基于WebGIS的城市交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

曹先密,楊金玲,黃聲享,陳 陽

(1.武漢大學(xué) 測繪學(xué)院,湖北 武漢 430079;2.精密工程與工業(yè)測量國家測繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430079;3.黑龍江工程學(xué)院 測繪工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 15005)

基于WebGIS的城市交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

曹先密1,2,楊金玲3,黃聲享1,2,陳 陽1

(1.武漢大學(xué) 測繪學(xué)院,湖北 武漢 430079;2.精密工程與工業(yè)測量國家測繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430079;3.黑龍江工程學(xué)院 測繪工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 15005)

城市交通應(yīng)急救援指揮的科學(xué)決策需要強(qiáng)大的軟件支持。介紹基于WebGIS的濟(jì)南市交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng),說明系統(tǒng)開發(fā)方案、體系結(jié)構(gòu)、功能和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),詳述AJAX技術(shù)、最優(yōu)路徑分析和救援車輛監(jiān)控技術(shù),較好地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能。

WebGIS;應(yīng)急救援指揮系統(tǒng);城市交通;SuperMap IS.NET

交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的建立能為救援指揮者提供有效的決策支持,提高救援效率,對(duì)減少交通事故造成的生命財(cái)產(chǎn)損失有現(xiàn)實(shí)意義[1]。近年來各地交通管理部門建立了一些應(yīng)急管理信息系統(tǒng)(平臺(tái)),如車站設(shè)備環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) EMCS(Energy M anagement Control System)、防災(zāi)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)FAS(FireA larm System)等,雖然在一定程度上發(fā)揮著重要作用,但由于各部門系統(tǒng)之間缺乏信息溝通與共享,且各自擁有信息的融合度也很低,當(dāng)發(fā)生交通突發(fā)事件時(shí),難以有效地組織各方力量協(xié)調(diào)配合[2-3]。為提高救援過程的信息化、智能化和一體化水平,有必要建立統(tǒng)一的應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)。

基于Internet發(fā)布地理數(shù)據(jù)并供用戶查詢和分析等 GIS服務(wù)的WebGIS可以實(shí)現(xiàn)信息共享和交互協(xié)作[4],能與Web中的其他信息服務(wù)進(jìn)行無縫集成,為構(gòu)建交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)提供有效的途徑。本系統(tǒng)以SuperMap IS.NET為開發(fā)平臺(tái)完成了濟(jì)南市交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā),以求克服傳統(tǒng)救援過程的不足,實(shí)現(xiàn)救援效率最大化。

1 交通應(yīng)急救援指揮概述

城市交通應(yīng)急救援指揮是在充分整合城市交通各主管部門的基礎(chǔ)上,對(duì)交通事故突發(fā)事件做出及時(shí)響應(yīng),對(duì)各種資源進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度,以減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失[5]。參與救援服務(wù)的單位包括交警、醫(yī)療、公安、消防、市政、特種物品處理、保險(xiǎn)等部門。交通應(yīng)急救援指揮流程如圖1所示,每個(gè)環(huán)節(jié)都關(guān)系到應(yīng)急管理的效率和效果。交通事件救援指揮中心的決策者借助系統(tǒng)平臺(tái),監(jiān)測交通突發(fā)事件,可以對(duì)突發(fā)事件及時(shí)作出響應(yīng),并能得到有效的事件處理策略的參考,輔助其迅速、合理地做出交通事件應(yīng)急管理決策,組織救援,迅速排除突發(fā)事件,降低交通事件的影響程度。

圖1 交通應(yīng)急救援指揮流程

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)開發(fā)方案

構(gòu)建城市交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng),根據(jù)交通應(yīng)急救援指揮模型和用戶需求,首先設(shè)計(jì)系統(tǒng)各功能模塊,然后組織現(xiàn)有數(shù)據(jù)構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫,最后完成功能實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)模式,以 M icrosoft Visual Studio 2008為開發(fā)工具,SuperMap IS.NET作為網(wǎng)絡(luò) GIS開發(fā)平臺(tái),SDX+為空間數(shù)據(jù)引擎,SQL Sever 2005作為數(shù)據(jù)庫平臺(tái),并采用A jax地圖控件技術(shù)完成開發(fā)。

2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)模式,其體系架構(gòu)分為3層:數(shù)據(jù)層、邏輯層和訪問層,如圖2所示。訪問層是面向系統(tǒng)管理員、救援指揮職能部門和社會(huì)公眾提供應(yīng)用服務(wù)的圖形界面。邏輯層位于訪問層和數(shù)據(jù)層之間,采用 Internet信息服務(wù)器IIS作為 Web服務(wù)器,SuperM ap IS Web Services作為GIS服務(wù)器。在數(shù)據(jù)層采用SuperMap SDX+引擎將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲(chǔ)到 SQL Server2005數(shù)據(jù)庫中。

