基于GIS的高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

1、 文章編號(hào)：（）收稿日期：作者簡(jiǎn)介：胡欣如，工程師?；诘母咚俟繁O(jiān)控管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)胡欣如（廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)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(diǎn)，將技術(shù)應(yīng)用到高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，建立了適用于高速公路監(jiān)控管理的專(zhuān)題電子地圖，并在該電子地圖的基礎(chǔ)上對(duì)高速公路的監(jiān)控管理功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)出了一個(gè)實(shí)用性強(qiáng)、界面友好和簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)中圖分類(lèi)號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(guó)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(kù)管理系統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)，缺乏對(duì)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(yàn)，以避免可能造成系統(tǒng)操作或管理決策上的失誤。在國(guó)外一些先進(jìn)國(guó)家，能夠

4、綜合解決交通控制與管理、車(chē)輛安全與控制、行政和組織等問(wèn)題的智能交通系統(tǒng)（，）已經(jīng)步入實(shí)用化階段。我國(guó)的研究也已受到政府部門(mén)的高度重視，的開(kāi)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(shí)際需求，我們?cè)O(shè)計(jì)了基于的高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)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(jì)的一體化管理。通過(guò)電子地圖形式，為高速公路管理部門(mén)有效監(jiān)視交通狀況、氣候變化和高速公路運(yùn)行狀況，及時(shí)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(gè)可靠和實(shí)用的平臺(tái)。系統(tǒng)硬件組成高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)通過(guò)車(chē)輛監(jiān)測(cè)器和氣象檢測(cè)儀等外場(chǎng)設(shè)備對(duì)高速公路現(xiàn)場(chǎng)交通狀態(tài)、氣象狀態(tài)和交通事件進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息采集，并

5、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將外場(chǎng)設(shè)備所采集的各類(lèi)信息及時(shí)向系統(tǒng)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器傳輸。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器獲得各類(lèi)信息后，將對(duì)所有信息進(jìn)行綜合處理，各工作站可隨時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，以便及時(shí)掌握當(dāng)前高速公路的交通狀況和氣候狀況，對(duì)各類(lèi)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(chǎng)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(kāi)發(fā)RESEARCH AND DEVELOPMENT計(jì)算機(jī)應(yīng)用鐵路 各個(gè)工作站通過(guò)局域網(wǎng)與監(jiān)控中心連接，并通過(guò)讀寫(xiě)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(shí)時(shí)掌握高速公

6、路交通狀況和氣候情況，并對(duì)當(dāng)前路面狀況進(jìn)行分析處理。另外，對(duì)于各種外場(chǎng)設(shè)備（如車(chē)輛監(jiān)測(cè)器、氣象檢測(cè)儀、可變情報(bào)板等）所采集的信息，則由各設(shè)備通過(guò)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(kù)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(guò)集中式與分布式相結(jié)合的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)。通過(guò)監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器對(duì)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(shí)，各個(gè)工作站獨(dú)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(guò)監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理。這樣既提高了各個(gè)工作模塊的工作效率，又提高了各個(gè)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(diǎn)，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(chǎng)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(lèi)數(shù)據(jù)，對(duì)路線走向、外場(chǎng)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(lái)，并可通過(guò)圖形對(duì)各類(lèi)信息進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)；（）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(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，對(duì)不同類(lèi)型的信息進(jìn)行識(shí)別并作分類(lèi)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(chǎng)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(duì)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(bào)表或圖形方式顯示各種查詢及統(tǒng)計(jì)結(jié)果；（）隧道監(jiān)控模塊：高速公路沿線隧道運(yùn)營(yíng)情況的綜合監(jiān)控，根據(jù)服務(wù)器所提供的各項(xiàng)隧道信息，對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行綜合分析處理并生成相應(yīng)控制策略，自動(dòng)對(duì)隧道相關(guān)的外場(chǎng)設(shè)備發(fā)出控制命令。亦可由高速公路管理人員通過(guò)此模塊對(duì)隧道相關(guān)外場(chǎng)設(shè)備手動(dòng)發(fā)出控制命令，對(duì)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(dòng)對(duì)可變情報(bào)板、交通信號(hào)燈外場(chǎng)設(shè)備發(fā)出控制命令。亦可由高速公路管理人員通過(guò)此模塊手動(dòng)發(fā)出外場(chǎng)設(shè)備控制命令，對(duì)高速公路進(jìn)行管理；（）現(xiàn)場(chǎng)控制模塊：負(fù)責(zé)高速公路外場(chǎng)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(shí)，能及時(shí)通過(guò)預(yù)定方案由系統(tǒng)自動(dòng)或者由管理人員手動(dòng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制調(diào)度，以便對(duì)交通異常點(diǎn)或事故點(diǎn)的交通信息進(jìn)行更全面的采集，對(duì)異常情況或事故做出更科學(xué)合理的處理。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)針對(duì)需求，通過(guò)對(duì)目前技術(shù)條件的分析，確定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線。軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)在目前主流操作系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行，通過(guò)使用平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所要求的各項(xiàng)功監(jiān)控中心處理系統(tǒng)是整個(gè)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(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)獨(dú)立性，避免工作站之間的相互干擾。其他各模塊實(shí)現(xiàn)的主要功能為：（）視頻監(jiān)控模

10、塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻設(shè)備進(jìn)行控制，可選定某一視頻設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)播放，自動(dòng)鎖定事故警報(bào)地點(diǎn)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(duì)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(kāi)發(fā)鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用 能。系統(tǒng)采用和兩種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，分別對(duì)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(yùn)行環(huán)境配置如下。（）操作系統(tǒng)平臺(tái)：；（）地圖文件制作與管理平臺(tái)：；（）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與維護(hù)軟件：；（）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：。在確立了系統(tǒng)架構(gòu)之后，接下來(lái)就需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)信息流程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)各功能模塊設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)地理系信息庫(kù)設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建并實(shí)

11、現(xiàn)整個(gè)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(guò)使用平臺(tái)進(jìn)行加工處理生成的，并實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的結(jié)合。制作過(guò)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(shù)中，逐一通過(guò)命令將己經(jīng)建立的數(shù)據(jù)圖層導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。功能模塊的實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的功能模塊是通過(guò)控件和代碼相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于開(kāi)發(fā)平臺(tái)，主要使用了常用的窗口控件和控件?？丶饕糜趯?shí)現(xiàn)高速公路信息的實(shí)時(shí)查詢。除使用開(kāi)發(fā)平臺(tái)所提供的控件外，還需使用代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)系

12、統(tǒng)的功能模塊，在平臺(tái)上，功能模塊的實(shí)現(xiàn)是相對(duì)獨(dú)立的，完成每個(gè)功能模塊后，將各功能模塊進(jìn)行組合，組成一個(gè)完成的系統(tǒng)。結(jié)束語(yǔ)本系統(tǒng)采用先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)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(jì)與實(shí)現(xiàn)，為高速公路遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)提供了一個(gè)直觀和易用的圖形化道路信息監(jiān)控管理平臺(tái)。高速公路管理部門(mén)在本系統(tǒng)的幫助下除了可以對(duì)高速公路路段進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控外，還可以通過(guò)公路地圖，對(duì)高速公路沿線設(shè)備分布以及路段交通情況進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢和統(tǒng)計(jì)，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€(gè)層面與環(huán)節(jié)進(jìn)行分層次管理并通過(guò)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(shí)現(xiàn)高速公路高效監(jiān)控與管理的有效方案。參考