基于FLEX技術(shù)的交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)*

吳 勇， 曹 林， 代后建

(1．浙江師范大學地理與環(huán)境科學學院，浙江金華 321004;2．安徽通途信息技術(shù)有限公司，安徽合肥230088)

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市現(xiàn)代化水平的不斷提高，突發(fā)災(zāi)害事件對城市功能正常發(fā)揮的影響程度和波及范圍也越來越大．因此，建立應(yīng)急指揮系統(tǒng)，增強城市應(yīng)急反應(yīng)和防災(zāi)減災(zāi)能力，以最大限度減少人為事故或自然災(zāi)害事件對城市發(fā)展秩序和市民正常生活的不利影響是一件非常有意義的工作．而在交通系統(tǒng)日趨復(fù)雜、瞬息萬變的今天，單憑人的經(jīng)驗和現(xiàn)有手段已經(jīng)不能夠解決復(fù)雜的城市交通應(yīng)急問題，需要依靠高效的信息化工具、手段和方法來輔助人們進行應(yīng)急指揮決策．交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)能夠把各種信息集成起來，迅速傳遞到一個指揮中心，并能夠輔助相關(guān)人員進行科學的決策，進行聯(lián)動處置［1-3］．這個系統(tǒng)為政府實現(xiàn)決策的科學化提供了一個非常好的手段，對于改善和提高城市的管理水平將會起到很大的作用．

地理信息系統(tǒng)(GIS)作為一種決策支持系統(tǒng)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)從理論研究走向行業(yè)應(yīng)用［4-6］．與其他信息系統(tǒng)相比，它以直觀的方式在地圖上顯示數(shù)據(jù)，同時提供強大的空間分析功能，更加有利于從空間關(guān)系、空間分布中發(fā)現(xiàn)隱含的信息，為決策提供有力支撐［7-9］．在綜合應(yīng)急指揮決策體系中，一個非常重要的理念是能夠讓指揮員針對當前的形勢快速做出正確的決策，這就需要兩方面的重要支持:其一是要能夠?qū)崟r了解前線的信息;其二是要有相應(yīng)的輔助工具來支持領(lǐng)導(dǎo)的決策．而這兩方面都離不了GIS．

1 ArcGIS Server與FLEX

ArcGIS Server是一個發(fā)布企業(yè)級GIS應(yīng)用程序的綜合平臺，它提供了創(chuàng)建和配置GIS應(yīng)用程序和服務(wù)的框架，可以滿足各種客戶端的各種需求．ArcGIS Server本身對外提供的編程方式很多．本文首先利用ArcGIS提供的Geoprocessing制作成具體應(yīng)用模型，借助ArcGIS Server平臺對外發(fā)布，進而在客戶端通過ArcServer for FLEX API進行調(diào)用．

FLEX是可以在企業(yè)內(nèi)部或在Web上創(chuàng)建并交付豐富Internet應(yīng)用程序(RIA)，堪稱最完整、最強大的RIA開發(fā)解決方案．它使企業(yè)能夠創(chuàng)建個性化的豐富多媒體應(yīng)用程序，極大地提高用戶的體驗，徹底革新人與Web的交互關(guān)系．FLEX是Adobe公司最新的服務(wù)器端產(chǎn)品，該技術(shù)提供了一個新的、基于標準的語言和編程模型，其編程模型支持常用的設(shè)計模式，能夠使企業(yè)創(chuàng)建許多有吸引力的、交互的快速應(yīng)用，這些應(yīng)用會戲劇性地增強用戶的體驗、客戶的滿意度和用戶的工作效率．

FLEX對矢量地圖的支持及豐富的用戶體驗效果，使得利用FLEX建立美觀的互聯(lián)網(wǎng)地圖應(yīng)用程序成為可能．2008年4月，美國環(huán)境系統(tǒng)研究所(ESRI)率先推出的ArcServer for FLEX API是進行RIA開發(fā)的FLEX庫，基于該套API建立的WebGIS應(yīng)用運行速度快，比傳統(tǒng)的基于網(wǎng)頁的WebGIS具有更好的用戶體驗．使用ArcServer for FLEX API可以達到下面的效果:

