公交智能交通调度系统解决方案

城市公交智能调度解决方案上海飞田通信技术有限公司1目录第一章前言41说明42技术特点4第二章城市交通现状及系统用户需求分析51概述52城市公共交通现状521国内外概况522城市公交建设现状523政府信息化的要求524网络和GIS技术的成熟63建设目标64系统对城市交通的作用7第三章公交智能调度系统的设计原则81系统建设原则82设计原则要求821设计原则要求822实施要求93设计原则931可行性和适应性9上海飞田通信技术有限公司232经济性933实用性1034先进性和成熟性1035开放性和标准性1036可靠性和稳定性1037安全性和保密性1138扩展性和易维护性114参考规范11第四章公交智能交通系统的地理信息平台131交通信息中心地理信息平台特点132功能特点1421绘图系统1422缩放1523漫游1524地物查询1625路径分析1726测量1827在线编辑1828图层管理1929地图打印19210动态注记系统20上海飞田通信技术有限公司3211动态比例尺25212鹰眼26213自动换图26214地物突出显示27215地物智能显示27216空间数据库和SQL支持28217通用性支持28218专题图分析29219删格矢量叠加30220三维视图30221公共交通查询30第五章公交智能调度系统的网络地图服务平台321功能322核心技术优势3221基于INTERNET/INTRANET标准3322分布式服务体系结构3323瘦客户机/智能文档（THINCLIENT/INTELLIGENTDOCUMENT）3324多数据源接口3325动态注记与自动避让3426地物类管理3427数据库连接池34上海飞田通信技术有限公司428地图池3429高速地图图像生成35210快速路径分析35211完善的扩充机制35第六章公交智能调度系统功能361功能结构362功能说明373电子站牌介绍44上海飞田通信技术有限公司5第一章前言1说明城市公交系统在无人售票等先进科技的应用方面都走在全国的前列，目前不仅有自动投币机、非接触式刷机、IC卡插卡设备等，但在智能调度方面，不仅未能如广州上海方面使用智能调度系统平台进行调度，甚至未能使用职能交通的必备设备GPS。主要对本项目软件系统及技术特点进行叙述，而较少涉及关于经济效益的分析。公交智能调度可分两步进行建设。第一步建设调度平台给公交营运商使用，第二步建设电子站牌，方便市民出行，提升城市交通形象。本方案重在提炼产品本身的亮点及在公交方面的价值2技术特点自主知识产权的GIS平台和WEBGIS服务平台良好的基础地理信息数据基础开放式体系结构应用国际领先的数据访问与图形处理技术高效的负载均衡体系灵活强大的数据处理功能（排序、组合查询、分组、统计等）所见即所得的报表设计工具完整的安全机制上海飞田通信技术有限公司6支持海量数据完善的管理信息系统具有丰富的成功应用经验上海飞田通信技术有限公司7第二章公交智能调度系统用户需求分析1概述城市公交智能调度平台是面向城市市人民政府、城市市交通局及城市市名区交通局,为城市市各公交营运部门提供公交交通规划与建设综合信息服务，具备综合信息查询、设计、分析、预测和管理的动态服务系统，该系统建设的核心是软件的建设，它是一套GIS地理信息系统、MIS管理信息系统以及OA办公自动化系统融会贯通、灵活运用的综合性业务处理及信息交换平台，该平台以GIS地理信息系统作为城市及交通规划基础地理信息的管理与数据共享平台，以MIS管理信息系统为交通规划建设和基建管理的工作平台，以INTRANET/INTERNET站点为实时应用的操作平台，三者紧密结合，再佐以决策支持分析模块ESS，交通规划建设知识库模块，共同构成城市公交智能调度平台的全部软件内容。2城市公共交通现状21国内外概况公交系统是城市交通系统的重要组成部分，公交系统有序高效地运营对整个城市交通状况的改善有着举足轻重的作用。