GIS在智能交通管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

文章編號(hào)：2095-6835（2016）17-0093-02

摘 要：隨著地理信息系統(tǒng)的日漸成熟，將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于智能交通管理信息系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信息的統(tǒng)一管理和實(shí)時(shí)更新，為城市智能化發(fā)展提供良好的技術(shù)支持。簡(jiǎn)要分析了我國(guó)目前的交通狀況和智能交通信息系統(tǒng)的發(fā)展情況，重點(diǎn)闡述了地理信息系統(tǒng)在智能交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，并研究、探討了系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能交通；交通信息；地理信息系統(tǒng)；交通數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.093

交通系統(tǒng)影響著城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)人們的生活有重要的意義。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和機(jī)動(dòng)車數(shù)量的迅速增長(zhǎng)導(dǎo)致諸如交通堵塞、交通事故、環(huán)境污染等很多社會(huì)問題頻繁出現(xiàn)，它們已經(jīng)成為了制約城市發(fā)展的主要原因?，F(xiàn)階段，交通問題已經(jīng)成為政府和全社會(huì)關(guān)心的重大問題之一，所以，解決城市交通問題已經(jīng)成為了推動(dòng)城市發(fā)展的重要任務(wù)。

為了全面、有效地管理城市交通，緩解日益緊張的交通壓力，改善交通擁擠的城市情況，交通部門不斷加大對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，通過改造現(xiàn)有的路網(wǎng)系統(tǒng)、拓寬城市道路路面、增加交通設(shè)施等方式來緩解交通壓力。與此同時(shí)，交通部門經(jīng)過多年的實(shí)踐，積極采用科學(xué)的手段建立交通數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

隨著信息技術(shù)和高新技術(shù)的發(fā)展，城市交通信息管理系統(tǒng)也在不斷尋求新的變化。智能交通的出現(xiàn)大大提高了城市道路設(shè)施的使用率，使得交通信息管理更加科學(xué)化和智能化，提高了交通部門的管理水平，它在城市的交通管理方面發(fā)揮了重要的作用。尤其是將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于城市智能交通管理信息系統(tǒng)中后，城市交通的智能化水平邁上了一個(gè)新臺(tái)階。

1 智能交通管理信息系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)（ITS）又被稱為“智能運(yùn)輸系統(tǒng)”，它是將計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信、傳感器、控制技術(shù)和人工智能等各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)集合起來，運(yùn)用于交通運(yùn)輸、車輛控制等交通領(lǐng)域，形成了一種安全、高效率、環(huán)保、節(jié)約能源的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)。應(yīng)用智能交通系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的智能化管理，預(yù)測(cè)道路擁堵情況，并以地圖、圖像等直觀的形式顯示出來，為城市和民眾提供信息化服務(wù)。它是城市信息化建設(shè)的重要組成部分。

智能交通信息系統(tǒng)可以應(yīng)用于交通部門的道路疏導(dǎo)工作中，為人們提供不同的最優(yōu)出行路線，人們也可以根據(jù)自己的需求選擇最合理的路線。這樣，就能在一定程度上實(shí)現(xiàn)車輛的分流，解決交通擁堵等問題，同時(shí)，還降低了車輛尾氣的排放量，減少了城市的空氣污染。

在智能交通信息系統(tǒng)發(fā)展的過程中，地理信息系統(tǒng)技術(shù)的引入為智能交通信息系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用提供了巨大的幫助。

2 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（GIS）的發(fā)展開始于20世紀(jì)60年代，在20世紀(jì)80年代走向成熟。它是一種空間數(shù)據(jù)庫(kù)信息系統(tǒng)，與常用的數(shù)據(jù)庫(kù)相比，它不僅可以輸入、存儲(chǔ)、管理普通的數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間地理數(shù)據(jù)的管理。它集合了測(cè)繪學(xué)科、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門學(xué)科，應(yīng)用各種先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)地面空間信息的采集、管理，并能分析，查詢，編輯，分層、分類管理空間數(shù)據(jù)，以電子地圖或圖像等直觀的方式將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶，為測(cè)繪行業(yè)、城市規(guī)劃、勘察行業(yè)、交通等相關(guān)部門的決策提供必要的服務(wù)。

3 GIS在智能交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

城市智能交通管理系統(tǒng)是由交通流量檢測(cè)、路口交通信號(hào)智能控制、交通信息誘導(dǎo)、城市出入口卡口管理、交通視頻監(jiān)控、機(jī)動(dòng)車闖紅燈自動(dòng)監(jiān)控、交通GIS綜合管理系統(tǒng)、GPS巡邏車管理、110/122接處警、交通事故處理、車輛管理、駕駛員管理、交通事故處理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化和基于WEB的交通信息發(fā)布等應(yīng)用子系統(tǒng)組成的。雖然各個(gè)子系統(tǒng)的信息需求不同，但都與地理信息密切相關(guān)。

將GIS應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地圖數(shù)據(jù)和與地圖相關(guān)聯(lián)的各種屬性數(shù)據(jù)的輸入、編輯和修改，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地表空間信息的有效管理。GIS是以點(diǎn)、線、面的形式存儲(chǔ)地表空間數(shù)據(jù)的，應(yīng)用GIS的編輯功能可以修改空間信息的點(diǎn)、線、面等屬性信息，也可以分層管理地圖數(shù)據(jù)，對(duì)地圖庫(kù)實(shí)現(xiàn)增減和刪除等，并以交通規(guī)劃地圖、高速公路地圖等各種專題地圖的形式顯示數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子地圖的放大、縮小和漫游等，從而滿足用戶的不同需求。同時(shí)，它還能對(duì)多種比例尺的地圖實(shí)現(xiàn)雙向查詢功能，以圖像形式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示交通狀況，以便于交通疏導(dǎo)和管理工作。利用GIS可以在測(cè)量地圖上制訂線段的距離或者指定區(qū)域的面積。除了這些基本功能外，GIS的空間分析和空間查詢功能是GIS的核心功能，這是將GIS應(yīng)用到各行各業(yè)包括交通領(lǐng)域的主要原因。GIS可以根據(jù)不同行業(yè)用戶的需求，選擇數(shù)據(jù)分析進(jìn)行模擬預(yù)案，并給出合理的建議，從而為決策部門的政策制訂提供幫助，為管理人員的工作提供參考依據(jù)。