1)顯示地圖數(shù)據(jù)并可以和數(shù)據(jù)交互;

2)在服務(wù)器上執(zhí)行空間處理模型并顯示結(jié)果;

3)基于ArcGIS Online上的底圖顯示自己的數(shù)據(jù);

4)根據(jù)屬性或者位置查找數(shù)據(jù)并顯示結(jié)果;

5)查找地址并顯示結(jié)果;

6)用創(chuàng)新的方式可視化結(jié)果．

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2．1 系統(tǒng)總體設(shè)計

基于GIS的綜合應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，結(jié)合ArcGIS桌面制作各種模型通過服務(wù)器發(fā)布，在ArcServer平臺之上提供各種功能單元，滿足交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)中的各種業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖1所示．

2．2 系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

2．2．1 應(yīng)急報警

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

通過這個模塊，可以迅速了解當前哪個位置發(fā)生了什么類型的緊急事故，以及和事故相關(guān)的詳細信息．使用動態(tài)分段技術(shù)可以定位路線上的某一特定點，也可以定位某一特定路段，在ArcGIS中進行動態(tài)分段需要網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集和動態(tài)分段表的支撐．若定位點，則分段表中只有路線編碼和樁號2個字段;若定位路段，則包含3個字段，即路線編碼、起點樁號和終點樁號．在本系統(tǒng)中，需要進行點的定位，因此分段表的字段是路線編碼和樁號．具體應(yīng)用過程如下:

1)從彈出的窗口中用鼠標點擊一下定位按鈕，觸發(fā)點擊事件，然后從地圖上顯示的高速公路、國省干線、縣鄉(xiāng)公路中通過鼠標點擊路線，來選擇報警的路線，就可以得到該條路線的名稱，見圖2．

2)跳轉(zhuǎn)到詳細信息填寫界面，在詳細信息界面中，填寫事故點發(fā)生的位置樁號，在地圖中確定其具體位置．

3)將查詢到的具體位置信息保存到詳細信息列表中，見圖3，通過點擊列表中的每條記錄，地圖以報警點進行動態(tài)移動，實現(xiàn)中心顯示．

圖2 樁號設(shè)置

圖3 列表顯示

2．2．2 救援查詢

本模塊實現(xiàn)了在事故點的緩沖范圍內(nèi)查詢救援物資和救援隊伍的功能．具體實現(xiàn)上使用了ArcGIS Server 9．3提供的Geometry Service和IdentifyTask技術(shù)．

1)救援物資．可以查詢突發(fā)交通事故點周圍多少km以內(nèi)的救援物資的分布情況、種類和數(shù)量等信息，可以通過點擊查詢的記錄將救援物資顯示在事故點的周圍，對事故救援提供保障，見圖4．

2)救援隊伍．可以查詢突發(fā)交通事故點周圍多少km以內(nèi)的救援隊伍的分布情況、人員數(shù)量、救援工具等信息．可以通過點擊查詢的記錄將救援隊伍顯示在事故點的周圍，為事故救援提供保障．

圖4 救援物資

圖5 疏散路徑分析

2．2．3 疏散路徑分析

通過在地圖上選擇路徑的起點(可多選)和路徑的終點，然后點擊疏散路徑分析按鈕，返回一個列表，將所有查詢到的路徑列出來．通過點擊列表中的各條記錄，可以在地圖上將路徑高亮顯示，見圖5．

