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(shí)間：2012-05-24點(diǎn)擊次數(shù)：871智能交通網(wǎng)城市交通擁堵問(wèn)題，是困擾國(guó)內(nèi)外眾多專(zhuān)家、學(xué)者的重大問(wèn)題。很多專(zhuān)家和學(xué)者針對(duì)解決城市公共交通如城軌、公路交通擁堵問(wèn)題紛紛立項(xiàng)，應(yīng)用各種學(xué)科交叉知識(shí)提出解決方案。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem，GIS)結(jié)合運(yùn)籌學(xué)、城市交通規(guī)劃等學(xué)科知識(shí)，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(xiàn)路上的交通流量情況，運(yùn)用城市規(guī)劃和運(yùn)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(xiàn)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(yùn)籌學(xué)的最優(yōu)路徑、最短路徑模型，并結(jié)合實(shí)時(shí)交通流量情況，可以向居民提供合理的出行路線(xiàn)。1系統(tǒng)需求分析市民對(duì)于有目的的市民出行，系統(tǒng)會(huì)提供合適的出行路線(xiàn)和出行交通方式的選擇。在特殊情況下，比如趕飛機(jī)的情況，常規(guī)上市民會(huì)選擇打車(chē)或者自己開(kāi)車(chē)的方式，但是當(dāng)發(fā)生交通擁堵時(shí),系統(tǒng)可以提供最優(yōu)化，最合理的路線(xiàn)和出行交通方式，以節(jié)省更多交通時(shí)間。城市公共交通管理部門(mén)城市公共交通管理部門(mén)對(duì)交通擁堵問(wèn)題也是十分困擾，雖然城市公共交通管理部門(mén)通過(guò)廣播將道路擁堵問(wèn)題及時(shí)反饋給司機(jī)來(lái)適當(dāng)緩解擁堵問(wèn)題，但是由于線(xiàn)路選擇的必須性和廣播的有效傳播性等現(xiàn)實(shí)情況，交通擁堵問(wèn)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(xiàn)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(wèn)題。物流業(yè)者通過(guò)快遞員輸入的出發(fā)地和多個(gè)目的地，系統(tǒng)可以自動(dòng)給出最優(yōu)的送貨路線(xiàn)，保證貨物送達(dá)的準(zhǔn)時(shí)性。2系統(tǒng)功能分析數(shù)據(jù)的錄入與查詢(xún)?cè)撓到y(tǒng)可以導(dǎo)入柵格圖像作為底圖，制作矢量化地圖，打開(kāi)圖層與調(diào)用圖層并可以查詢(xún)圖層中的矢量信息。通過(guò)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?？臻g數(shù)據(jù)的查詢(xún)分析功能。利用Mapinfo建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)、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(cè)與分析功能。系統(tǒng)可以利用交通規(guī)劃模型，如平均增長(zhǎng)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(jì)算出未來(lái)的交通發(fā)生與吸引預(yù)測(cè)量。專(zhuān)題分析功能建立相關(guān)專(zhuān)題，如交通小區(qū)專(zhuān)題，OD專(zhuān)題等，用mapinfo自帶的專(zhuān)題功能，將現(xiàn)在和將來(lái)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(lái)，分析其影響因素，并可以結(jié)合mapx和VB語(yǔ)言，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，將公共汽車(chē)線(xiàn)路選擇模型等用程序編入系統(tǒng)中，為用戶(hù)提供決策支持。3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1總體框架3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1子系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xiàn)路網(wǎng)柵格圖像等信息，并通過(guò)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(jì)模型等，采用狄克斯特累算法(Dijkstrasalgorithm)、最小費(fèi)用最大流等算法，利用Mapinfo的二次開(kāi)發(fā)，用Mapx和VB等軟件實(shí)現(xiàn)算法，在步行、自行車(chē)、公交車(chē)、小汽車(chē)等不同條件下分別選擇一個(gè)最短路徑，并結(jié)合實(shí)時(shí)的道路交通擁堵情況，選擇出最優(yōu)化的線(xiàn)路提供給市民選擇，同時(shí)列出其他的出行方式，讓用戶(hù)自行選擇提供輔助決策。公共交通管理子系統(tǒng)通過(guò)記錄員人工記錄、實(shí)時(shí)匯報(bào)或通過(guò)對(duì)攝像頭數(shù)據(jù)處理的軟件實(shí)時(shí)得到交通流數(shù)據(jù)，利用mapinfo自帶的專(zhuān)題功能，將各個(gè)交通觀測(cè)點(diǎn)得到的數(shù)據(jù)用專(zhuān)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(lái)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(diǎn)，將擁堵點(diǎn)的信息通過(guò)系統(tǒng)廣播告知司機(jī)，并通過(guò)控制系統(tǒng)達(dá)到對(duì)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(guò)采用狄克斯特累算法（Dijkstrasalgorithm）求解最短路徑。在求解過(guò)程中，要對(duì)節(jié)點(diǎn)的選擇范圍進(jìn)行控制，以避免對(duì)路網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的搜索，增加無(wú)效計(jì)算時(shí)間；此外，系統(tǒng)將實(shí)時(shí)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(dāng)臨時(shí)出現(xiàn)障礙點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)需要?jiǎng)討B(tài)的計(jì)算最優(yōu)路線(xiàn)；同時(shí)快遞員還可以輸入各個(gè)貨主需要貨物的時(shí)間，通過(guò)送貨距離和各路段上的平均

7、行車(chē)速度，合理搭配送貨順序，以保證送貨的準(zhǔn)時(shí)性。3.2.2編碼依據(jù)對(duì)于空間分層的編碼，定義有線(xiàn)圖層和面圖層的編碼為線(xiàn)或者面圖層的首字母加該圖層首字母形式，加上序號(hào)，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(xiàn)圖層的第一個(gè)圖層,名字是公交干線(xiàn)道路圖層。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)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(xiàn)圖層，序號(hào)是2,名稱(chēng)是公路干線(xiàn)道路圖層中編號(hào)為2的道路。3.2.3空間分層4用戶(hù)開(kāi)發(fā)構(gòu)想在本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)集成開(kāi)發(fā)采用了VisualFoxPro（屬性數(shù)據(jù)庫(kù)）和Mapinfo（空間數(shù)據(jù)庫(kù)）。系統(tǒng)的集成開(kāi)發(fā)采用了集成二次開(kāi)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(yǔ)言VisualBasic中，通過(guò)集成開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)功能。該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是編程方便，充分體現(xiàn)面向?qū)ο缶幊趟枷?，程序緊湊