基于ＧＩｓ的城市交通信息与建设的应用平台设计与优化研究

1　城市交通信息化建设

城市交通信息化建设，其实质就是利用高新技术对传统的运输系统进行改造而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统。它使现有交通基础设施能发挥最大的效能，从而获得巨大的社会经济效益。主要表现在：提高交通的安全水平和效率，提高道路网的通行能力及提高汽车运输生产率和经济效益。

这种新型运输系统是一个跨越很多不同学术领域的综合体系。在道路建设领域，包括先进的道路管理系统、交通管理系统、路网规划管理系统；在车辆管理方面，包括公共交通运营系统、车辆监控系统、物流运营系统：在交通系统智能化方面，包括应急救援系统、电子收费系统、出行信息服务系统。以上所有这些，都是城市交通信息化建设必要组成部分。具体如图1所示。

据相关部门统计，所有信息之中80％以上与空间位置直接或间接相关，在交通领域，这个比例还更高。大部分的技术和应用，都建立在空间位置的基础上，而基础地理信息对于不同的子系统和应用而言。应该是统一的，因为客观存在的地理概况是唯一的，必须保证系统的数据与客观实际的吻合，不论是时间上还是空间上。因此，建设一个集中进行各种公共地理信息管理维护的统一平台，并在其基础之上进行其他诸如监控、调度、管理等等的应用开发，将是一个合理的思路。本文将根据作者的～些相关工作经历，设计一个集中进行各种公共地理信息管理维护的统一平台。

2　统一地理信息平台技术概述

以统一地理信息平台技术开发的系统既要解决数据同步，提高数据的共享度，又要概括、抽象某些业务功能，编制通用功能系统，以避免日后的重复开发及资源浪费，同时系统还必须考虑到原有应用系统数据的延伸问题。此解决方案中包括地图数据和地图数据管理系统，以及一些通用的功能。从系统的体系结构上，可以分为基础地图数据层、基础地图数据管理层、业务应用层，统一地理信息平台体系结构图如图2所示。

2.1　基础地图层本部份是系统用到的基础地理信息，包括各基础地图层。

2.2　基础地图数据管理层处于基础地图数据管理层的是地图数据管理系统。从应用的角度来看，系统位于业务应用层和基础地图层的中间层。它重点解决的问题，是个应用系统数据共享与同步的问题，它的存在。保证了数据的一致性，维持数据的高度共享。

2.3　业务应用层业务应用层包含了道路交通管理、车辆调度监控、交通系统应用等其他应用系统，以及将来出现的业务系统。除此而外，可在本层添加一个“通用功能”模块，这个“通用功能”，是将一些基本需求，经过归纳、抽象形成的通用模块，包括对地图的基本操作，比如放大、缩小、漫游。以及编辑、查询、打印、专题图、公交换乘、最佳路径等等。

以下我们将以统一的地理信息平台技术开发的基于GPS或手机移动定位的车辆监控管理系统给予具体介绍。

3　基于GPs或手机移动定位的车辆监控管理

位置信息服务系统，是一个基于先进的移动定位技术，向社会公众和各行业用户提供开放、廉价、稳定的移动物体位置查询、以及相关信息服务的商业信息的服务系统。系统在建设中就以先进稳定的地理信息系统平台、强大的数据库存储机制为依托，集全球卫星定位技术(GPS)，全球数字移动通信技术(GSM、GPRS、CDMA)，地理信息技术(Gls)，网络技术(iNTERNET)及呼叫中心(cALLCENTER)等先进技术于一身，充分考虑到系统的稳定性、开放性、扩展性以及和其他业务系统的集成能力。

3.1　系统体系结构

基于统一地理信息平台开发的车辆监控管理系统结构图可以参照图3所示。

3.1.1　通讯层其功能主要是通过通讯网络。获取需要定位的移动物体的经纬度坐标。本层次设计考虑的主要问题是开放性，包括提供不同的移动定位技术，对不同规格前端设备的兼容、对不同的通信网络的支持。

