綜述高速公路綜合管理信息系統(tǒng)技術(shù)
| 我國(guó)的高速公路管理信息系統(tǒng)的建設(shè)出現(xiàn)了值得關(guān)注的趨勢(shì)：系統(tǒng)管理范圍要求從單條路線擴(kuò)展到整個(gè)高速公路網(wǎng)絡(luò)；綜合利用交通信息增強(qiáng)宏觀決策和調(diào)控能力的意識(shí)增強(qiáng)；開(kāi)始制定高速公路管理信息系統(tǒng)的總體規(guī)劃，并以此作為分期實(shí)施的交通監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、公眾信息發(fā)布系統(tǒng)等的宏觀指導(dǎo)方案。 1．高速公路信息系統(tǒng)逐步遞進(jìn)的發(fā)展過(guò)程 由于需要一個(gè)積累經(jīng)驗(yàn)，建立技術(shù)和管理基礎(chǔ)的過(guò)程，我們不可能一下子建設(shè)一個(gè)功能完美的高速公路信息系統(tǒng)同時(shí)，又必須盡可能避免子系統(tǒng)存分步開(kāi)發(fā)過(guò)程中的反復(fù)修改，以保持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的相對(duì)穩(wěn)定性。逐步遞進(jìn)發(fā)展，是解決上述矛盾的一種有效方式。當(dāng)子系統(tǒng)之間的接口銜接和子系統(tǒng)外部關(guān)聯(lián)明確之后，再進(jìn)入先期建設(shè)子系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。我們將其稱為總體控制設(shè)計(jì)，分塊詳細(xì)設(shè)計(jì)，分期實(shí)施，遞進(jìn)發(fā)展的積木式建設(shè)方式。 1．1高速公路信息管理系統(tǒng)中的信息共享 為實(shí)現(xiàn)逐步遞進(jìn)發(fā)展的方式，需要預(yù)先分析高速公路管理信息系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系關(guān)系，這種關(guān)系具有如下特點(diǎn)： 1．1．1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的共享性 整個(gè)信息系統(tǒng)運(yùn)行依賴四個(gè)子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：監(jiān)控系統(tǒng)一一道路交通流量、車(chē)速等，收費(fèi)系統(tǒng)一一高速公路出入口O D數(shù)據(jù)等；設(shè)計(jì)施工資料工程數(shù)據(jù)庫(kù)——道路幾何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；道路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)——道路鋪裝情況等。 1．1．2現(xiàn)狀數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)積累的需求差異 各子系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的時(shí)間要求存在著一定的需求差異，如監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)注的是現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，規(guī)劃決策支持系統(tǒng)、事故信息分析系統(tǒng)等關(guān)注的是累積的歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的結(jié)合。 1．1．3數(shù)據(jù)詳細(xì)程度的需求差異 路網(wǎng)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)要求路段年平均日交通流量就基本能哆滿足需要，而事故信息分析系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)則要細(xì)致得多。應(yīng)采用共用數(shù)據(jù)詳細(xì)程度層次化方法，來(lái)滿足不同的數(shù)據(jù)服務(wù)需求。在各子系統(tǒng)直接進(jìn)行信息傳送情況下，存在系統(tǒng)共用數(shù)據(jù)缺乏明確的維護(hù)責(zé)任，數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性難以保證，接I：1設(shè)計(jì)受到其他子系統(tǒng)功能要求的牽制等問(wèn)題，影響逐步遞進(jìn)開(kāi)發(fā)方式的實(shí)現(xiàn)。