GIS在城市智能交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

鄔佳佳

南京萊斯信息技術(shù)股份有限公司 江蘇南京 210000

城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通系統(tǒng)的發(fā)展息息相關(guān)，影響著城市中人們的生活。而隨著交通的發(fā)展，交通系統(tǒng)帶來的種種問題也逐漸顯現(xiàn)。車輛的數(shù)量逐年增多，逐漸帶來越來越多的交通堵塞和交通事故，環(huán)境污染也日漸嚴(yán)重，這些問題使交通系統(tǒng)的管理逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，為推動(dòng)城市的發(fā)展，城市交通問題需盡快得到解決。對(duì)于現(xiàn)階段交通系統(tǒng)壓力大的問題，政府和相關(guān)部門應(yīng)采取加大對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，拓寬路面、改造現(xiàn)有路網(wǎng)系統(tǒng)等措施環(huán)節(jié)交通擁擠的狀況。與此同時(shí)，交通系統(tǒng)綜合人、車、路等多方面要素，因此要從系統(tǒng)的角度加以分析和管理，積極使用新的科學(xué)技術(shù)手段建立交通數(shù)據(jù)庫，提高管理水平，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、智能化的管理。

1 GIS—地理信息系統(tǒng)

GIS即地理信息系統(tǒng)，是一個(gè)功能多樣且復(fù)雜的系統(tǒng)，可以對(duì)地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、編輯和分析處理。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和管理，也能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)。它將信息和計(jì)算機(jī)科學(xué)、設(shè)計(jì)科學(xué)、測(cè)繪科學(xué)相融合，是一個(gè)具有多技術(shù)及基礎(chǔ)的智能化系統(tǒng)。它的信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析能力使其具有預(yù)測(cè)價(jià)值，常常被應(yīng)用于交通運(yùn)輸、路線分析等方面[1]。

2 ITS——智能交通管理信息系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)是一種用于交通系統(tǒng)中的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)，涉及計(jì)算機(jī)、控制技術(shù)、傳感器、數(shù)據(jù)通信、人工智能等先進(jìn)科技，具有安全、環(huán)保、高效率、節(jié)源等特點(diǎn)，又被稱為“智能運(yùn)輸系統(tǒng)”。現(xiàn)階段，智能交通系統(tǒng)在城市信息化建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，可以直觀展現(xiàn)地圖圖像等信息，將數(shù)據(jù)可視化，還能對(duì)道路擁堵狀況狂進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的智能化管理，為社會(huì)提供信息化的服務(wù)。智能交通系統(tǒng)的存在為城市提供了多方位的便利，它為城市中的人們做出路線的最優(yōu)化選擇，實(shí)現(xiàn)人、車的分流，一定程度上緩解交通擁堵。同時(shí)也減少了汽車尾氣的排放，降低空氣污染。地理信息系統(tǒng)的引入，為智能交通系統(tǒng)的發(fā)展提供了更加巨大的幫助。

3 基于GIS的智能交通管理系統(tǒng)

在交通領(lǐng)域，信息過于復(fù)雜，且常處于動(dòng)態(tài)變化之中，因此對(duì)信息的管理也具有精度高的要求，GIS相比于原有的技術(shù)具有更強(qiáng)大的功能，能實(shí)現(xiàn)對(duì)地形的分析、動(dòng)態(tài)信息的分段及疊加等[2]。智能的交通管理系統(tǒng)不僅能夠提供呈現(xiàn)道路網(wǎng)、地形、地標(biāo)等靜態(tài)的基本交通信息，也能夠呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)的交通實(shí)施狀況、交通擁堵情況等信息。而GIS的加入可以發(fā)揮出其開放性的優(yōu)勢(shì)，更好地發(fā)揮智能交通管理系統(tǒng)的功能，將管理技術(shù)與方法更加廣泛地落實(shí)和應(yīng)用。

基于GIS的智能交通管理系統(tǒng)能夠運(yùn)用多媒體技術(shù)，將地理位置及相關(guān)其他信息有機(jī)結(jié)合，根據(jù)用戶的需求提供詳盡、分層的圖文信息。而交通管理系統(tǒng)——GIS-T的產(chǎn)生，則是GIS與傳統(tǒng)的交通信息處理方式相結(jié)合的延伸。GIS技術(shù)的有效利用能將收集來的交通信息進(jìn)行分析、處理并挖掘出深層價(jià)值，并在其所構(gòu)建出的智能交通管理系統(tǒng)的共用信息平臺(tái)中直觀顯示。

