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高速公路管理信息系统中的共用信息平台 | |||||
作者:佚名 论文来源:本站原创 点击数: 更新时间:2008-11-28 | |||||
在高速公路管理信息系统的分步实施的建设过程中,需要认真考虑对系统的可靠衔接和统一性的保证。本文针对省级高速公路管理信息系统的建设要求,深入研究了各子系统之间共享信息的组织问题,提出了建立共用信息平台的技术方案。 关键词:公路 管理信息系统 数据共享 共用信息平台 引言 我们在制定某省级高速公路管理信息系统总体方案的过程中,为实现用户方“统一规划、统一标准、统一设计、分期实施”的要求,研究了对分步、分散建设的各种高速公路管理子系统如何进行系统整合的方法,以及相应的系统设计概念和技术方案。 本文所提出的共用信息平台是进行系统整合的重要工具。共用信息平台首先是一种规划概念:在系统规划阶段明确逐步扩展的系统各部分之间相互衔接关系,确定接口和功能衔接要求;共用信息平台也是一种管理控制概念:在系统建设阶段明确的目标,可以通过投资建设要求等方式加以保证;共用信息平台又是一种技术概念:以此提供系统整合的技术依托。 高速公路信息系统逐步递进的发展战略 表1 高速公路信息系统的组成
由于需要一个积累经验,建立技术和管理基础的过程,我们不可能一下子建设一个功能完美的高速公路信息系统。同时,又必须尽可能避免子系统在分步开发过程中的反复修改,以保持系统开发的相对稳定性。逐步递进发展,是解决上述矛盾的一种有效方式。 逐步递进发展的方式是抓住总体功能控制性规划设计,确定子系统之间的接口衔接关系。当子系统的外部关联明确之后,再进入先期建设子系统的详细设计。我们将其称为总体控制设计,分块详细设计,分期实施,递进发展的积木式建设方式。 高速公路信息管理系统中的信息共享 基础数据采集的共享性 现状数据与历史数据积累的需求差异 数据详细程度的需求差异 图1说明了在各子系统直接联系的情况下,相互之间的数据流通状态。
表2 信息管理系统各子系统间数据流内容
共用信息平台的确切含义是对整个高速公路管理信息系统共用数据组织结构和传输形式的一种规范化定义,以及一个对共用数据进行组织、存储、查询、通讯等管理服务的数据仓库[3]系统。 共用信息平台的责任在于: 从各子系统中提取共享数据,并对多来源渠道、相互不一致的数据进行数据融合处理。
5.面向用户的共用数据组织关系描述 面向用户的共用数据组织关系描述,是为各子系统进行数据查询时提供可理解的数据间关系说明。这种数据关系包括:有关数据在空间位置及时间上的联系,数据的确切含义等。共用信息平台通过共用数据规范保障对外服务的信息透明度,其中涉及如下与用户查询密切相关的基本概念:参照系、数据类型、数据粒度。 5.1 路网参照系 由于交通信息系统涉及的各种事件(点事件,例如交通事故、地点车速等;区域事件,例如路段行驶车速等),需要在具有空间位置表现能力的系统(例如GIS-T)中定位,所以需要为整个高速公路管理信息系统建立统一参照系作为空间信息组织框架。 路网参照系采用一种类似里程桩号的方式定义各种交通事件的发生位置,构成交通信息空间组织框架。为了适应不同的数据详细程度要求,路网参照系采用了能够从细致向粗略变换的三套参照系:基本路网参照系、中观路网参照系、宏观路网参照系(参见图4)。 图4 三种路网参照系之间的关系 1.基本路网参照系 基本路网参照系采用图(X,A)来描述路网拓扑关系,其中X为结点的集合,而A为有向边的集合。结点对应于高速公路的交叉点,采用平面坐标值描述其空间位置,采用结点编码与其他数据之间建立联系;边对应于两个结点之间的高速公路路段,采用两端结点编号定义在路网中的拓扑关系,采用几何样条曲线描述边的平面位置关系,采用直线和圆曲线描述边的纵断面线形。在基本路网参照系中有一种特殊的边——连接边,用于描述立交的连接匝道几何参数。 2)中观路网参照系 中观路网参照系描述了路网结点的空间位置,路网结点之间的道路连接情况,连接路段的长度,以及连接路段的空间位置情况。