自八十年代以来，许多国家公共交通部门开始应用先进的信息与通信技术进行公交车辆定位、车辆监控、自动驾驶与路径引导、计算机辅助调度以提高公交服务水平。美国、日本、加拿大、英国、法国、韩国等国家都投入了较大的人力和物力从事智能公共交通系统研究，并已取得了显著上海飞田通信技术有限公司8的成果。国内的广州、上海等城市也在部分线路开始试用智能公交调度系统，试用的结果表明，在调度的机动性、直观性、客观性等各方面都取得了显著的效果。22城市公交建设现状城市目前有多家公司在参与公交车辆的运营。在调度方面主要依靠无线电话与司机联系，这种人工方式突发事况、应急指挥方面有很大的缺陷。23政府信息化的要求目前，我国正实施以宽带网为基础的网络互联平台建设，政府网上应用将获得高速、海量的信息疏通与转接，从而构筑电子政务信息高速公路，下一步发展的重点是“电子政府服务”在确保网络和信息安全的前提下，实现政府可公开信息资源共享和动态更新，提供政府网上便民服务应用项目，推动各行业上网进程。电子政务必将成为专用技术与网络应用的一片沃土。从20世纪80年代的协同办公工程、90年代初的“三金”工程、90年代末的政府上网工程、2000年的“三网一库”建设任务，到2002年的“两网、十二个重要业务系统和四个基础信息库”，我国的电子政务和政府信息化建设已走过了一段不短的路程。电子政务建设作为今后一个时期我国信息化工作的重点，政府先行，带动国民经济和社会发展信息化，对于应对加入世界贸易组织后的挑战，加快政府职能转变，提高行政质量和效率，增强政府监管和服务能力，促进社会监督，实施信息化带动工业化的发展战略，具有十分重要的意义，政府公众网站作为电子政务的窗口和应用平台，近年来在我国呈现出良好的发展势头。上海飞田通信技术有限公司924网络和GIS技术的成熟随着网络技术的不断发展和人们对地理信息系统GIS的深入认识，利用网络在WEB上发布和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已经成为GIS发展的必然趋势。地理信息系统GEOGRAPHICINFORMATIONSYSTEM，简称GIS是一种能把图形管理系统和数据管理系统有机地结合起来，对各种空间信息进行收集、存储、分析和可视化表达的信息处理与管理系统。结合交通规划建设管理的特点，引进网络技术、GIS技术，可以进一步实现交通规划建设管理的实时动态化。在城市规划建设与管理中，在城市生产与生活中，充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术，以地理信息系统为基础，将城市的种种基础信息资源，诸如区划人口、水陆交通、地下管线、产业布局、城市设施等加以整合和加载，用直观的图形方式向用户提供各种二维平面和三维空间数据的信息服务系统。它将以最新的观念，最先进的技术和最快的速度去解决城市的各方面问题，让数字技术渗透到社会运行的方方面面。3建设目标结合城市市交通规划和建设的实际情况，建设面向城市市人民政府、城市市交通局和各公交运营公司的综合公交智能调度平台。这对于实现城市市公交系统实时动态化智能管理，推进智能化城市交通网络建设，方便市民出行，提高职能部门办事效率和办事透明度，提高政府公信力和提升政府形象等均具有重要的意义。可以让政府和运营公司真正做到“运筹帷幄之中，决胜千里之外”。具体目标包括上海飞田通信技术有限公司10公交智能调度平台信息管理平台综合地理信息服务平台地理信息可视化业务数据处理与建库业务工作流管理基于网络的资源组织与调度业务质量管理业务安全管理业务项目管理业务资金流管理电子站牌4系统在城市交通建设中的作用41系统的社会效益及经济效益公交ITS是城市ITS的一个重要组成部分，在公交优先的背景下，公交对缓解城市交通拥堵的作用将越来越重要。公交ITS可以改善公交乘客的乘车信息服务，改善公交公司运营调度与企业管理。