該模塊借助ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析功能，完成高速路網(wǎng)中兩點間最短路徑分析，包括數(shù)據(jù)準備、模型制作與發(fā)布、前臺調(diào)用．網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的制作與發(fā)布全部在ArcGIS平臺中完成，模型包含了復(fù)雜的分析過程，這也減輕了客戶端開發(fā)的任務(wù)．最后一步是前臺調(diào)用．前臺調(diào)用的邏輯主要包括3個部分，用戶設(shè)置起終點、調(diào)用模型、模型返回結(jié)果響應(yīng)．按照調(diào)用的時間順序，結(jié)合程序代碼對前臺調(diào)用邏輯進行如下詳細說明．

用戶在點擊選擇工具時將觸發(fā)activateIdentifyTool()方法，代碼如下:

private function activateIdentifyTool():void{

var status:String="點擊標注";

setMapAction(Draw．MAPPOINT，status，drawEnd);}

其中，status用作控制工具欄的狀態(tài)，setMapAction方法中的參數(shù)drawEnd是一個回調(diào)函數(shù)，用戶在圖上選擇起終點完畢后將觸發(fā)該方法．

private function drawEnd(event:DrawEvent):void{

if(p==0){

ruteGraphicsLayer．clear();

myGraphisLayer．clear();)

p=p+1;

var object:String=new String(p);

event．graphic．a(chǎn)ttributes=object;

event．graphic．symbol=ifs;

var graphic:Graphic=new Graphic(event．graphic．geometry);

plist．push(graphic);

myGraphicsLayer．a(chǎn)dd(event．graphic);//將選中的點顯示在地圖上 }

該方法的作用是將用戶選擇的點在地圖上顯示，并將兩點保存到數(shù)組plist中，plist將作為輸入?yún)?shù)被傳遞到模型中，它與模型中的Input Stops對應(yīng)．參數(shù)準備完畢后，開始調(diào)用模型:

private function doShortestRoute():void{

if(plist．length==0){

Alert．show("請在地圖上選擇點!");}

else if(plist．length==1){

Alert．show("請在地圖上再選擇一個點!");}

else if(plist．length ＞ 2){

clear();

plist=new Array();

Alert．show("只可以在地圖上選擇2個點進行分析!");}

else{

CursorManager．setBusyCursor();

//設(shè)置Geoprocessing服務(wù)的輸入?yún)?shù)

var featureSet:FeatureSet=new FeatureSet(plist);

var params:Object={"Input_Stops":featureSet};

//進行分析成功調(diào)用onResult方法，失敗調(diào)用onFault方法

gp．execute(params，new AsyncResponder(onResult，onFault));}

}

doShortestRoute()方法首先對參數(shù)設(shè)置情況進行檢查，確保用戶已經(jīng)在地圖上選擇2個點，然后設(shè)置光標狀態(tài)為“忙碌”，對模型進行異步調(diào)用，并設(shè)置了對調(diào)用結(jié)果的回調(diào)函數(shù)．當調(diào)用成功返回結(jié)果時，通過調(diào)用on-Result()方法，在地圖上顯示最短路徑．

2．2．4 在線資源調(diào)度

該功能主要實現(xiàn)對移動設(shè)備的監(jiān)控，將移動設(shè)備(車輛)在公路上的運行情況直觀地反映到電子地圖上，設(shè)備的位置信息流向如圖6所示．通過安裝在救援車輛上的GPS定位設(shè)備，向中轉(zhuǎn)服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，中轉(zhuǎn)服務(wù)器可以將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，方便以后進行歷史軌跡回放和信息的瀏覽，同時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)Web頁面，在地圖上實時展示，方便領(lǐng)導(dǎo)及時了解當前救援隊伍的前進情況．

為接收從移動設(shè)備上發(fā)送的GPS數(shù)據(jù)，需要建立單獨的服務(wù)器，該服務(wù)器接收GPS數(shù)據(jù)后進行重新的解析、封裝，封裝得到的數(shù)據(jù)格式如表1所示:

