基于Android平臺的交通事件采集系統設計與實現

朱 寧

（連云港市生產力促進局，江蘇連云港 222006）

0 引言

智能交通是將數據通信電子控制計算機處理等先進技術有效的綜合運用于地面交通管理所建立的一種實時、準確、高效、大范圍全方位發揮作用的交通運輸管理系統。它是充分發揮現有交通基礎設施潛力，提高運輸效率，保障交通安全，緩解交通擁擠的有利措施。

近年來，我國城市中的交通堵塞、事故頻繁和環境污染日益嚴重。面對這種交通狀況和嚴峻挑戰，各地政府投入了大量人力物力進行改善，如擴充道路、增加警力、加強行政管理等等，但效果均不盡如人意，一段時間后又會出現新的困擾，因此智能交通系統已經成為政府關心的焦點和專家關注的熱點。

智能交通將有效地利用現有交通設施減少交通負荷，保證交通安全，提高運輸效率，促進社會經濟發展，提高人民生活質量，目前已成為交通管理手段的新發展方向。

本文闡述了基于Android系統的交通信息采集系統的設計和實現過程，并展示部分設計成果。

1 功能需求設計

1.1 用戶群說明

移動終端用戶：移動終端用戶為通過Android系統智能手機下載使用系統終端的用戶。

停車場信息發布用戶：經認證用戶或合作用戶如停車場經營者、商場、超市管理員，可以使用系統提供第三方開發API向系統提交可用停車位信息。

系統管理員：系統管理員可以使用后臺管理系統，監控路況信息、發布緊急信息、發布系統通知等。

1.2 各系統需求說明

1.2.1 移動終端應用系統

（1）事件信息報送功能

用戶能夠輸入描述、選擇信息類型、事件影響范圍、方向等向系統報送交通信息。可選的信息類型有：事故、施工、其它；可選的影響車道數有：一車道，兩車道、三車道、四車道、全部；可選的方向有：向東、向南、向西、向北、雙向。用戶可以選擇當前時間，也可以修改時間，作為報送時間。

GPS位置信息調用：用戶通過使用移動設備的GPS功能，獲取、報送實時GPS位置信息，也可以手動修改位置信息。

事件拍照：用戶能夠使用移動設備的攝像功能，拍攝事件現場圖片，并作為附件加入要報送的信息之中。

（2）地圖路況信息展示功能

用戶可以在終端查看交通地圖，所有的交通信息被加載顯示在地圖上。

GPS定位功能：利用手機自帶GPS或者使用手機網絡定位用戶當前位置，加載周邊信息。

當前交通路況顯示：終端系統從后臺服務器端獲得當前交通路況信息，并以不同顏色繪制在地圖上。

交通事件信息顯示：終端系統接收到服務器端推送的交通事件信息，系統應能夠以圖標方式標記在地圖上，點擊圖標可以查看詳情。同時，每個交通事件具有一定的有效時間，在其有效時間結束后，該信息應該能夠從地圖上自動移除。

停車信息顯示：系統能夠將后臺數據庫中記錄的公共停車場位置信息和用戶好友私人停車位置信息加載并顯示在終端地圖上。

地圖信息分層顯示功能：系統地圖支持信息分層顯示，用戶可以選擇地圖所加載的信息類型，以查看特定種類的信息。

（3）停車信息展示和查詢功能

停車信息發布：用戶可以發布停車信息，包括停車場名稱、剩余停車位情況、收費等信息，并可以選擇停車信息的類型是公共的（所有人可以）還是私人的（僅用戶好友可見），根據類型不同提供必要的詳情信息即可提交等待審核。

停車信息展示功能：系統支持兩種停車信息展示方法：地圖展示和列表展示。地圖展示直接在路況地圖上以圖標方式標記位置，點擊圖標以查看詳情；列表展示將所有信息以文字列表方式給出。每種方式均支持公共停車信息和私人停車信息的分別顯示。