一種有效的改進(jìn)方案是采用綜合管理信息系統(tǒng)的方式進(jìn)行系統(tǒng)共用信息的管理：綜合管理信息系統(tǒng)擔(dān)負(fù)高速公路管理信息系統(tǒng)中共用信息的中轉(zhuǎn)中心的職責(zé)，各承擔(dān)數(shù)據(jù)采集的子系統(tǒng)按照一定規(guī)則將共用數(shù)據(jù)發(fā)送給共用數(shù)據(jù)平臺(tái)，由綜合管理信息系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范化處理后加以存儲(chǔ)，根據(jù)需求規(guī)則或者子系統(tǒng)的請(qǐng)求，采用規(guī)范格式將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。 綜合管理信息系統(tǒng)的確切含義是對(duì)整個(gè)高速公路管理信息系統(tǒng)共用數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和傳輸形式的一種概括，以及一個(gè)對(duì)共用數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)、查詢、通訊等管理服務(wù)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)。對(duì)于各子系統(tǒng)經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在綜合管理信息系統(tǒng)自身的數(shù)據(jù)庫(kù)中，而一些偶然使用的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)則僅在綜合管理信息系統(tǒng)中紀(jì)錄存放位置，更新時(shí)間、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等信息，遇到查詢請(qǐng)求時(shí)綜合管理信息系統(tǒng)首先從相應(yīng)子系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)，而后轉(zhuǎn)送給等待服務(wù)的客戶。由于交通信息、系統(tǒng)涉及的各種事件(點(diǎn)事件，例如交通事故、地點(diǎn)車(chē)速等t區(qū)域事件，例如路段行駛車(chē)速等)，需要在具有空間位置表現(xiàn)能力的系統(tǒng)中定位，所以需要為整個(gè)高速公路管理信息系統(tǒng)建立統(tǒng)一參照系作為空間信息組織框架。路網(wǎng)參照系采用一種類似里程樁號(hào)的方式定義各種交通事件的發(fā)生位置，構(gòu)成交通信息空間組織框架。為了適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)詳細(xì)程度要求，路網(wǎng)參照系采用了能夠從細(xì)致向粗略變換的三套參照系：基本路網(wǎng)參照系、中觀路網(wǎng)參照系、宏觀路網(wǎng)參照系。 1)基本路網(wǎng)參照系 基本路網(wǎng)參照系提供了道路路段以及立交的幾何數(shù)據(jù)詳細(xì)描述，利用它能夠精確確定交通事件的空間位置?；韭肪W(wǎng)參照系采用圖(x，A)來(lái)描述路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系，其中X為結(jié)點(diǎn)的集合，而A為有向邊的集合。結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于高速公路的交叉點(diǎn)，采用平面坐標(biāo)值描述其空間位置，采用結(jié)點(diǎn)編碼與其他數(shù)據(jù)之間建立聯(lián)系，邊對(duì)應(yīng)于兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的高速公路路段，采用兩端結(jié)點(diǎn)編號(hào)定義在路網(wǎng)中的拓?fù)潢P(guān)系，采用幾何樣條曲線描述邊的平面位置關(guān)系，采用直線和圓曲線描述邊的縱斷面線形。在基本路網(wǎng)參照系中有一種特殊的邊一一連接邊，用于描述立交的連接匝道幾何參數(shù)。 2)中觀路網(wǎng)參照系 中觀路網(wǎng)參照系描述了路網(wǎng)結(jié)點(diǎn)的空間位置，路網(wǎng)結(jié)點(diǎn)之間的道路連接情況，連接路段的長(zhǎng)度，以及連接路段的空間位置情況。與基本路網(wǎng)參照系相比，中觀路網(wǎng)參照系省略了道路互通式立交的連接方式，以及出人口的細(xì)致情況。 3)宏觀路網(wǎng)參照系 宏觀路網(wǎng)參照系用于說(shuō)明路網(wǎng)的宏觀情況，描述了路網(wǎng)結(jié)點(diǎn)的空間位置、路網(wǎng)結(jié)點(diǎn)之間的道路連接情況，以及連接路段的長(zhǎng)度。