基于GIS的高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)

1、 文章編號：（）收稿日期：作者簡介：胡欣如，工程師?；诘母咚俟繁O(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)胡欣如（廣東工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院，廣州）摘要：根據(jù)高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)涉及空間數(shù)據(jù)的特點，將技術(shù)應(yīng)用到高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計中，建立了適用于高速公路監(jiān)控管理的專題電子地圖，并在該電子地圖的基礎(chǔ)上對高速公路的監(jiān)控管理功能進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)，開發(fā)出了一個實用性強(qiáng)、界面友好和簡單易用的高速公路遠(yuǎn)程監(jiān)控交通管理系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：；高速公路；監(jiān)控管理系統(tǒng)；開發(fā)中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Development of Highway Surveillance and Control Management Systembased

2、 on GISHU X in-ru( Department of Computer Science, Guangdong University of Technology, Guangzhou510091, China Abstract: Highway Surveillance and Control System was always concerned with the space data. According to this characteristic,the Highway Surveillance and Control System was designed based on

3、 GIS technology. This System was good at practicability,ease to use and with a friendly interface.Key words: GIS; highway; Surveillance and Control Management System; development目前，我國的高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)仍停留在傳統(tǒng)交通信息管理系統(tǒng)階段，是基于普通數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)，缺乏對高速公路地理空間信息的描述，要求使用者必須具備豐富的系統(tǒng)管理經(jīng)驗，以避免可能造成系統(tǒng)操作或管理決策上的失誤。在國外一些先進(jìn)國家，能夠

4、綜合解決交通控制與管理、車輛安全與控制、行政和組織等問題的智能交通系統(tǒng)（，）已經(jīng)步入實用化階段。我國的研究也已受到政府部門的高度重視，的開發(fā)和應(yīng)用正在興起。根據(jù)某高速公路管理系統(tǒng)的實際需求，我們設(shè)計了基于的高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了高速公路設(shè)備與路面狀況瀏覽、查詢、分析和統(tǒng)計的一體化管理。通過電子地圖形式，為高速公路管理部門有效監(jiān)視交通狀況、氣候變化和高速公路運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)和處理安全隱患，降低事故發(fā)生率與事故損失，提高事故處理效率，提供一個可靠和實用的平臺。系統(tǒng)硬件組成高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)通過車輛監(jiān)測器和氣象檢測儀等外場設(shè)備對高速公路現(xiàn)場交通狀態(tài)、氣象狀態(tài)和交通事件進(jìn)行實時的信息采集，并

5、通過網(wǎng)絡(luò)將外場設(shè)備所采集的各類信息及時向系統(tǒng)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器傳輸。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲得各類信息后，將對所有信息進(jìn)行綜合處理，各工作站可隨時訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，以便及時掌握當(dāng)前高速公路的交通狀況和氣候狀況，對各類交通事件進(jìn)行處理。硬件系統(tǒng)由監(jiān)控中心、視頻監(jiān)控工作站、圖形處理工作站、路段通信工作站、信息管理工作站、路段監(jiān)控工作站、隧道監(jiān)控工作站和現(xiàn)場監(jiān)控工作站等組成，如圖。圖基于的高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)硬件構(gòu)成第卷第期研究與開發(fā)RESEARCH AND DEVELOPMENT計算機(jī)應(yīng)用鐵路 各個工作站通過局域網(wǎng)與監(jiān)控中心連接，并通過讀寫監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務(wù)器中已經(jīng)處理好的數(shù)據(jù)信息，實時掌握高速公

6、路交通狀況和氣候情況，并對當(dāng)前路面狀況進(jìn)行分析處理。另外，對于各種外場設(shè)備（如車輛監(jiān)測器、氣象檢測儀、可變情報板等）所采集的信息，則由各設(shè)備通過多串口卡傳輸給路段通信工作站，再由工作站交由監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行處理。系統(tǒng)架構(gòu)及主要功能高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)，通過集中式與分布式相結(jié)合的方式對系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)。通過監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對所有設(shè)備和道路信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致性、準(zhǔn)確性和安全性；同時，各個工作站獨立工作，相互之間不發(fā)生直接聯(lián)系，工作站間的數(shù)據(jù)通信與處理均需經(jīng)過監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理。這樣既提高了各個工作模塊的工作效率，又提高了各個工作模塊的可擴(kuò)展性。根據(jù)系統(tǒng)的硬件構(gòu)

7、成特點，軟件系統(tǒng)由監(jiān)控中心處理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控模塊、圖形處理模塊、路段通信模塊、信息管理模塊、隧道監(jiān)控模塊、路段監(jiān)控模塊和現(xiàn)場控制模塊組成，如圖。信息進(jìn)行回放和分析；（）圖形處理模塊：將采集和分析得到的各類數(shù)據(jù)，對路線走向、外場設(shè)備分布、工作狀態(tài)等道路交通狀況信息以圖形和數(shù)字相結(jié)合的方式直觀地顯示出來，并可通過圖形對各類信息進(jìn)行查詢統(tǒng)計；（）路段通信模塊：管理路段上各種數(shù)據(jù)的通信。一方面，負(fù)責(zé)收集外場設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，對不同類型的信息進(jìn)行識別并作分類處理，并將處理后的信息上傳至服務(wù)器；另一方面，接收并向各外場設(shè)備發(fā)送服務(wù)器下發(fā)的協(xié)調(diào)控制命令；（）信息管理模塊：對由原始數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)以及管理

