城市智能交通管理系统集成平台开发的研究

城市智能交通管理系统集成平台开发的研究

马旭

天津市交通集团津维交通工程有限公司天津300162

摘要：智能交通管理系统集成平台的概念被提出，它是交通管理的核心，在很大程度上是各子系统的整合，通过该平台实现各子系统之间的采集、存储、管理和传输，成为实现先进的交通信息管理系统各项功能的核心和关键。本文以交警所属的城市道路交通的指挥中心为对象，开发了城市智能交通管理系统集成平台（以下简称“集成平台软件”），实现众多交通管理技术子系统的功能集成、数据集成和指挥集成，为提高城市交通管理效率提供支持。

关键词：城市智能交通管理系统；集成平台；开发研究

1引言

智能交通系统是有效集成信息、通信、传感、电子控制以及计算机处理等各种先进技术的地面运输管理体系，是公认解决当前世界范围内存在的交通拥挤、事故频繁等问题的有效途径。城市智能交通管理系统集成平台是城市智能交通管理的核心，是各子系统的整合，实现各子系统之间数据采集、存储、管理、传输、共享和功能集成的核心和关键。

2总体设计

集成平台软件的目的是建立统一的集成平台，对各类交通管理控制系统的信息进行统一管理，实现各孤立子系统难以实现的问题。它是为交通指挥系统服务的统一操作平台，实现信息交换与共享、快速反应决策与统一调度指挥，通过对采集到的静态与动态数据分析加工处理，来实施交通管理控制和诱导，及时对交通事件进行处理并通过多种渠道将交通信息发布给交通参与者。集成平台软件主要实现城市智能交通管理指挥中心的交通管理、交通集成控制、信息采集和信息发布等四大功能。

整个系统由5部分组成。

（1）集成平台软件的C/S应用部分：C/S应用部分实现GIS应用、预案决策、系统集成、指挥调度以及在该平台下对交通状况进行监控，这些都是通过基于GUI的操控平台进行实现的，内部通过业务和数据组件进行集成；

（2）集成平台软件的B/S应用部分：B/S应用部分实现交通信息管理和交通信息服务两大功能；

（3）集成平台软件的接口规范：接口规范实现C/S应用部分、B/S应用部分与技术子系统、信息综合系统的连接；

（4）技术子系统：包括三台合一接处警、交通诱导系统、交通信号控制系统、交通视频监视系统、大屏幕显示系统、LED显示系统、治安卡口系统、电子警察系统等。

（5）信息综合系统：该系统主要是交警信息中心现有的系统，本系统通过链接的方式与其进行交互。

接口设计是集成平台软件的关键，通过这些接口才能实现在统一的界面下对所有的技术子系统进行操作和资源调度。接口包括统一消息接口、数据访问接口和地理信息数据接口。集成平台软件对互联中需要交换的所有信息资源属性、属性参数等进行标准化定义，比如道路属性（路段、路口、车道等）、交通设施、交通标志标线；对需要交换的所有信息进行标准化编码，并统一交换的格式。由于整个软件是基于GIS构筑的，所以信息交换过程都涉及与GIS的接口定义。我们把技术子系统分为管理类业务子系统、交通控制类业务子系统、信息采集业务子系统、信息发布业务子系统。

通过集成平台软件与技术子系统系统接口进行交换的数据主要分为：空间地理信息、交通管理和属性参数等常规数据、状态信息或控制信息等实时数据。针对不同的数据，软件提供三种数据接口服务：基于统一消息的接口、数据访问接口，地理信息数据服务接口。

消息服务接口是集成平台软件内部以及对外的动态数据交换枢纽。以往的子系统与子系统之间的通信都是通过专门约定的通信协议，这样会造成众多消息的相互堵塞，以及互相之间的不兼容。为此，本系统设计了专门的消息中间件，将消息的订阅、转发、日志记录等功能综合在一起统称为消息服务器，采用XML格式来重新定义新的消息格式，信息的传递符合CORBA规范，最终形成一种以消息服务器为核心的“总线型”互联方式，可以进一步为后续系统的集成提供简单的方法和灵活的部署。

