基于GIS的智能交通系统的设计与实现

一、地理信息系统的概念

地理信息系统（Geographical Inf-ormation System，简称GIS）是六十年代中期开始发展起来的一门新兴技术。

它是测绘学、地理学、空间科学、生态环境学、信息学、计算机科学、管理学、人工智能、专家系统与网络通讯技术等领域的边缘交叉科学，是以这些学科为基础技术平台，用各种现代化的方法来采集、存储、管理、分析、显示和应用与整个地球表面（包括大气层）空间和地理分布有关的数据信息的信息系统。它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，它满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，并且用户可以借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。

二、基于GIS的智能交通系统的概念及功能

基于GIS的智能交通系统是为现代化交通指挥中心而设计开发的软件平台，它是一个开放式的复杂的系统，集控制、管理、决策于一体，它主要包括电子地图系统和数据库系统，其中电子地图系统是指与用户交互的部分、该系统能够实现地图的漫游、缩放功能，能够实现多媒体、多比例尺的图文双向查询，具有很强的数据修改功能，可以实现最佳路径选择和某些预案的推演，辅助指挥人员做出决策。

基于GIS的智能交通系统是交通管理的基础信息数据库，它由静态的道路网、道路宽度、等级、路名、地形地貌、重要场所等信息和动态的交通组织方案、等时图、交通拥堵、交通事故多时段、路段、警力配置等信息共同组成。它可以利用多媒体技术把一张地图分层展开，并按需要配上相应的数据、图形、图像、信息，使我们能够最大限度地了解到相关内容。它的特点是规模庞大、结构复杂、功能综合和因素众多。其主要功能如下：

（1）数据输入编辑功能

实现输入、修改、编辑城市交通地图及其相关的属性数据。

（2）图形库管理功能

实现对地图图库、图中的点、线、面的增加、删除等功能。

（3）系统显示与查询功能

分层显示电子地图；按不同颜色或标记显示电子地图上的不同目标，并可显示不同目标的属性数据；地图的任意漫游、放大、缩小；显示实时的交通图像信息，实现交通诱导。

（4）系统分析与决策功能

最佳路径分析是指可根据用户的请求，系统依据当前的交通拥挤情况，给出最佳路径分析结果；指挥调度是指对特种任务和突发事件能提供一套决策方案供指挥人员参考。

三、基于GIS的智能交通管理系统的分析与实现

我们所开发的基于GIS的智能交通管理系统硬件平台可为小型机或服务器，服务器操作系统可为Unix或Windows2000及以上版本。数据库管理系统为Oracle8.0及以上版本。系统开发平台为VisualC++6.0，GIS开发平台为MaPhifo及MaPX。该系统主要是针对是在湖州市交警支队的需求进行分析与实现的。

（一）系统总体建设目标

我们开发智能交通管理系统的目的是为了提高基层交警中队（包括镇区中队、省国道中队、农村中队）的实战能力、工作效率、服务质量和决策水平。具体功能目标如下：

（1）在同一应用平台上，实现基层中队对机动车、驾驶人交通违法行为和交通事故信息的采集和处理，满足一线执法民警处理交通违法和交通事故的需求。

（2）实现机动车和驾驶人的户籍化管理，建立辖区内机动车和驾驶人相关信息的更新维护机制。

（3）实现对辖区内相关单位（机关、运输企业、学校、驾校）交通安全等基础信息的更新维护机制，确保基层民警及时掌握本辖区的交通安全管理情况。

（4）实现基层大、中队对日常业务工作台帐的计算机化管理。

（5）实现机动车、驾驶人、交通违法和交通事故等信息的关联查询，建立公安交通管理信息的综合查询机制。

（6）建立有效的信息发布、业务监督和工作考核机制。

（二）数据采集与地理编码

将湖州市1:5000地图数字化并转换为MaPInfoTable文件格式的电子地图。在MaPInfo中完成了地图编辑、图层添加和地理信息编码等工作。该电子地图主要分为三层：基本层，信息层和详细层。电子地图与一个空间属性数据库关联，在空间属性数据库中存放与电子地图对应的相关属性信息。

（三）系统运行的网络环境

该智能交通管理系统运行的网络环境如图1所示。

（四）系统的功能设计

通过“智能交通管理系统”实现机动车/驾驶人相关信息！的关联查询，实现主要业务台帐的计算机管理，实现机动车/驾驶人户籍信息的采集、更新和汇总，实现交通违法信息、交通事故信息的采集、录入。系统具有以下基本功能：

（l）数据采集功能

1）交通事故的采集！录入功能：依据《交通事故处理程序规定》，实现交通事故数据的采集与录入。

2）非现场违法数据的采集功能：能够将各类非现场车违法信息自动导入“交通违法业务系统”数据库。

（2）系统管理功能

系统管理主要包括用户权限管理、数据维护、功能维护、设备信息管理、口令修改、系统配置等功能。

（3）信息查询功能

1）机动车信息查询：提供本辖区内和全国范围的机动车登记信息查询，并可实现机动车违法记录/事故记录信息的关联查询。

2）驾驶人信息查询：提供本辖区内和全国范围的驾驶人管理信息查询，并可实现违法记录/事故一记录等信息的关联查询。

3）交通事故信息查询：提供本辖区内发生的道路交通事故信息查询，以及本辖区内的机动车/驾驶人事故信息查询。

（五）信息共享要求

在建设“智能交通管理系统”时，我们充分考虑了平台与现有的机动车登记、驾驶证管理、交通事故处理、交通违法业务处理、危险化学品运输管理等系统的互通共享。在录入和更新平台相关信息时，能自动调用现有的机动车登记和驾驶人管理等信息，实现路面执法与源头信息、管理的共享，提高执法效率和管控水平。如图2所示。

四、结论

基于GIS的智能交通系统为现代化交通指挥中心提供了集控制、管理、决策于一体的软件平台。它利用先进的信息处理技术、导航定位技术、无线通信技术、自动控制技术、图像分析技术和计算机网络等技术，为加强道路、车辆、驾驶员和管理人员的联系，而建立起的一种在大范围内，全方位发挥作用的，实时、准确、有效的综合交通管理系统。将数据挖掘技术应用于智能交通管理系统，提取出隐藏在数据之中深层次的、关于数据整体特征描述和数据发展趋势的预测信息和知识，对于交警部门实时监测路面状况和交通流量，及时采取相关措施，有效疏导交通阻塞，减少交通违法、交通事故的发生都具有重大的意义。

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