停車信息詳情：公共停車位置信息應該包括停車場名稱、地址、剩余停車位情況（有車位、車位緊張、無車位）、收費等信息。私人停車位置信息包括信息提供人，描述或說明。

停車信息查詢：對于列表方式，用戶可以以文字方式輸入地理位置，系統搜索該地理位置周邊的公共及私人停車信息，以分類列表方式顯示結果。

1.2.2 后臺管理系統

（1）事件信息接收和發送功能

數據接收及解析：后臺系統能夠自動監聽并接收手機端報送的交通事件和停車場信息等，將封裝在其中的信息解析并提取出來。

數據信息存儲：系統將接收到的事件記錄以一定規則存入到數據庫中。

數據封裝：系統按照一定標準，根據數據信息類型的不同，以不同方式封裝，準備發送。

基于客戶端請求的被動發送：系統能夠根據接收到的客戶端請求，將相關的返回信息通過網絡發送到客戶端。

主動信息推送：后臺管理系統能夠按照既定規則主動地將數據信息推送給客戶端。

（2）事件信息處理功能

數據內容審核：系統支持對接收到的信息進行審核，過濾掉非法信息，可以進行增刪改查等功能。

數據聚集：系統能夠通把接收到的信息按照一定的標準，例如地點、時間、事件類型等進行聚集分類，可以通過人工方式或支持部分自動方式。

數據識別：對于重復報送的交通事件，系統通過人工或自動方式進行識別、匹配、過濾這些相同的數據報送，避免出現重復、冗余記錄。

（3）實時路況數據疊加功能

實時數據更新：后臺管理系統支持交通事件信息、服務信息、路況信息的實時更新，支持列表隊列形式的數據管理模式，實時地將最新數據加入到待處理隊列中。

地圖匹配疊加：后臺管理系統支持實時地、疊加地將接收到的事件信息、停車場信息匹配顯示在監控地圖中，便于管理。

2 概要設計

系統總體目標主要是實現基于移動互聯網的交通信息采集和應用功能，主要包括移動終端的應用系統和后臺管理系統兩大功能系統。其中，移動終端的應用系統主要完成事件信息報送功能、地圖路況信息展示功能、停車信息展示和查詢功能等；后臺管理系統完成事件信息接收和發送功能、事件信息處理功能、實時路況數據疊加功能等。

根據需求分析，系統分為3部分：（1）移動終端應用子系統；（2）中心端服務子系統；（3）后臺管理子系統。

2.1 移動終端應用子系統架構

系統通過接入層與操作系統、網絡通信以及硬件設備進行交互，接入層的目的是向上層提供系統外部軟件、硬件資源支持，在手機終端系統中，接入層負責管理系統與Android操作系統之間的交互，硬件方面負責調用系統網絡通信設備，GPS設備以及手機的攝像頭、語音接收和輸出設備，從而為上層服務的調用提供支持。

數據層：負責對系統數據進行管理和存儲。終端系統中，本層數據存儲形式分為數據文件存儲和數據庫存儲兩類。其中，數據文件存儲的內容包括系統配置文件和用戶操作過程中產生的臨時數據文件；數據庫存儲通過輕量級數據庫技術對交通事件信息、交通服務信息和用戶信息進行管理。

服務層：服務層獨立出來置于底層數據層和接入層之上，用于提供與具體業務邏輯無關的基礎支持資源、服務和接口。終端系統中，服務層包括系統通信服務、數據服務、圖像獲取服務、路況地圖加載服務、GPS定位服務；除此之外，還包括了系統與第三方外部構件進行交互的接口服務，以及為系統運行提供支持的異常處理服務。

應用層：應用層提供了系統的核心業務邏輯功能，通過利用底層的服務相互組合、調用得以實現。終端系統中提供的業務應用功能包括：事件信息報送功能、事件信息展示和查詢功能、地圖路況信息展示功能、系統管理功能。每項功能中又包括了多個子功能，綜合調用底層的各項服務，組合實現目標業務模型。

表示層：表示層負責將系統功能展示給用戶，接收用戶的輸入信息和請求，顯示運算和操作結果給用戶，是用戶與系統發生交互的媒介。終端系統中，表示層包括了系統單點登錄、系統首頁管理、系統界面個性化配置等功能，以及觸摸界面交互和語音交互兩種交互模式管理。

2.2 中心端服務子系統架構

接入層：中心端服務子系統通過接入層與操作系統、網絡通信以及硬件設備進行交互。與手機終端系統不同，中心端接入層負責管理系統與服務器Windows Server操作系統之間的交互，以及系統的網絡通信。中心端的網絡通信包括了與外部Internet進行的通信和組織內部的局域網絡通信。