交通管理的各個(gè)環(huán)節(jié)都可以應(yīng)用GIS-T，它的交通信息服務(wù)和管理功能十分強(qiáng)大。城市智能交通管理系統(tǒng)的功能多樣化，這是因?yàn)樗慕M成十分復(fù)雜，需要多個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)共同支持和協(xié)作，這些子系統(tǒng)對(duì)于信息的需求不同，對(duì)信息的操作和處理也不盡相同。駕駛員管理、車輛管理、交通信號(hào)燈控制、城市出入管理、交通流量監(jiān)測(cè)、交通事故處理、GIS綜合管理、GPS巡邏車管理、車輛違章監(jiān)控與處理、基于WEB的交通信息發(fā)布的系統(tǒng)共同組成了城市智能交通管理系統(tǒng)。

智能交通信息系統(tǒng)中GIS的應(yīng)用為交通設(shè)計(jì)部門提供了數(shù)字地形模型分析功能，在其勘測(cè)服務(wù)中發(fā)揮了重要的輔助作用。它能夠根據(jù)比例尺進(jìn)行地圖信息的雙向轉(zhuǎn)換，可對(duì)交通狀況及信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的可視化展現(xiàn)。它將動(dòng)態(tài)的交通信息進(jìn)行收集和統(tǒng)一，為需要這些數(shù)據(jù)的相關(guān)部門和用戶提供信息獲取、信息分析、信息操作等功能，根據(jù)專題地圖收集和分析車流量的變化情況為它們提供最合理、最高效的優(yōu)質(zhì)運(yùn)輸線路，提供決策參考。

在道路和交通系統(tǒng)日漸復(fù)雜的今天，交通系統(tǒng)的管理對(duì)地理信息的要求日漸提高，這意味著對(duì)數(shù)據(jù)的處理、分析技術(shù)要求也在提高，而GIS的技術(shù)能力恰恰在此時(shí)派上用場(chǎng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效儲(chǔ)存和管理，同時(shí)，這樣的環(huán)境也會(huì)促進(jìn)它不斷發(fā)展和進(jìn)步，研發(fā)新的技術(shù)，以解決即將面臨的更多挑戰(zhàn)。

4 基于GIS的城市智能交通管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

交通管理部門的運(yùn)作是若干個(gè)負(fù)責(zé)處理交通信息的子系統(tǒng)共同協(xié)作的結(jié)果，它們不僅需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和管理，有些種類的數(shù)據(jù)甚至需要專門部門進(jìn)行處理，以此得到大量信息的支持。GIS系統(tǒng)的優(yōu)越性在于它創(chuàng)建了一個(gè)可以統(tǒng)計(jì)和交換數(shù)據(jù)的框架，可以將不同類型的數(shù)據(jù)整理在一個(gè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中進(jìn)行集中，供交通管理的各個(gè)部門進(jìn)行訪問，以提取相應(yīng)部門需要的信息與數(shù)據(jù)。對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和整理可以作為相關(guān)決策的輔助依據(jù)。

4.2 數(shù)據(jù)協(xié)同

交通管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)涉及范圍廣，數(shù)據(jù)量極大，數(shù)據(jù)類型多，標(biāo)準(zhǔn)不一，這意味著數(shù)據(jù)的管理和分析難度也極大，所以數(shù)據(jù)的采集和維護(hù)十分重要。GIS在智能交通管理系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，需要數(shù)據(jù)協(xié)同處理技術(shù)的支持。交通數(shù)據(jù)的獲取、以及數(shù)據(jù)的質(zhì)量和交換需要達(dá)成統(tǒng)一管理，這樣才能充分發(fā)揮GIS系統(tǒng)的優(yōu)越作用，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

4.3 實(shí)時(shí)GIS

地理數(shù)據(jù)的采集和交通信息的管理一樣，使用動(dòng)態(tài)的持續(xù)的過程。現(xiàn)階段，已經(jīng)有對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取管理的成熟技術(shù)應(yīng)用，如車輛上的GPS定位系統(tǒng)可以通過將車輛位置信息進(jìn)行上傳到交管中心的方式，在交管中心中可視化出道路的擁堵情況。交管中心將信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、整理與分析后可以對(duì)車輛進(jìn)行反饋。數(shù)據(jù)的收集、獲取以及空間數(shù)據(jù)的融合對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理十分重要。

4.4 分布式計(jì)算

現(xiàn)階段，用戶已經(jīng)可以和計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈接，同以往相比，數(shù)據(jù)間獲取、交流更加及時(shí)，數(shù)據(jù)的容量更大，涉及范圍更廣。計(jì)算機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)際載體可被看做具有分布式特點(diǎn)的可移動(dòng)信息實(shí)體。GIS技術(shù)的應(yīng)用隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展擁有著越來越廣的適用范圍。交通系統(tǒng)中遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的連接和數(shù)據(jù)共享是GIS在交通系統(tǒng)領(lǐng)域中最廣泛的應(yīng)用，可以更加合理地利用系統(tǒng)中資源。

5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

5.1 賦予車輛唯一身份證號(hào)