与基本路网参照系相比,中观路网参照系省略了道路互通式立交的连接方式,以及出入口的细致情况。 3)宏观路网参照系 宏观路网参照系用于说明路网的宏观情况,描述了路网结点的空间位置、路网结点之间的道路连接情况,以及连接路段的长度。与基本路网参照系相比,宏观路网参照系省略了道路的连接方式(互通式立交的详细情况),路线的详细空间位置,以及出入口的情况。 图5 三种路网参照系的可视化示例 5.2 共用数据类型 (1)道路技术数据 道路技术数据:包括道路几何参数(平面线形参数、纵断面线形参数、横断面线形参数)及路面铺装数据。道路几何参数由高速公路设计资料工程数据库提供,道路铺装数据由高速公路设计资料工程数据库提供原始数据,由高速公路养护管理系统提供更新数据。 (2)交通流特征数据 交通流特征数据定义在路网参照系之上,其数据具有车种构成、数量、数据粒度等方面的特征。 (3)OD数据 确切地讲是高速公路出入口OD数据,它定义在空间结点对参照系之上,其数据具有数量、车种构成和粒度等特征。 5.3 数据粒度层次 信息粒度是反映信息详细程度的概念。为适应不同子系统信息需求的详细程度不同,共用信息平台采用信息粒度层次对数据进行必要的组织。 (1)道路技术数据的粒度是通过路网参照系三层结构体系来提供的. 参照系之间的变换通过抽象运算来加以完成,即从下层参照系数据中略去部分细节数据,获得高一层次的参照系。 (2)交通流特征数据粒度反映了交通流数据在时间和空间上的细致程度。 按照时间轴划分为: 5分钟交通特征(合计流量、平均车速、平均密度)、小时交通流特征(合计流量、平均车速、平均密度)、日交通流特征(合计流量、平均车速、平均密度)、月平均交通流特征(月平均日交通量、平均车速、平均密度)、年平均交通流特征(年平均日交通量、平均车速、平均密度)。 按空间轴划分为:道路分段(网络中边的一段)、路段(两个交叉点之间的路段)、路线(如104国道)上的交通流特征。 (3)OD数据粒度反映了时间上的细致程度 OD数据划分为:日OD量、周平均日OD量、月平均日OD量、年平均日OD量。 6.共用信息平台所提供的信息服务方式 6.1 依据共用数据规范的数据查询 根据路网参照系确定空间范围(例如济青高速公路K100+325至K120+383或二分公司管辖等)后,选择数据类型(道路技术数据、交通流数据、OD数据),确定时间范围,定义输出格式,进行数据查询。在查询过程中,可以根据SQL-92进行相应的数据查询的操作。 6.2 主题查询 主题查询是根据某种事先设计好的数据组织结构进行查询的方式,例如:道路几何线形与交通事故之间的关系、道路交通与社会经济发展之间的关系等。对于各种主题,系统提供事先设计的主体内容索引将相关图表、数据组织在一起。 6.3 提供“共用信息底图” 共用信息底图是共用信息平台中最为基本的共用数据。它的实际表现形式为地理信息系统中的电子地图。在高速公路网管理信息系统中,信息底图按照信息的粒度,分别采用了宏观参照系、中观参照系及基本参照系三种方式支持不同决策分析。在该数字地图上辅以相应粒度的交通流量数据,便构成了共用信息平台的信息底图。 7. 结束语 信息是组织起来的数据,知识是经过提炼的信息。在建设功能较强的省级高速公路管理系统的过程中,为保证提高系统整体效率,需要高度重视信息组织问题,以实现系统有效整合。共用信息平台是针对将省级高速公路管理信息系统逐步建成行业管理的“神经网络”而提出的重要概念,与系统规划管理、投资目标管理等手段有效结合,将有助于实现提高系统整体效率的目的。课题组正在进行的共用信息规范、数据组织结构、数据质量管理、信息传输规程等工作将进一步完善共用信息平台的设计理论与实践。 参考文献 1.[美]美国运输部联邦公路管理局,潘文敏等译,高速公路管理,西安:西北工业大学出版社,1990年。 |
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