圖2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)共分6個(gè)主要功能模塊,各功能模塊的具體設(shè)計(jì)如下:

1)地圖基本操作模塊:此模塊包括地圖的顯示、縮放、刷新、漫游、測距、測角、鷹眼、地圖打印等功能。

2)用戶管理模塊:對(duì)于管理員、各職能部門和社會(huì)公眾賦予不同的權(quán)限訪問相應(yīng)的功能模塊與進(jìn)行相關(guān)操作。

3)接警與信息發(fā)布模塊:實(shí)現(xiàn)接警信息處理,及時(shí)向公眾發(fā)布事故傷亡及救援消息。

4)應(yīng)急資源管理模塊:保證各級(jí)指揮中心能夠隨時(shí)查詢應(yīng)急資源的位置、數(shù)量、性能等信息和有關(guān)隊(duì)伍、人員的情況。

5)輔助決策分析模塊:系統(tǒng)的核心模塊,包括緩沖區(qū)分析、最優(yōu)路徑分析等空間分析,救援車輛監(jiān)控和專題圖生成、輸出等功能,為決策者提供快捷有效的支持。

6)數(shù)據(jù)維護(hù)模塊:提供人機(jī)交互窗口,可對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)源進(jìn)行編輯與管理,各職能部門能在各自的權(quán)限范圍,及時(shí)登錄服務(wù)器在線修改管轄范圍各種屬性信息。

2.4 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和維護(hù)

交通應(yīng)急救援指揮需要強(qiáng)大的決策信息支持,建立空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)一體化的數(shù)據(jù)庫,完成數(shù)據(jù)的有效組織與管理,是本系統(tǒng)應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)在交警部門,數(shù)據(jù)集中存放、分布維護(hù)。采用SuperMap統(tǒng)一內(nèi)核的空間數(shù)據(jù)引擎技術(shù)SDX+,將空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)一體化存儲(chǔ)到SQL+數(shù)據(jù)源中?？臻g數(shù)據(jù)分為兩類:基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)(如:城市電子地圖)和專題空間數(shù)據(jù)(如:各業(yè)務(wù)部門的空間分布圖等),以分層的方式來組織與管理。屬性數(shù)據(jù)庫包含空間信息的屬性表,由于系統(tǒng)中各部門涉及的屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較多,這里不一一詳述,僅對(duì)醫(yī)院部門屬性數(shù)據(jù)描述,如表1所示。

表1 醫(yī)院屬性表結(jié)構(gòu)

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)以濟(jì)南市為研究對(duì)象,收集濟(jì)南市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和各項(xiàng)專題數(shù)據(jù),開發(fā)了基于WebGIS的濟(jì)南市交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng),系統(tǒng)運(yùn)行界面如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)運(yùn)行界面

3.1 AJAX技術(shù)

AJAX(A synchronous JavaScrip t and XML)是最新的網(wǎng)絡(luò)客戶端技術(shù),可以在B/S構(gòu)架下實(shí)現(xiàn)富客戶端,最大限度地減少冗余請求,無刷新更新頁面,減少等待時(shí)間,利用它可以構(gòu)建動(dòng)態(tài)、快速和靈活的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。傳統(tǒng)的WebGIS系統(tǒng)更新的是整個(gè)地圖內(nèi)容(或整個(gè)地圖頁面),重新載入打開,而A jax只更新需要更新的部分,其余部分則保持不變,不用打開新的頁面,更容易做到實(shí)時(shí)更新[6]。系統(tǒng)利用SuperM ap IS.NET提供的基于M icrosoft.NET開發(fā)平臺(tái)的服務(wù)器端控件A jaxControls結(jié)合A jaxScrip ts腳本完成開發(fā),支持各種客戶端瀏覽器,切實(shí)保障應(yīng)急救援指揮的高效進(jìn)行。

3.2 最優(yōu)路徑分析

最優(yōu)路徑分析是指在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集中查找從指定的起點(diǎn)到終點(diǎn)之間可行的線路中最優(yōu)的行走線路以及距離。利用 SuperMap IS.NET提供的 A jax-Scrip ts實(shí)現(xiàn)路徑分析,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑分析的思路如下[7]:首先調(diào)用 FindPathAction類,通過其構(gòu)造函數(shù)設(shè)置onStart回調(diào)函數(shù)(在執(zhí)行路徑分析之前觸發(fā)),在該函數(shù)中通過 PathFindingEventA rgs.routeParam s(RouteParam類型)設(shè)置路徑分析的參數(shù);然后通過 RouteParam.networkParam s(NetworkParam s類型)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù),通過 Netwo rk-Param s.networkSetting(NetworkSetting類型)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的參數(shù),包括網(wǎng)絡(luò)圖層名稱,正反阻力字段等;最后路徑分析的結(jié)果通過onComp lete回調(diào)函數(shù)的返回參數(shù) RouteResult獲取,得到一條連接兩點(diǎn)且加權(quán)和最小的路徑,并顯示在客戶端瀏覽器的電子地圖上,保障救援車輛及緊急物資的有效調(diào)度。