8、人員人工輸入的事件數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和分析，以報表或圖形方式顯示各種查詢及統(tǒng)計結(jié)果；（）隧道監(jiān)控模塊：高速公路沿線隧道運營情況的綜合監(jiān)控，根據(jù)服務(wù)器所提供的各項隧道信息，對隧道運營情況進(jìn)行綜合分析處理并生成相應(yīng)控制策略，自動對隧道相關(guān)的外場設(shè)備發(fā)出控制命令。亦可由高速公路管理人員通過此模塊對隧道相關(guān)外場設(shè)備手動發(fā)出控制命令，對隧道進(jìn)行管理；（）路段監(jiān)控模塊：主要負(fù)責(zé)根據(jù)服務(wù)器所提供的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，經(jīng)綜合分析處理后生成相應(yīng)的控制策略，自動對可變情報板、交通信號燈外場設(shè)備發(fā)出控制命令。亦可由高速公路管理人員通過此模塊手動發(fā)出外場設(shè)備控制命令，對高速公路進(jìn)行管理；（）現(xiàn)場控制模塊：負(fù)責(zé)高速公路外場設(shè)備的控制與

9、調(diào)度。當(dāng)高速公路出現(xiàn)交通異?；蚴鹿蕰r，能及時通過預(yù)定方案由系統(tǒng)自動或者由管理人員手動對設(shè)備進(jìn)行控制調(diào)度，以便對交通異常點或事故點的交通信息進(jìn)行更全面的采集，對異常情況或事故做出更科學(xué)合理的處理。系統(tǒng)的實現(xiàn)針對需求，通過對目前技術(shù)條件的分析，確定系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)路線。軟件系統(tǒng)的開發(fā)在目前主流操作系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行，通過使用平臺進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)設(shè)計所要求的各項功監(jiān)控中心處理系統(tǒng)是整個監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心組成部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲、數(shù)據(jù)庫的管理、數(shù)據(jù)的綜合處理、為各工作站提供數(shù)據(jù)共享，并為各工作站提供相應(yīng)接口，確保各工作站之間的相對獨立性，避免工作站之間的相互干擾。其他各模塊實現(xiàn)的主要功能為：（）視頻監(jiān)控模

10、塊：實現(xiàn)對視頻設(shè)備進(jìn)行控制，可選定某一視頻設(shè)備進(jìn)行實時播放，自動鎖定事故警報地點進(jìn)行拍攝，控制視頻設(shè)備的拍攝角度和拍攝焦距等，并可對視頻設(shè)備所采集的錄像圖基于的高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)第卷第期研究與開發(fā)鐵路計算機(jī)應(yīng)用 能。系統(tǒng)采用和兩種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，分別對高速公路沿線設(shè)備的空間數(shù)據(jù)、設(shè)備信息、交通信息以及氣象信息進(jìn)行管理。系統(tǒng)運行環(huán)境配置如下。（）操作系統(tǒng)平臺：；（）地圖文件制作與管理平臺：；（）系統(tǒng)開發(fā)與維護(hù)軟件：；（）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：。在確立了系統(tǒng)架構(gòu)之后，接下來就需要對系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，包括系統(tǒng)信息流程設(shè)計、系統(tǒng)各功能模塊設(shè)計、界面設(shè)計以及系統(tǒng)地理系信息庫設(shè)計，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建并實

11、現(xiàn)整個系統(tǒng)。地圖的制作、和是的大基礎(chǔ)模塊，其中是桌面系統(tǒng)的核心應(yīng)用程序，具有地圖制作的所有功能。本系統(tǒng)所用的是在柵格數(shù)據(jù)（格式圖形文件）作為指示性背景的前提下，通過使用平臺進(jìn)行加工處理生成的，并實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的結(jié)合。制作過程包括地圖的版面設(shè)置，繪制坐標(biāo)格網(wǎng)，系統(tǒng)坐標(biāo)的定義以及數(shù)據(jù)圖層的加載。地圖制作完成后的版圖視圖如圖。（）在目錄樹中，逐一通過命令將己經(jīng)建立的數(shù)據(jù)圖層導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中。功能模塊的實現(xiàn)本系統(tǒng)的功能模塊是通過控件和代碼相結(jié)合的方式實現(xiàn)的。對于開發(fā)平臺，主要使用了常用的窗口控件和控件?？丶饕糜趯崿F(xiàn)高速公路信息的實時查詢。除使用開發(fā)平臺所提供的控件外，還需使用代碼來實現(xiàn)系

12、統(tǒng)的功能模塊，在平臺上，功能模塊的實現(xiàn)是相對獨立的，完成每個功能模塊后，將各功能模塊進(jìn)行組合，組成一個完成的系統(tǒng)。結(jié)束語本系統(tǒng)采用先進(jìn)的技術(shù)，對基于技術(shù)的高速公路遠(yuǎn)程監(jiān)控交通管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)，為高速公路遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)提供了一個直觀和易用的圖形化道路信息監(jiān)控管理平臺。高速公路管理部門在本系統(tǒng)的幫助下除了可以對高速公路路段進(jìn)行實時監(jiān)控外，還可以通過公路地圖，對高速公路沿線設(shè)備分布以及路段交通情況進(jìn)行實時查詢和統(tǒng)計，為交通管理人員決策提供準(zhǔn)確有力的依據(jù)。技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中。擁有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理能力，能夠?qū)煌ü芾碇械亩鄠€層面與環(huán)節(jié)進(jìn)行分層次管理并通過進(jìn)行統(tǒng)一管理，既保證了管理信息的全面性，又保證了所管理信息的準(zhǔn)確性。利用技術(shù)是實現(xiàn)高速公路高效監(jiān)控與管理的有效方案。參考