與基本路網(wǎng)參照系相比，宏觀路網(wǎng)參照系省略了道路的連接方式(互通式立交的詳細(xì)情況)， 路線的詳細(xì)空間位置，以及出入口的情況。 1．2共用數(shù)據(jù)類型 道路技術(shù)數(shù)據(jù) 道路技術(shù)數(shù)據(jù)：包括道路幾何參數(shù)及路面鋪裝數(shù)據(jù)。道路幾何參數(shù)由高速公路設(shè)計(jì)資料工程數(shù)據(jù)庫(kù)提供，道路鋪裝數(shù)據(jù)由高速公路設(shè)計(jì)資料工程數(shù)據(jù)庫(kù)提供原始數(shù)據(jù)，由高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)提供更新數(shù)據(jù)。 交通流特征數(shù)據(jù) 交通流特征數(shù)據(jù)定義在路網(wǎng)參照系之上，其數(shù)據(jù)具有車(chē)種構(gòu)成、數(shù)量、數(shù)據(jù)粒度等方面的特征。 0D數(shù)據(jù) 確切地講是高速公路出入口OD數(shù)據(jù)，它定義在空間結(jié)點(diǎn)對(duì)參照系之上，其數(shù)據(jù)具有數(shù)量、車(chē)種構(gòu)成和粒度等特征。 1．3數(shù)據(jù)粒度層次 信息粒度是反映信息詳細(xì)程度的概念。為適應(yīng)不同子系統(tǒng)信息需求的詳細(xì)程度不同，綜合管理信息系統(tǒng)采用信息粒度層次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的組織。 1．3．1道路技術(shù)數(shù)據(jù)的粒度是通過(guò)路網(wǎng)參照系三層結(jié)構(gòu)體系來(lái)提供的． 參照系之間的變換通過(guò)抽象運(yùn)算來(lái)加以完成，即從下層參照系數(shù)據(jù)中略去部分細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)，獲得高一層次的參照系。 1．3．2交通流特征數(shù)據(jù)粒度反映了交通流數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間 上的細(xì)致程度。 按照時(shí)間軸劃分為：小時(shí)交通流特征(合計(jì)流量、平均車(chē)速、平均密度)、日交通流特征、月平均交通流特征、年平均交通流特征。 按空間軸劃分為：道路分段(網(wǎng)絡(luò)中邊的一段)、路段(兩個(gè)交叉點(diǎn)之間的路段)、路線(如1 02國(guó)道)上的交通流特征。 1．3．3OD數(shù)據(jù)粒度反映了時(shí)間上的細(xì)致程度 OD數(shù)據(jù)劃分為： 日OD量、周平均日OD量、月平均日OD量、年平均日OD量。綜合管理信息系統(tǒng)所提供的信息服務(wù)方式： 1．4根據(jù)共用數(shù)據(jù)規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢 根據(jù)路網(wǎng)參照系確定空間范圍(例如遼寧高速公路K26+325至K96+383或鐵嶺管理處管轄等)后，選擇數(shù)據(jù)類型，確定時(shí)間范圍，定義輸出格式，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。 1．5主題查詢 主題查詢是根據(jù)某種事先設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行查詢的方式，對(duì)于各種主題，系統(tǒng)提供事先設(shè)計(jì)的主體內(nèi)容索引將相關(guān)圖表、數(shù)據(jù)組織在一起。提供”共用信息底圖”共用信息底圖是綜合管理信息系統(tǒng)中最為基本的共用數(shù)據(jù)。它的實(shí)際表現(xiàn)形式為地理信息系統(tǒng)中的電子地圖。 2．結(jié)束語(yǔ) 信息是組織起來(lái)的數(shù)據(jù)，知識(shí)是經(jīng)過(guò)提煉的信息。在建設(shè)功能較強(qiáng)的省級(jí)高速公路管理系統(tǒng)的過(guò)程中，為保證提高系統(tǒng)整體效率，需要高度重視信息組織問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有效整合。綜合管理信息系統(tǒng)是針對(duì)將省級(jí)高速公路管理信息系統(tǒng)逐步建成行業(yè)管理的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”而提出的重要概念，與系統(tǒng)規(guī)劃管理、投資目標(biāo)管理等手段有效結(jié)合，將有助于實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)整體效率的目的。 |