3.3 救援車輛監(jiān)控

在救援車輛行駛過程中,車載終端的通信模塊,利用 GPRS網(wǎng)絡(luò)將車載 GPS接收機(jī)采集的定位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器,連同時(shí)間信息存人系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)車輛監(jiān)控模塊會(huì)每隔一定時(shí)間就調(diào)用函數(shù)去讀取數(shù)據(jù)庫中動(dòng)態(tài)的坐標(biāo)數(shù)據(jù),然后調(diào)用SuperMap.IS.MapControl(地圖控件)的 StartDynamicNavigate方法(開始動(dòng)態(tài)導(dǎo)航)和StopDynamicNavigate方法(停止動(dòng)態(tài)導(dǎo)航)實(shí)現(xiàn)救援車輛監(jiān)控的功能:①車輛實(shí)時(shí)定位監(jiān)控,選中某一輛車,在客戶端地圖上以閃動(dòng)圖標(biāo)形式顯示車輛最新位置,系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)刷新車輛的最新位置,當(dāng)車輛位置超出當(dāng)前屏幕后,系統(tǒng)會(huì)以被監(jiān)控車輛的當(dāng)前位置為中心自動(dòng)刷新地圖;②軌跡回放,對(duì)車輛在指定時(shí)間段所經(jīng)過的位置進(jìn)行回放,顯示車輛行使的軌跡路線。

4 結(jié)束語

WebGIS提供了一種易于維護(hù)的分布式GIS解決方案,也為寬帶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的城市交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)建設(shè)提供了一種有效可行的開發(fā)思路。本文進(jìn)行了基于SuperM ap IS.NET的濟(jì)南市交通應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)踐,經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試,本系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能皆已實(shí)現(xiàn),可為科學(xué)的決策提供實(shí)時(shí)依據(jù),且具有良好的可擴(kuò)展性,對(duì)于提高城市交通應(yīng)急指揮的現(xiàn)代化和智能化水平及降低交通事件傷亡損失有現(xiàn)實(shí)意義,同時(shí)為建立其他城市交通應(yīng)急管理系統(tǒng)提供參考。

[1]仲瑩螢.基于 GIS的城軌交道交通應(yīng)急管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思[J].現(xiàn)代城市軌道交通,2008(4):74-75.

[2]謝謙.城市軌道交通系統(tǒng)應(yīng)急救援體系的建設(shè)[J].現(xiàn)代城市軌道交通,2005(2):41-43.

[3]秦勇,王卓,賈利民.軌道交通應(yīng)急管理系統(tǒng)體系框架及應(yīng)用研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2007,17(1):57-65.

[4]王玉娥,劉暉.WebGIS及其體系結(jié)構(gòu)研究[J].測繪工程,2009,18(2):70-73.

[5]馬旭輝.城市交通應(yīng)急指揮決策支持系統(tǒng)的相關(guān)研究[D].北京:北京交通大學(xué),2006.

[6]鐘廣銳.基于A jax和 Supermap IS.NET2008的 WebGIS開發(fā)[J].地理空間信息,2009,7(2):12-14.

[7]北京超圖.SuperMap IS.NET聯(lián)機(jī)幫助[M].北京:北京超圖地理信息技術(shù)有限公司,2010.

The design and realization of urban traffic emergency rescue system based on WebGIS

CAO Xian-mi1,2,YANG Jin-ling3,HUANG Sheng-xiang1,2,CHEN Yang1
(1.School of Geodesy and Geomatics,Wuhan University,Wuhan 430079,China;2.Key Lab of Precision Engineering and Industrial Surveying,State Bureau of Surveying and Mapping,Wuhan 430079,China;3.Schoolof Surveying and Mapping,Heilongjiang Institute of Technology,Harbin 150050,China)

Scientific decision-making of urban traffic emergency rescue command requires a strong softw are suppo rt;the paper introduces Jinan traffic emergency rescue system based on WebGIS;describes the development p lan,architecture,function,and database of system;then a detailing ismade on the techniques of the AJAX technology,themost op timal path analysis and rescue vehiclemonitoring technologies,all of the designed functions of the system are well realized.

WebGIS;traffic emergency rescue system;urban traffic;SuperMap IS.NET

P208

A

1006-7949(2011)02-0046-03

2010-12-01

曹先密(1987-),男,碩士研究生.

[責(zé)任編輯張德福]