數據層：負責對中心端系統數據進行管理和存儲。中心端系統集中存儲了從各終端獲取到的各類交通信息以及用戶信息。中心端數據存儲形式同樣分為數據文件存儲和數據庫存儲兩類。其中，數據文件存儲的內容包括系統配置數據和用戶的個人信息數據文件；數據庫存儲使用SQL Server對信息進行存儲，包括了交通事件信息數據庫、交通服務信息數據庫和用戶信息數據庫，此外還有用于系統管理和維護的系統配置管理信息數據庫。

支撐層：支撐層用于提高跨領域的、業務無關的、通用的基礎服務構件和框架系統。與服務層相比，支撐層更為獨立，與系統業務關系更少，所以其可復用性更高，提供了針對某一技術的核心實施方法。中心端的支撐層包括：基于SOA的輕量級Web服務框架，提供了中心端所提供服務的規范和運行框架。數據對象訪問框架，提供了中心端數據訪問的解決方案，使系統能夠高速處理大量數據，同時降低系統數據層與服務層的依賴性，便于數據的遷移、維護。互聯網信息服務系統，提供了中心端系統運行環境。基于MQTT協議的信息主動推送框架，為中心端系統主動向終端系統推送數據提供了解決方案。

服務層：中心端服務層置于數據層和支撐層之上，提供了基礎支持資源、服務和接口，為應用層提供數據處理、通信管理等功能。中心端系統中，服務層包括系統通信服務、數據訪問服務、數據封裝與解析服務、數據信息審核服務、數據信息識別服務、數據信息聚集服務。此外，還提供了外部數據接口服務，用于接收其他系統推送過來的數據。最后還有為系統運行提供支持的異常處理服務。

應用層：應用層提供了系統的核心業務邏輯功能，中心端系統中，業務邏輯功能以Web服務的形式進行包裝，接收終端系統發送過來的請求并回應。中心端系統中提供的功能包括：交通事件信息接送和發送功能、用戶信息服務，每項服務中包括了多個子功能。交通事件信息發送服務中，提供了基于客戶端請求的被動發送功能和主動信息推送功能兩種發送模式。

2.3 后臺管理子系統架構

接入層：后臺管理子系統通過接入層與操作系統、網絡通信以及硬件設備進行交互。由于都是在組織內部局域網絡中運行，運行環境基本相同，所以后臺管理子系統接入層與中心端接入層功能相似，均包括與操作系統的交互以及與外部網絡和內部網絡的通信。

支撐層：后臺管理子系統支撐層包括了.NET Framework 4.0開發框架，互聯網信息服務系統，以及基于WPF技術的圖形界面處理框架。此外，由于后臺管理子系統主要用于管理中心端的數據信息，所以本地并沒有數據層存儲，而是在支撐層提供了遠程數據對象訪問框架，用于在局域網絡中對遠程的中心端數據進行訪問。

服務層：后臺管理子系統的服務層與中心端子系統相比，同樣提供了系統通信服務、數據封裝與解析服務，但是沒有提供本地數據訪問服務和相關數據處理服務。相反，后臺子系統提供了實時數據更新服務和事件隊列管理服務，用于數據的實時更新和處理。此外，后臺子系統還提供了端口管理服務負責維護與中心端的連接端口，以及服務器狀態監測服務，用于監測中心端系統的運行狀態。后臺子系統還提供了第三方數據接口服務，用于接收外部系統推送過來的數據，還有系統異常處理服務。

應用層：后臺管理子系統應用層提供的業務功能主要集中于對中心端數據的監測和維護，具體功能包括：交通事件地圖顯示功能，交通事件信息數據管理，用戶管理和系統管理。交通事件地圖顯示功能中，系統提供了實時數據顯示和地圖匹配功能，便于管理人員進行監控。

表示層：表示層負責將中心端數據監測信息展示給用戶，提供一定的統計功能，并接收用戶的維護操作和請求，顯示運算和操作結果。后臺管理子系統中，表示層包括了管理系統單點登錄、地圖實時更新、圖形化數據顯示等功能，并使用Ext JS用戶界面和WPF圖形界面與用戶進行交互。

3 結語

利用Android平臺設計與實現的交通事件采集系統，能更方便的查新停車場信息，方便汽車駕駛員參考，這將豐富Android個性化應用。

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