基于GIS的城市交通出行輔助決策系統(tǒng)

1、基于GIS的城市交通出行輔助決策系統(tǒng)發(fā)布時間：2012-05-24點擊次數(shù)：871智能交通網(wǎng)城市交通擁堵問題，是困擾國內(nèi)外眾多專家、學(xué)者的重大問題。很多專家和學(xué)者針對解決城市公共交通如城軌、公路交通擁堵問題紛紛立項，應(yīng)用各種學(xué)科交叉知識提出解決方案。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem，GIS)結(jié)合運籌學(xué)、城市交通規(guī)劃等學(xué)科知識，構(gòu)建基于GIS的城市交通出行輔助決策系統(tǒng)是緩解城市交通擁堵的措施之一。一方面,結(jié)合城市公共交通線路上的交通流量情況，運用城市規(guī)劃和運籌學(xué)相關(guān)模型，可以從宏觀上整體控制、調(diào)整和緩解線路擁堵情況，引導(dǎo)大眾出行方式及出行路徑選擇；另一方面

2、，利用運籌學(xué)的最優(yōu)路徑、最短路徑模型，并結(jié)合實時交通流量情況，可以向居民提供合理的出行路線。1系統(tǒng)需求分析市民對于有目的的市民出行，系統(tǒng)會提供合適的出行路線和出行交通方式的選擇。在特殊情況下，比如趕飛機的情況，常規(guī)上市民會選擇打車或者自己開車的方式，但是當發(fā)生交通擁堵時,系統(tǒng)可以提供最優(yōu)化，最合理的路線和出行交通方式，以節(jié)省更多交通時間。城市公共交通管理部門城市公共交通管理部門對交通擁堵問題也是十分困擾，雖然城市公共交通管理部門通過廣播將道路擁堵問題及時反饋給司機來適當緩解擁堵問題，但是由于線路選擇的必須性和廣播的有效傳播性等現(xiàn)實情況，交通擁堵問題仍然難以解決?；贕IS的城市交通出行輔助決策

3、系統(tǒng)，除上述功能外，該系統(tǒng)還可以為市民的出行路線和出行方式提供導(dǎo)向性決策，從而從根源緩解交通擁堵問題。物流業(yè)者通過快遞員輸入的出發(fā)地和多個目的地，系統(tǒng)可以自動給出最優(yōu)的送貨路線，保證貨物送達的準時性。2系統(tǒng)功能分析數(shù)據(jù)的錄入與查詢該系統(tǒng)可以導(dǎo)入柵格圖像作為底圖，制作矢量化地圖，打開圖層與調(diào)用圖層并可以查詢圖層中的矢量信息。通過交通調(diào)查的0D調(diào)查，方便的將調(diào)查得到的數(shù)據(jù)錄入到系統(tǒng)中。空間數(shù)據(jù)的查詢分析功能。利用Mapinfo建立空間數(shù)據(jù)庫，可以進行數(shù)據(jù)查詢、空間疊合分析、鄰近度分析及空間網(wǎng)絡(luò)分析等功能。交通需求預(yù)測與分析功能。系統(tǒng)可以利用交通規(guī)劃模型，如平均增長率法、重力模型、最短路模型、容量限

4、制模型等多種模型處理0D調(diào)查量，計算出未來的交通發(fā)生與吸引預(yù)測量。專題分析功能建立相關(guān)專題，如交通小區(qū)專題，OD專題等，用mapinfo自帶的專題功能，將現(xiàn)在和將來的發(fā)生與吸引交通量用餅形圖，柱狀圖等形式表現(xiàn)出來，分析其影響因素，并可以結(jié)合mapx和VB語言，進行二次開發(fā)，將公共汽車線路選擇模型等用程序編入系統(tǒng)中，為用戶提供決策支持。3.系統(tǒng)設(shè)計3.1總體框架3.2系統(tǒng)設(shè)計3.2.1子系統(tǒng)設(shè)計市民出行子系統(tǒng)首先利用mapinfo,錄入城市地圖柵格圖像，城市道路網(wǎng)柵格圖像，城市規(guī)劃柵格圖像，城市公交線路網(wǎng)柵格圖像等信息，并通過人員調(diào)查的數(shù)據(jù)及交叉路口攝像頭數(shù)據(jù)，將柵格圖像矢量化，使空間圖形包含屬

5、性信息。此外，結(jié)合城市交通道路事故發(fā)生概率統(tǒng)計模型等，采用狄克斯特累算法(Dijkstrasalgorithm)、最小費用最大流等算法，利用Mapinfo的二次開發(fā)，用Mapx和VB等軟件實現(xiàn)算法，在步行、自行車、公交車、小汽車等不同條件下分別選擇一個最短路徑，并結(jié)合實時的道路交通擁堵情況，選擇出最優(yōu)化的線路提供給市民選擇，同時列出其他的出行方式，讓用戶自行選擇提供輔助決策。公共交通管理子系統(tǒng)通過記錄員人工記錄、實時匯報或通過對攝像頭數(shù)據(jù)處理的軟件實時得到交通流數(shù)據(jù)，利用mapinfo自帶的專題功能，將各個交通觀測點得到的數(shù)據(jù)用專題圖的形式(如柱形圖，餅形圖并可以用漸變等顏色的設(shè)置，如交通流量

6、大用紅色來表示，反映其擁堵情況，交通流量小用綠色表示，反映其不擁堵等)反映在圖像上，直觀明了地判斷出處于擁堵的交通點，將擁堵點的信息通過系統(tǒng)廣播告知司機，并通過控制系統(tǒng)達到對市民出行的誘導(dǎo)作用。物流業(yè)子系統(tǒng)快遞員將出發(fā)地和目的地輸入系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過采用狄克斯特累算法（Dijkstrasalgorithm）求解最短路徑。在求解過程中，要對節(jié)點的選擇范圍進行控制，以避免對路網(wǎng)所有節(jié)點的搜索，增加無效計算時間；此外，系統(tǒng)將實時道路的通行速度作為路段的權(quán)值，且該權(quán)值隨權(quán)值關(guān)系式變化，當臨時出現(xiàn)障礙點時，系統(tǒng)需要動態(tài)的計算最優(yōu)路線；同時快遞員還可以輸入各個貨主需要貨物的時間，通過送貨距離和各路段上的平均

7、行車速度，合理搭配送貨順序，以保證送貨的準時性。3.2.2編碼依據(jù)對于空間分層的編碼，定義有線圖層和面圖層的編碼為線或者面圖層的首字母加該圖層首字母形式，加上序號，由于圖層數(shù)量的有限性，這里只采用一位數(shù)字。即G1表示線圖層的第一個圖層,名字是公交干線道路圖層。對于數(shù)據(jù)庫表的編碼，采用在空間分層編碼基礎(chǔ)上加上三位數(shù)字的編碼方法，如XG1002表示是線圖層，序號是2,名稱是公路干線道路圖層中編號為2的道路。3.2.3空間分層4用戶開發(fā)構(gòu)想在本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫集成開發(fā)采用了VisualFoxPro（屬性數(shù)據(jù)庫）和Mapinfo（空間數(shù)據(jù)庫）。系統(tǒng)的集成開發(fā)采用了集成二次開發(fā)的形式，即將Mapinfo公司提供的嵌入式功能組件MapX嵌入到可視化語言VisualBasic中，通過集成開發(fā)實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)功能。該系統(tǒng)開發(fā)的優(yōu)點是編程方便，充分體現(xiàn)面向?qū)ο缶幊趟枷?，程序緊湊