3.1.2　核心层这一层次是整个系统的核心模块，负责依据位置信息数据库内的信息和应用需求。将应用程序提交的请求实现成包含待定位移动对象的地图以及相关文字信息。结构设计以接口规范、结构清晰为出发点，遵循入口和出口都唯一原则。通讯层传递来的位置信息(经纬度座标)，以统一的格式填入位置信息数据库，这里是核心层与通讯层的唯一接口，地图引擎服务器作为核心层的核心，直接从统一地理信息平台上获取地图资源、可连接位置信息数据库取得移动物体坐标，将定位坐标或历史轨迹还原到地图上。

3.1.3　应用层这一层次是面向用户，负责采集参数。将用户请求按照标准API应用程序接口提交到核心层，并将返回的结果传递给用户。其设计特点是以规范标准的API实现应用本身的独立性和扩展性。它的基础是标准APu应用开发接口，在此基础上搭建起来的应用，不论采用何种技术都应当以标准API的形式向核心层提交请求。向核心层提交的都是位置请求。其他应用在应用层实现，应用层的结构依应用本身难易决定，可以是简单的WebBrowse溶户端，也可以是专门的WAP、CalCente查询界面，甚至是一个完整的ERP系统。

3.2　应用描述

3.2.1　经典应用

智能电子地图功能

高精度、矢量化的电子地图，可实现分层次、多窗口、多种显示方式、画面自动缩放、移动、自动调节画面信息量等功能。

目标信息显示

对货运空／重车辆以不同颜色显示，标志车载货物的吨位、体积。对始发、回程的营运车轨迹以不同颜色显示。

轨迹显示及存储回放

系统实时显示被监控的移动目标位置及轨迹，并对所有监控目标运行参数自动存储。存储目标的轨迹参数，用于历史回放或日后查询。

移动目标查询

系统可人工或自动查询移动目标，并在地图上居中显示移动目标位置，提供移动目标信息查询，例如车辆牌照号码、所属单位、驾驶员姓名、车(船)型号、颜色等。

地物信息查询

此功能用于中心快速定位某一具体位置，输入所需查找地址，中心电子地图即将该地名加亮显示于窗口中心，或直接点击地物标记进行地物信息查询。

提供高精度地图

根据用户需要提供国内各省区、重点城市高精度电子地图，包括国道、高速公路、级公路等交通图。

目标区域界定

软件功能提供由操作人员在地图上对指定移动目标界定移动范围或运行轨迹，当目标超越区域或偏离轨迹时自动报警提示。

3.2.2　扩展应用

(1)指定行驶路线Gls可以预先设定移动目标运行的交通线路，例如xx国道、起始点、到达点，如果监测目标离开指定行驶路线，则自动提示报警。

(2)报警，故障救援故障车辆装有GPS车载设备，因此报救者无需报告故障发生地点，事故地点自动定位，如图4所示。因为报救车辆已经安装了GPs前端设备，在其报救的时候，位置已经准确的定位到了地图的中心。同时，如上所述。系统经过计算，将可以执行该救援任务的救援车辆，也显示出来。

(3)基于GPS的地理信息查找周边／最近目标查询是调度中心最常见的功能之一，它主要根据车主当前的地理位置，为了为车主紧急情况、汽车修理、汽车加油等方面的机构位置信息和相关信息的服务。当车主接通调度中心并得知自己所在位置之后，可向服务员查询周边／最近的目标单位的相关信息。车主告诉服务员单位的关键字或全称，服务员可以在“输入查询信息”框内输入关键字，系统将通过模糊查询功能搜索到与之匹配的所有单位信息，包括地图和文字位置描述信息，如下图5周边环境查找所示，查找离沈阳交通局最近的宾馆，信息区显示出离沈阳交通局500米范围内的十家宾馆，点击宾馆可直接定位出该宾馆在地图的准确位置，点击信息按钮可查询到该宾馆的相关信息，及离交通局的具体距离，调度中心终端服务员可以将搜索到的文字信息反馈给车主客户。

4　结语

高度信息化社会下的城市交通矛盾要求提高城市交通的现代化管理手段，本文就基于GlS的城市交通信息化建设的应用平台设计与优化开展研究，研究以GIS为主，以GPS、GPRS等其它先进的信息化技术为辅的城市交通信息化建设的应用平台，提出了较先进的系统体系结构和较完善的组织管理程序，并给出以统一的地理信息平台技术开发的基于GPS或手机移动定位的车辆监控管理系统的应用实例，该系统获得很好的实际应用效果，运行良好。

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