数据访问服务采用WebService进行非GIS数据操作。本系统提供三种方式的数据访问接口，第一种是采用XML描述的数据访问接口，第二种是采用SQL语句参数方式的数据接口，第三种是基于数据库连接池的数据访问接口。用户通过URL连接到DataService后，就可以直接在应用程序中使用到这三种DLL的接口，不需要知道这三种方式是怎么部署的，也不需要知道执行的是哪个数据库。

地理信息服务接口要对交通管理相关的GIS数据进行管理，为了保证各业务部门共用地理信息数据，保证数据的同步，通过制定交通管理GIS数据的规范来实现。

3功能设计

3.1功能需求

城市智能交通指挥平台的用户有交通管理人员、交警和相关的公安部门，系统的功能分为三类：

（1）信息集成。尽可能集成交警各管理对象信息和各业务项目信息，提取共享数据，并对多来源渠道、相互不一致的数据进行融合处理，以保证数据间关系的正确性、可理解性和避免数据的冗余，建设各业务系统信息汇集的数据中心，同时成为各应用系统信息的集中备份中心。

（2）交通指挥控制中心系统业务操作和功能集成。建设综合交通管理、综合交通控制操作和控制中心，对各种道路交通监、控、管前端设备和系统集中进行操作和管理。

（3）交警各类管理对象和业务信息查询操作集成和自动关联。建设综合信息分析操作和控制中心，以WEB服务形式提供对系统内各种信息进行关联查询、统计等数据挖掘性的操作，为公安各类用户提供各类信息查询服务。

因此，我们将集成平台分为基于GIS交通信息采集与显示、交通集成控制、交通设备管理、指挥调度和用户管理等5大功能。以基于GIS交通信息采集与显示和交通集成控制来介绍集成平台的功能。

3.2基于GIS交通信息采集与显示

本系统采用C/S和B/S相结合的软件架构。对于指挥员一级的用户，集成平台软件提供了C/S应用程序的界面，利用C/S应用程序的本地控制能力强、运行速度快的特点，以方便指挥员对于交通事件的指挥调度。对于公安交通指挥长级的用户，集成平台软件提供Web方式的用户应用界面，以IE浏览器为基本的应用，将信息发布、数据采集以Web应用的方式进行开发。采用Java的Struts来设计B/S的框架，以Tomcat作为Web服务器；采用Delphi来开发C/S模块，以及基于技术子系统的SDK的功能集成模块。

本系统以ESRI公司的ArcIMS为地图发布中间件，以ArcSDE为空间数据引擎。本系统提供地图漫游、无级缩放、分层控制、复位和切换、局部放大、地理信息数据输入和编辑、可视化查询等功能。

集成平台软件通过动态交通流采集系统、治安卡口系统、交通信号控制系统等技术子系统的交通信息采集功能，获得指挥中心所辖区域的交通流信息、交通信号控制信息、道路图像信息、交通业务信息、交通诱导信息、交通违法信息、报警信息、交通设施信息、交通组织信息等。由于这些信息来自不同技术子系统，具有不同的格式及采样周期。为此，集成平台针对交通流信息的不同格式、不同采样周期的问题，进行数据融合，形成统一的交通信息数据库。

集成平台软件以GIS平台为基础，将数据的显示集成到GIS界面上，通过颜色、提示、专题图层等方式来显示这些交通信息。

3.3交通集成控制

通过系统接口，实现对子系统的控制功能的集成，满足平台交通管理和指挥调度过程中的控制需求。

集成平台软件通过厂家的SDK包进行二次开发、共享数据库或开发通信协议等方式，形成对技术子系统的功能进行集成。

以对摄像机的集成控制为例，本系统利用SDK对摄像机进行二次开发，然后就可以在集成平台上进行各种视频监视功能。

4结论与应用

本文提出的城市智能交通管理系统的集成平台软件架构，重复考虑到公安交通指挥中心的技术子系统众多、操作界面不统一，难以形成合力进行指挥调度的特点，利用C/S和B/S的混合架构，合理设计了数据结构、消息接口和GIS接口，实现了信息采集和处理、交通集成控制、交通管理决策支持等三类功能。

参考文献

[1]陆化普，李瑞敏.城市智能交通系统的发展现状与趋势[J].工程研究-跨学科视野中的工程，2014（1）：6-19.

[2]潘康.智能交通一体化运维管理系统设计与实践[J].计算机时代，2013（10）：41-42.