42公交智能化的意义主要体现在以下几个方面为企业提供更高的服务水平运行管理智能化使公交服务准时性和可预见性提高；上海飞田通信技术有限公司11运行管理智能化提高调度适应客流的水平，增强公交服务灵活性，缩短等候时间，提高舒适性；使换乘衔接更为高效，换乘方案可预见性强；便于乘客更有效利用候车时间和乘车时间；方便结算管理和节省时间的IC卡支付方式；扩展服务内容，推出新形式的服务。公交信息服务系统能够为乘客提供完善的信息服务多种公交运输方式间信息的互通和综合；事故等紧急信息的有效应用；信息维护更新的及时性；建立多方式间、不同运营公司间、政府与企业间、不同区域间横向信息服务体系及企业内部管理层、车队、场站、公交工具、司乘人员等之间的纵向信息交换服务体系。公交ITS为运营者提供高度的智能化运营管理丰富和完善实时掌握公交车辆运行状况的技术手段；调度管理的灵活性和适应性；事故等紧急信息运用的有效性和及时性；多方式换乘和接驳的协调有序性；实时掌握客流数据；车辆、人力资源开发运用的高效性、经济性；公交ITS便于为线路调整、规划等方面的决策提供基础数据信息。GPS在公交系统的应用，使公交公司可以及时掌握车辆运行状况，实施车辆的科学调度，可随时了解车辆状况，及时解决许多问题。应用GPS公交系统，不仅使司机的操作变得更加简单，而且数据的统计将更加及时、准确。乘客可以从GPS公交应用系统中获得轻松自如选线路，明明白上海飞田通信技术有限公司12白等公车；乘车环境较宽松，资讯风景收眼中；不会乘车坐过站。总之，公交ITS在改变落后的运营管理和调度模式、实现公交资源的最优配置、提高公交企业效率、提升公交的服务水平、吸引乘客等方面成效显著。43使用系统的必然性公交系统作为一个社会公益事业，公交ITS的启动同当地政府的支持密切相关。许多政府部门都为发展当地的公交ITS制定了长远规划。随着城市客运市场的开放，客运市场竞争激烈。提高运送效率和服务质量已经成为重要的竞争手段之一。一些公交企业愿意在此领域进行投入。另一方面，今日的公共交通企业已经度过了维持简单再生产时期，他们有能力将一定的人力和财力投入现代科技的应用与推广项目之中。各级政府的支持也为他们提供了依托，增强了活力。因此，公交的ITS系统的建设，可以采取政府、企业、社会三位一体的方式。公交智能调度系统庞大、技术复杂，经济上亦不可能一步到位，因此，由试点入手，逐步推广是十分必要的。上海飞田通信技术有限公司13第三章公交智能调度系统的设计原则1系统建设原则城市公交智能调度系统建设总的原则是保证系统的效益性、功能性、可靠性、可维护性、可扩充性、安全性全面实现。也就是系统的建设将以提高公交单位的投资效益为目的，全面实现本次系统提出的公交地理信息及公交调度的所有功能，保证系统在一定的约束条件下能够稳定的运行，建成的系统易于理解和维护，能灵活的添加或修改系统的功能。系统能抵抗人为的攻击或自然因素的破坏。2设计原则要求21设计原则要求稳定性系统运行必须稳定可靠，应保证系统长期连续不停机正常运行。集成性系统可以以统一的地图平台集成和支持多种不同的应用，保证地图数据的共享和统一性。开放性包括功能的开放性和数据的开放性功能的开放性可以方便地将地图功能与应用系统的功能集成；数据的开放性应提供外部数据导入接口，可以方便地集成用户自有的地图数据，应可以将地图数据与任何属性数据集成，并可以对任何属性数据进行可视化的查询、统计、分析。上海飞田通信技术有限公司14可扩充性系统应采用灵活的三层结构和组件式开发，确保系统可方便扩充。可管理性和可维护性系统提供系统运行性能分析、访问量分析、系统管理和维护工具，保证整个应用系统的可管理性和可维护性。实时与共享可以随时、随地地访问系统，实现各类数据的实时发布、查询和分析，同时最大程度地实现数据共享。22实施要求公交智能调度系统是一个由多个子系统所组成的有机的系统，在进行系统的设计和实施过程中以系统工程的观念，从整体出发，充分考虑各子系统之间的关系，结合城市市的现状和实际情况，把该系统建设成高度智能化的信息管理访问系统，同时对系统的持续应用及有效的维护提出商业化的运行建议。