為車輛賦予身份證號(hào)是一個(gè)操作性、實(shí)用性均具有一定有優(yōu)勢(shì)的辦法。每一輛車的身份證號(hào)碼不能被更換，從出售開始便被賦予，此號(hào)碼將綁定后續(xù)該車料的相關(guān)所有技術(shù)資料以及檔案信息。這些信息會(huì)被記錄到車輛數(shù)據(jù)庫，加入到全國聯(lián)網(wǎng)的信息管理系統(tǒng)之中。車輛的身份證號(hào)碼一經(jīng)生成不可變更，不會(huì)跟隨車輛的轉(zhuǎn)移變更而變化，存儲(chǔ)在車輛的固定位置。車輛身份證號(hào)的存在會(huì)使相關(guān)違章事故以及汽車的管理變得更加快捷和方便。

5.2 建立車輛管理信息系統(tǒng)

車輛管理信息系統(tǒng)的建立是十分必要的，且應(yīng)建立全國范圍的大型系統(tǒng)。車輛的流動(dòng)性大，在這樣的系統(tǒng)中，車輛的相關(guān)費(fèi)用可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)清繳結(jié)算，規(guī)避現(xiàn)金、現(xiàn)場(chǎng)結(jié)算帶來的種種不便及其他弊端。

5.3 設(shè)置車輛身份識(shí)別接收裝置

目前我國已實(shí)現(xiàn)多功能綜合技術(shù)對(duì)車輛的檢測(cè)。電子技術(shù)的發(fā)展為交通檢測(cè)技術(shù)帶來了變革，和微處理機(jī)技術(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了可以對(duì)車輛的實(shí)時(shí)速度、道路擁堵情況、車輛的數(shù)量等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀況的動(dòng)態(tài)捕捉[3]。

在車流量大的關(guān)鍵地點(diǎn)可設(shè)置車輛身份的識(shí)別和接收裝置，這些地點(diǎn)主要包括： 車輛費(fèi)用結(jié)算及征收地點(diǎn)；交通道路的流量測(cè)量關(guān)鍵點(diǎn)；車輛信息檢查檢測(cè)點(diǎn)。可在加油站、加氣站、維修站、停車場(chǎng)等服務(wù)場(chǎng)所設(shè)置此類接收裝置，不僅可以為車輛提供相關(guān)服務(wù)，這些接收裝置還能通過GPS定位系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行追蹤和定位，并將位置信息上傳到車輛追蹤系統(tǒng)，避免全部車輛對(duì)GPS系統(tǒng)進(jìn)行安裝而產(chǎn)生的高額費(fèi)用。

5.4 電信和銀行系統(tǒng)充分配合和協(xié)作

電信部門和銀行系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行全方位的配合和協(xié)作。電信部門能夠提供必需、安全的網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)，而銀行系統(tǒng)對(duì)于車輛相關(guān)費(fèi)用的結(jié)算和劃撥發(fā)揮著重要作用。二者相結(jié)合可以大大提高辦事效率、更好的為交通系統(tǒng)及車輛服務(wù)。

5.5 交警部門利用車輛身份證加大查驗(yàn)力度

車輛身份證保證了車輛的合法，保障了交通系統(tǒng)的安全運(yùn)行，交通部門應(yīng)該發(fā)揮車輛身份證的優(yōu)勢(shì)，加大查驗(yàn)力度， 堅(jiān)決杜絕缺失或身份證損壞的車輛上路， 否則要嚴(yán)厲加以處罰。

6 結(jié)語

科技的發(fā)展與進(jìn)步使得GIS技術(shù)在城市交通管理系統(tǒng)得以應(yīng)用和發(fā)展，形成的GIS-T在信息產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。GIS系統(tǒng)改進(jìn)了傳統(tǒng)的圖像識(shí)別、車流量檢測(cè)等不夠完善的處理手段，使用更加高效的方式處理智能交通管理和控制中的信息和傳輸問題。使得相關(guān)部門對(duì)實(shí)時(shí)交通動(dòng)態(tài)的信息得以更好掌握，建立起全方位的管理網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，GIS-T系統(tǒng)將海量、動(dòng)態(tài)的交通數(shù)據(jù)統(tǒng)一收集與管理，輔助交通管理部門對(duì)交通管制、事故處理、車輛管理等方面進(jìn)行決策，實(shí)現(xiàn)處理的高效化、信息化，能夠緩解交通壓力，減少交通違章和事故的發(fā)生。同時(shí)，GIS技術(shù)也在不斷深入研究，GIS-T中存在的種種問題會(huì)隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步被逐步解決，從而更加促進(jìn)其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。GIS-T技術(shù)的廣大前景意味著在未來它會(huì)為交通現(xiàn)狀帶來更大改變，帶動(dòng)整體交通行業(yè)的進(jìn)步，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。