將GIS應(yīng)用于智能交通信息系統(tǒng)中，可以利用GIS的數(shù)字地形模型分析功能為交通設(shè)計(jì)部門的勘測(cè)工作提供有效的幫助，實(shí)現(xiàn)交通信息和GIS的集成，為交通規(guī)劃部門，交通控制、物流管理、貨物運(yùn)輸?shù)裙芾聿块T提供統(tǒng)一的操作平臺(tái)。利用GIS的最優(yōu)路徑分析功能，可以根據(jù)企業(yè)的需求設(shè)定路徑選擇時(shí)需要考慮的因素，從而確定最優(yōu)路徑，優(yōu)化運(yùn)輸線路，并根據(jù)專題地圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，分析車流量的變化情況，制訂合理、有效的行車路線。

因?yàn)镚IS具有存儲(chǔ)各種空間數(shù)據(jù)和空間分析與數(shù)據(jù)處理的能力，所以，它可以應(yīng)用于交通管理部門中進(jìn)行規(guī)劃、決策和對(duì)數(shù)據(jù)的管理。目前，GIS已經(jīng)成為了智能交通系統(tǒng)的核心技術(shù)，將其應(yīng)用于城市智能交通管理系統(tǒng)中是交通系統(tǒng)跨越式的發(fā)展。

4 關(guān)鍵技術(shù)研究

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

智能交通信息系統(tǒng)需要以地理、衛(wèi)星、交通等各方面的海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用GIS技術(shù)收集、匯總、存儲(chǔ)、管理、分析、提取數(shù)據(jù)，為不同的交通主管部門服務(wù)。同時(shí)，利用GIS可以精確模擬實(shí)體空間，及時(shí)分析接收到的地面信息，為交通部門和駕駛員提供準(zhǔn)確、有效的信息。面對(duì)以往大量數(shù)據(jù)分散、不集中、異構(gòu)等問題，利用GIS可以建立數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)交換框架，將不同類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)中，不同部門都可以訪問該系統(tǒng)中符合需要的信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，管理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)不同部門之間的數(shù)據(jù)共享，提高數(shù)據(jù)的有效使用率，為決策工作提供數(shù)據(jù)支持。

4.2 數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)

隨著GIS在交通行業(yè)的的廣泛應(yīng)用，面對(duì)數(shù)據(jù)的多樣性，數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)的研究已經(jīng)成為智能交通信息系統(tǒng)中的重要研究課題之一。

智能交通信息系統(tǒng)需要大量的來自各個(gè)不同機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)源，面對(duì)這些具有不同數(shù)據(jù)模型的大量數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和類型也難以統(tǒng)一，數(shù)據(jù)的多樣性為數(shù)據(jù)管理和分析工作帶來了很大的困難。應(yīng)用數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)，從數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)交換等方面研究，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同來源的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和應(yīng)用，使GIS更好地服務(wù)于各行各業(yè)。

4.3 實(shí)時(shí)GIS技術(shù)

交通信息的科學(xué)管理需要實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)。應(yīng)用GIS時(shí)，必須要保證能夠快速反應(yīng)和處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，保證遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性和有效性，讓相關(guān)人員能夠全面掌握駕駛員、車輛和道路的所有信息。如果發(fā)生交通事故，相關(guān)管理部門能夠及時(shí)掌握事故發(fā)生路段的準(zhǔn)確信息，并采取積極有效的措施，為決策部門提供必要的服務(wù)。一旦系統(tǒng)無(wú)法實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，就會(huì)嚴(yán)重影響道路的交通狀況，還可能會(huì)威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在日常生活中，智能交通信息系統(tǒng)利用GIS和全球定位系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速鏈接，讓相關(guān)工作人員可以明確車輛的位置。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾碇行?，中心根?jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的道路狀況，有效引導(dǎo)車輛，使城市生活更加便捷。面對(duì)越來越多的城市生活需求，相關(guān)部門要有采集、存儲(chǔ)、管理和分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的能力，需要更快的數(shù)據(jù)訪問模式和更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)融合等技術(shù)來為人們的生活提供便利。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能交通管理信息系統(tǒng)是交通領(lǐng)域信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。隨著GIS在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用和研究，它在實(shí)現(xiàn)交通管理的智能化方面發(fā)揮著非常重要的作用。應(yīng)用GIS，智能交通信息系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)交通控制、車輛管理，并輔助交通部門制訂決策，使交通領(lǐng)域的相關(guān)部門實(shí)現(xiàn)對(duì)城市道路、車輛信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，完成對(duì)交通信息數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)管理和海量交通數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，形成高效的智能交通信息管理系統(tǒng)，從而緩解城市的交通壓力，提高城市發(fā)展的信息化水平。

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作者簡(jiǎn)介：常國(guó)偉（1980—），男，山西晉中人，高級(jí)工程師，工學(xué)碩士，2003年畢業(yè)于太原理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，2007年畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)軟件工程專業(yè)。