在子系统中的各类数据源可共享查询、设计、分析预测评估，子系统具有多功能化、高自动化，高扩展性等特点。项目实施应按照系统软件工程的规范进行组织实施，具体内容包括确定项目实施的组织结构设计项目实施策略建立项目质量保证体系设计开发策略与方法上海飞田通信技术有限公司15制定项目分期目标与工作安排制定测试与验收计划制定培训与售后服务计划3设计原则31可行性和适应性系统保证技术上的可行性和良好的性价比，并要有对于今后社会和经济发展的适应性；32经济性系统建设始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则，在设计和建设应充分考虑并确保投资的长期有效使用，既保护已有设备投资又考虑新设备投资。在实现系统功能的原则基础上，尽量减少项目的经费投入。经济性原则主要表现在系统本身的价格，包括系统、技术服务和培训等系统运行后经济效益预算的可能收益对系统实施现场的特殊要求所需的费用对系统集成所需的有关费用上海飞田通信技术有限公司1633实用性系统设计时充分考虑我国国情和市政，严格按照国家有关标准，适应中国的政策法规、企业组织形式、数据格式、现有的设计及习惯，并同时体现系统优化后的适应性和优越性，操作界面、应用平台普通化，操作方便、快速、简捷。系统可以在不对原有网络环境和计算机管理系统做重大改变的基础上加挂其他系统。在设计应用层软件时，系统提供宜人化向导型界面，丰富的在线帮助，统一的界面风格，易学易用，具有数据导航机制与全键盘操作支持，使数据输入又快又准。跟踪查询机制能帮助用户追踪数据来龙去脉，理清业务流程和进行事后监督。34先进性和成熟性系统设计采用先进的概念、技术和方法，同时注意结构、设备、工具的相对成熟。技术水平达到国内外同期同类的水平，不但能反映当今的先进水平，保证系统在一个相当时期不落后，在未来若干年内占主导地位，且具有发展潜力，能顺利地过渡到下一代技术。系统整体设计适应地理信息系统和WEB技术发展的特点及信息网络通讯技术的更新换代，借鉴目前主流网络体系结构和网络运行系统的经验，采用目前成熟的系统设计模式、最新浏览器技术，在主机选择、网络结构设计、网络设备配置、网络管理方式等方面保持系统的先进性，达到国内领先水平，同时采用现代管理理论，吸收国内外成功经验，为相关部门管理水平上一个台阶铺平道路。上海飞田通信技术有限公司1735开放性和标准性为了满足系统所选用的技术和设备的协同运行能力、系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需求，必须要求系统的开放性和标准性；系统在设计时遵循了开放分布式的设计思想，符合操作系统工业标准，图形用户接口标准，数据库结构及其访问标准，网络通信标准，语言标准，文档标准等；子系统可独立运行，也可选择挂接大型数据库。为连接相关应用软件等设计数据接口，采用工具化设计使系统的维护与功能扩充方便。由于地理信息系统涉及范围广，组织性强，中心系统必须考虑与各子系统以及外部系统的互联，系统须支持多种协议，这也要求系统必须具有较高的开放性。36可靠性和稳定性城市公交智能调度系统的实时性决定了该系统必须具有高度的可靠性，系统设备必须能可靠、稳定工作。系统设计在考虑技术先进性和开放性的同时，还从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。37安全性和保密性城市公交智能调度系统直接牵涉到广大人民群众的利益和安全，各项数据信息的实时性、安全保密性要求较高，因此，在系统设计中既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离。