近加油站、长途汽车站、著名旅游风景点的位置，并给出到达设施地的路径及大致时间，信息以表格、地图定位的方式直观的表达。

6）道路维修、紧急断路的实时信息

动态、实时地向公众提供由于道路维修、水毁、及临时交通管制所带来的限制通行或断道信息，并提供绕行的方案供公众在出行的途中选择。信息以表格、屏幕滚动播出，地图定位的方式表达。

7）主要干线公路网交通量实时信息

动态、实时地向公众提供主要干线公路网的交通流量，向公众通报畅通、基本畅通、拥挤、阻塞路段。提供出行建议信息。在地图上以不同的色彩表示不同的交通流量，同时提供文字信息供用户下载或打印。

6.9直观显示道路交通

对交通进行指挥调度，智能化对路口信号灯配时进行调整，通过诱导系统发布路面信息，这些都需要对当前交通状况有准确清晰的了解和判断。通过集成交通采集系统，利用ArcGIS 的动态分段技术可以解决了这些问题。在GIS中用不同的颜色表示交通网络中每条道路的交通状况：拥堵还是正常？车速在多少范围内？这样，让GIS与交通流采集系统相结合，

就可以实时显示道路交通流。

6.10车辆定位

可以在地图上实时监视安装GPS设备的警车的空间位置，可以划定任意范围查询其中的GPS警力实时分布情况，也可以根据实际出警需求，对最近入网的警用车辆直接发出指

令。如下图显示4辆警车的实时位置，也可以同时显示每辆警车的车号，通讯设备号等信息。

6.11交通事故查询、定位

交通事故案件发案定位与案件查询与交通事故工作平台案件库关联，实现案发点位置的地图精确定位和成图显示；实现点选、框选、多边形选等多种形式的案件地图选择查询；通过案件编号查询，实现案发地精确定位和属性显示。

6.12应急指挥调度

该系统有编制出动方案、下达出动命令、应急过程的语言和数据实时记录、现场图像传输及调阅、文字传真及应急信息的综合管理等功能。系统能在接到重大警情后,自动识别主叫号码和地址,利用电子地图快速确定位置,得到周围道路、交通情况等信息,根据警力情况为指挥人员提供该位置的预设方案,并提供该方案的车辆最佳行进方案,供有关人员参考。方案确定后,集成平台系统通过网络(或其它通讯方式)下达出警命令。处置部门接到命令后,应产生相应出警信息给予相关人员,并回复监控中心,告知命令接收完成。

系统通过可视化的指挥调度功能，主要是实现基于GIS的指挥调度信息的统一管理与集成，使在同一平台上完成多种业务操作，保证各业务支撑子系统支撑自动地快速地交换信息，实现指挥调度各系统的调动，为指挥决策提供依据。实时监测并组织调度警力，保证区域内警力的合理部署，处于最佳平衡状态；对于突发性事件，迅速组织部署警力，疏导交通、维护现场秩序；为警卫、抢险、救护、消防等特殊紧急任务提供快速通路。

6.13移动执法系统

6.14交通违法检监测系统

6.13、6.14这两块内容，暂时觉得与GIS关系不大，可再做考虑。

6.15其它辅助功能

其它可能的辅助功能如下表所示：

7附注：

对于文中提到的所要使用的技术，可视情况而定。比如，B/S模式可以使用J2EE，也可考虑使用.Net技术来实现。

对于GIS平台软件的选择，可以考虑ArcGIS，也可选择其它软件比如MapInfo或一些开源GIS软件。这些可以从功能、效率、易用性、是否免费等方面做综合考虑。

底层数据库可采用Oracle、SQLServer等。