圖6 在線資源調(diào)度

表1 服務(wù)器接收并封裝的數(shù)據(jù)格式

數(shù)據(jù)解析完成后保存到數(shù)據(jù)庫中，同時通過ServerSocket向Web前臺發(fā)送數(shù)據(jù)，ServerSocket用于服務(wù)器端，Socket是建立網(wǎng)絡(luò)連接時使用的．在連接成功時，應(yīng)用程序兩端都會產(chǎn)生一個Socket實例，操作這個實例，完成所需的會話．在本系統(tǒng)中，服務(wù)器和客戶端的會話內(nèi)容就是傳送移動設(shè)備的位置信息．

服務(wù)器端的核心代碼如下:

public void sendData()

{

int PORT=8888;//偵聽端口

ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(PORT);while(true)

{

socket=serverSocket．a(chǎn)ccept();// 等待連接

OutputStream os=sockert．getOutputStream();// 獲取輸出流

os．write(data);// 寫入數(shù)據(jù)

ServerThread st=new ServerThread(socket);//處理鏈接的線程類

new Thread(st)．start();//啟動線程處理

}

由于客戶端采用FLEX技術(shù)，沒辦法直接使用JAVA中的Socket去接收數(shù)據(jù)，但FLEX所使用的腳本語言actionscript中提供了另一個對象XMLSocket，它可以接受字符或XML格式的數(shù)據(jù)，這樣在前臺就能通過綁定IP地址和端口號與服務(wù)器進行通信了．

客戶端連接服務(wù)器的核心代碼如下:

function conectServer():void

{

xmlsock=new XMLSocket();//聲明一個XMLSocket連接

configureListeners(xmlsock);

StartButton．enabled=false;//連接到本機端口8800

StopButton．enabled=true;

xmlsock．connect("192．2．200．14"，8800);

}

其中，configureListeners(xmlsock)是進行XMLSocket的事件監(jiān)聽設(shè)置，當服務(wù)器通過特定端口號對外發(fā)送數(shù)據(jù)時，就會觸發(fā)在此處設(shè)置的DataEvent．data事件，客戶端接受到數(shù)據(jù)后就會執(zhí)行該事件對應(yīng)的監(jiān)聽器dataHandler()．dataHandler()方法解析獲取的數(shù)據(jù)，提取其中的位置信息保存到數(shù)組中，調(diào)用AddPoints()方法，在地圖上顯示移動設(shè)備的位置．由于中轉(zhuǎn)服務(wù)器會不斷地向前臺發(fā)送數(shù)據(jù)，移動設(shè)備的位置在不斷地被刷新，就能在地圖上模擬出車輛的移動過程．

3 結(jié)論和討論

從功能上說，本系統(tǒng)可以幫助指揮員迅速查詢發(fā)生事故的路線，根據(jù)路線樁號定位具體事故地點，借助GIS提供的緩沖區(qū)分析功能，指揮員可迅速查找事故發(fā)生地附近的救援物資和救援隊伍，而系統(tǒng)提供的最短路徑分析功能，則為救援物資和人員在第一時間流向事故現(xiàn)場提供了保障;從技術(shù)上說，本系統(tǒng)融ArcGIS Server、FLEX技術(shù)為一體，視圖層采用FlexView框架，保證了程序的擴展性、靈活性和易維護性．

總體上說，系統(tǒng)可以在應(yīng)急指揮業(yè)務(wù)流程中發(fā)揮一定作用，但也存在一定的問題，如對事故現(xiàn)場信息采集單一，只能查詢救援物資和救援隊伍的分布與數(shù)量，無法了解物資與人員的具體情況等，針對系統(tǒng)中存在的問題，在后續(xù)的系統(tǒng)維護階段中，將完善以下功能:

1)添加視頻監(jiān)控功能，使指揮員可以更加清楚地了解事故現(xiàn)場的具體情況;

2)提供與公路管理系統(tǒng)的對接功能，保障指揮員對救援物資和人員情況的準確了解;

3)改進最短路徑功能，在設(shè)置障礙點的情況下進行路徑分析;

4)保存決策指揮過程，為事后分析決策過程提供依據(jù)．

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