硅谷杂志：基于GIS的智能交通指挥集成系统设计 |
| 2013-01-07 11:34 作者：周慧璟 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称，目前以打造物联网技术和城市发展有机融合的智慧城市综合体的进程中，智能交通占据着重要地位。智能交通指挥集成系统是通过计算机、多媒体、网络、通信、GIS等技术将各类交通管理基础应用系统有机地结合在一起，实现道路智能交通系统各类信息的智能化采集、快速传输和高度共享，提高交通运行效率，缓解城市交通压力。
0引言
根据联合国的一份报告估计，到2050年，将有大约70%的世界人口居住在城市中。这将对包括交通设施在内的各种城市基础设施提出了更高的要求。而“十二五”期间智慧城市建设加速将带动城市智能交通迅猛发展。智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统，它是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线，为交通参与者提供多样性的服务，是未来交通系统的发展方向。
智能交通指挥集成系统是以集成为关键技术，同时结合其他多项技术，充分利用现有相关管理部门已有信息资源进行整合，建立道路交通信息储存平台，形成一个协调、有序、合作的综合信息系统，为市领导、有关管理部门和公众提供集成化的基础资源信息和信息交互的平台。系统以GIS技术为核心，以城市地理信息基础数据平台为背景，实现道路交通实时、动态信息与道路交通图形信息的匹配、显示。同时，可以对数据进行多路径查询和分类统计、综合分析，为道路交通管理部门解决交通拥挤问题、制定道路交通发展规划提供参考。
1系统结构
智能交通指挥集成系统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。系统按功能结构划分，包含交通数据采集子系统、中心数据库管理子系统、交通信息处理子系统、交通辅助决策子系统、交通信息发布子系统、用户管理子系统、设备管理子系统七部分。其中，交通数据采集子系统是整个智能交通指挥集成系统的基础，目前交通管理系统中各个系统应用已经相当广泛，但这些系统之间的信息关联不足，限制了指挥决策的作用；采集子系统通过与这些系统建立标准的接口，采集主要的信息，为交通指挥系统提供资源。交通信息处理子系统对采集子系统提供的数据进行融合处理，并对其统计分析，得到高级数据，为指挥决策子系统提供依据；交通辅助决策子系统是为快速指挥调度提供了辅助功能。通过对交通信息的分析，提供预案，供指挥人员参考；交通信息发布子系统主要包括四种发布方式，电子地图、诱导系统、网络和交通电台；通讯子系统是整个公安交通指挥集成平台内联系的纽带。
智能交通指挥集成系统结构图如下：
系统流程图如下所示：
2系统架构
系统所采集的数据主要来自于交通流采集系统采集的道路交通信息，还包括人工录入交通事件信息和交通指令；信息采集部分将各类信息综合处理后存入数据存储子系统中；综合信息资源层包括了共享信息数据库及交通信息数据仓库两个部分，分别实现实时信息存储、历史信息存储及交通数据挖掘分析等；应用基础平台层包括了空间数据引擎、GIS应用服务器两部分构成，应用基础为客户化应用层提供公共的基础平台服务；客户化应用层包括了信息发布系统、平台管理系统两大部分。信息发布系统提供一个基于GIS的交通信息发布查询系统，遵循统一的数据发布规范向各个职能部门及公众媒体发布相应的交通及相关信息；管理终端系统提供支持储存共享平台日常业务应用需求的管理应用系统。
系统采用成熟的三层构架模式，如下图所示。
数据服务层集中了系统的主要数据，完成数据库管理；
应用层是承担事务处理的中间环节，负责和控制数据库操作，接受、处理用户终端的请求，负责系统的业务逻辑处理以及提供各类应用服务；
用户终端位于系统的最前端。通过中间层应用服务获得各项应用信息。
采用三层结构能通过动态伸缩更好地平衡各个层面上服务器的负载，减少网络上的信息流量，从而提高系统的吞吐量；可方便地以添加方式扩展相应层面上服务器数量以扩展处理能力和系统规模；同时，由于采用介于用户终端和数据库服务器中间的应用服务器，可提高数据库中数据的安全性；另外，实现了主要业务数据的集中管理，可减轻系统的日常维护工作。