系统分别针对不同的应用和不同的通信环境，采取不同的措施，建立完善的安全管理体系，防止外部非法访问者的攻击和来自内上海飞田通信技术有限公司18部的侵害，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等；系统具有高可靠性和强大有效的容错能力，以及数据库的多层次管理、分级授权安全保密机制，用权限管理工具可进行分层权限派生，数据安全可靠，操作员责权分明。38扩展性和易维护性由于城市公交智能调度系统包括众多的、地理上分散的操作节点，这些操作节点可能采用不同的系统平台，通过不同的方式进行通讯，因此，通过完善的网络管理，划分各种逻辑网段和物理网段，使网络管理员能够方便地增加、减少网络节点，新增节点可以灵活的注册进入系统。系统采用B/S结构，B/S最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展非常容易，只要能上网，再由系统管理员分配一个用户名和密码，就可以使用了。系统可根据管理部门结构的特点灵活定义各子系统功能。大部分子系统可独立运行，自动计算与人工干预相结合，从广度和深度上满足分步实施、逐渐过渡的需要。用户灵活选择查询方式和设置查询条件。系统的设计能够支持城市市公交智能调度系统不断发展的功能和系统规模的要求，便于增加新的应用系统功能；随着系统信息量的增加，只需要增加存储设备即可。系统能够和业务部门其它信息管理系统、数据采集系统以及其它系统进行在线和离线的信息交互，因此，同时也要求其它系统必须采用开放的系统和数据库平台，必须提供符合标准的通用组件访问接口。上海飞田通信技术有限公司19系统在设计上达到可不断优化、平滑升级的要求，同时满足与其它系统兼容互连的未来发展需要，并且易于维护，有良好的售后技术支持和完善的服务体系。4参考规范系统的设计和安装必须严格遵照国内的有关规范，并参照相关的国际规范。主要的国内规范包括国家电子政务标准化指南电子政务标准化总体组组织机构电子政务总体标准国家电子政务标准体系框架国家电子政务标准研究项目管理办法（试行版）信息技术设备安全（GB49431995）工业企业通信设计标准（GBJ4281）国土基础信息数据分类与代码国家标准GB1392392中华人民共和国行政区划代码国家标准GB22601995全国河流名称代码国家标准送审稿中国周边国家和地区名称代码国家标准GB/T265994国家干线公路名称和编号国家标准GB917289全国山脉山峰名称代码国家标准征求意见稿国家基础地理信息系统元数据标准草案地名类别代码内部标准上海飞田通信技术有限公司2015000、110000地形图图式（GB/T579193）1500、11000、12000地形图要素分类与代码（GB/T1480493）1500、11000、12000地形图数字化规范（GB/T171601997）国土基础信息数据分类与代码（GB/T1392392）道路交通标志和标线（GB57681999）中华人民共和国行政区划代码（GB/T22601999）国家基本比例尺地形图修测规范（GB/T1426893）地图用公共信息图形符号通用符号（GB/T176951999）国家基本比例尺地形图分幅和编号（GB/T1398992）测绘产品检查验收规定（GH100295）除上述规范以外，还应遵循国家现行的规范和标准要求。上海飞田通信技术有限公司21第四章公交智能调度系统的地理信息平台地理信息系统（GIS）是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算分析、显示和描述的技术系统。处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。1交通信息中心地理信息平台特点传统的GIS产品主要面向十分专业的高级应用，其软件宠大，功能复杂，操作繁琐，价格昂贵，要求用户投入高额资金，配备专业的操作人员，且系统建立周期长、风险大，但与此形成鲜明对比的是在绝大多数一般应用中，它的80以上的功能很少用到甚至根本不用，常用功能只占有1020左右，这样便造成很多浪费。