3系统功能
智能交通指挥集成系统将实现对已建成和规划中的交通管理与控制各功能系统的集成应用，建立起一个沟通信息、掌控全局的集成指挥平台。这个平台将以数据交换和数据共享为核心，依托GIS引擎，以地理属性为索引实现对各个功能系统和交通管控设施的操纵。系统将主要完成下述四个方面的任务：
1）建立统一的交通管理与控制信息获取和交互机制。
建立统一的交通管理与控制信息接口，在一个统一的操作界面下，实现对信号控制系统、FCD道路交通信息采集、LED交通诱导系统、警用车辆GPS定位系统、公路卡口系统各种外场系统信息的获取和交互。
2）实现对各类实时动态交通信息的采集和融合应用，建立动态反映城市交通实况的“电子模拟板”。
对城市交通管理需要的动态信息（交通流量、信号机运行状态、卡口监视图像等）和静态信息（机动车登记信息、驾驶人登记信息、交通设施登记信息等）进行处理，提供信息搜索、查询、分析、统计和状态显示的“电子模拟板”。
3）建立“事件驱动”处理机制。
基于FCD实时道路交通信息数据、视频检测数据，可以建立起交通事件监测机制，以“事件驱动”为主线，实现对交通警情报警、警力资源调配、事件快速处置的决策支持和警情信息共享。
4）建立“任务驱动”处理机制。
系统使用“任务驱动”处理机制实现各类交通管控任务、道路施工交通管控、周期性交通拥堵交通管控的预置和自动监督执行。根据指定的任务、交通历史数据生成的预防性任务，督促值班员或相关管理部门有针对性地启动各类相关预案，并在系统的辅助下通过执行方案来完成交通管理指挥任务。
4网络安全
智能交通指挥集成平台建成后，动、静态交通管理采集和信息发布将延伸至公安网外的外部网络，因此基于公安网络的特殊性、重要性和安全性，网络安全考虑显得尤其重要，充分利用现有条件下网络安全防护技术和安全产品成为当务之急。
网络系统的安全涉及到平台的各个方面。按照网络OSI的7层模型，网络安全贯穿与整个7层模型。针对网络系统实际运行的TCP/IP协议，网络安全贯穿与信息系统的几个层次，主要包括以下几种安全：
物理层安全：主要防止物理通路的损坏、物理通路的窃听、对物理通路的攻击（干扰等）。
链路层安全：需要保证通过网络链路传送的资料不被窃听。主要采用划分VLAN、加密通讯（远程网）等手段。
网络层安全：需要保证网络只给授权的客户使用授权的服务，保证网络路由正确，避免被拦截或监听。
操作系统安全：保证客户资料、操作系统访问控制的安全，同时能够对该操作系统上的应用进行审计。
应用平台安全：应用平台指建立在网络系统之上的应用软件服务器，如数据库服务器、电子邮件服务器、WEB服务器等。其安全通常采用多种技术（如SSL等）来增强应用平台的安全系统。
应用系统安全：使用应用平台提供的安全服务来保证基本安全，如通过通讯双方的认证、审计等手段。
网络安全是一项动态的、整体的系统工程，从技术上来说，网络安全由安全的操作系统、应用系统、防病毒、防火墙、入侵检测、网络监控、信息审计、通信加密、灾难恢复、安全扫描等多个安全组件组成，一个单独的组件是无法确保信息网络的安全性。
网络安全重点针对一些普遍性问题，主要内容包括：应用防病毒技术，建立全面的网络防病毒体系；应用防火墙技术，控制访问权限，实现网络安全集中管理；应用入侵检测技术保护主机资源，防止内外网攻击；应用安全漏洞扫描技术主动探测网络安全漏洞，进行定期网络安全评估与安全加固；应用网站实时监控与恢复系统，实现网站安全可靠的运行；应用网络安全紧急响应体系，防范安全突发事件；应用虚拟局域网技术。
5结束语
作为智能交通的一个重要技术应用，智能交通指挥集成系统的建设将对道路的整体情况进行全面的收集和分析，可以及时有效地提供交通信息供市民参考。市民可据此自行规划出行路线，更便捷地抵达目的地。同时，还可节省出行时间，提高办事效率；节省出行能源消耗，实现“低碳出行”。系统还具备对收集的各种数据进行深度分析的能力，能为政府有关部门提供全面详尽的第一手资料，对于今后城市规划和民生策略的制定极具参考价值。
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