JTGISWINDOWS98/NT/2000/XP版（以下称JTGIS）是我中心基于二维的地理信息系统产品，经受了从简单的地理信息系统平台的研制到结合许多先进的设计思想和概念的专业的地理信息系统平台推出一个长时间的考验。JTGIS是标准的COM（组件对象模型）结构，支持面向对象的数据结构和数据管理，允许用户根据需要对其进行扩展和重新定义。JTMAP还支持具有工业标准的开发环境，可以对JTGIS进行用户自定义以及基于平台的二次开发，它的体系上海飞田通信技术有限公司22结构如下图所示VIEWRWINDOW地图浏览器窗口框架VIEWR地图浏览器基类VIEWRBMP交互式位图窗口框架TARGETCOMANDER移动目标管理SYMBOL符号绘制SQLQUERYL查询解释SHORTESPATH最短路径分析SPAILINDEX空间索引RESOURCE资源管理PROJECTIONS投影管理TOPLGY拓扑分析PARMS参数管理LAYERMNAGE图层管理STRUCESTORAGE结构化存储管理ARCLABEL沿线注记CHART图表管理GEOLISTVEW地物列表LEGND图例SCALE比例尺DATUMS椭球体与基准面管理EDITOR地图编辑DEFIN控制参数管理GEOCLAS地物类管理GEOCDING地物编码管理INI配置文件访问LABELSARA动态注记避让管理CUSTOMMAP地图定制管理GPSPS支持VECTORLAYE矢量基类MAPEDFIL内存映射文件访问PIXELLAYR点阵基类ABSTRACLYER抽象图层基类ABSTRACFILE抽象文件基类架构层逻辑层抽象层图形交互层应用层组件层TREBLGIS地理信息系统基础平台TREBLDEVLOPKERNL开发核心TREBLFITER空间数据管理EPLUGIN插件平台DBACES数据库访问2功能特点21绘图系统电子地图可以根据当前图幅的大小自动计算地图浏览的边界，并且对最小和最大显示比例进行调整。全图显示时，视图刚好能够覆盖当前图幅上的所有地物。在上海飞田通信技术有限公司23电子地图绘制方面，我们抛弃了传统的GDI绘图方式，采用最新的MICROSOFTDIRECTX绘图技术，不仅大幅度提高地图绘制效率，且电子地图在缩放和漫游过程中显示更为平滑，不会出现闪烁的现象。实际测试表明，与主流GIS平台相比，交通信息中心的地理信息系统在效率方面有非常优越的表现，在处理各种不同矢量格式的地图数据时都比主流的GIS产品快几倍。实际测试数据表明，内存中的矢量图层对象在瞬间（几百毫秒）就可以完成包含50000个点的矢量数据生成和显示。22缩放对电子地图进行放大和缩小，是使用者在操作GIS系统中发生频率最高的动作。在传统的地理信息系统平台中，通常有放大和缩小两种地图工具，很多时候使用者不得不在两种这工具间来回的切换对电子地图进行浏览。在JTGIS中，我们除了提供这种传统的缩放方式之外，为了提高使用者进行地图缩放的操作便利性，更对地图缩放这项常用操作功能进行了全新的设计。在这种新的操作方式中，同样可以对电子地图进行无级缩放，操作方式主要有两种鼠标选择缩放选择“地图缩放工具”后，当鼠标移动至地图窗口上方时，鼠标指针形状变为“放大镜”的图标。进行放大操作时，用鼠标在地图上从左上角至右下角框选一个区域（这也是使用者最常用的框选方式），则所框选区域放大至整个地图窗口。上海飞田通信技术有限公司24进行缩小操作时，采用非从左上角至右下角选取的框选方式，如从右至左选取或从下至上选取，则当前地图窗口的内容会缩小至所框选的区域内。缩放操作过程中，在保持缩放中心点不变的情况下，系统可自动调整框选区域的长宽比例以适应地图窗口的长宽比例；鼠标滚轮缩放电子地图还支持鼠标滚轮缩放，只要地图窗口处于激活状态下，即可使用鼠标滚轮对地图进行缩放操作，向上滚动为放大，向下滚动为缩小，如下图所示另外，通过操作鹰眼窗口，也可以达到对地图进行缩放的目的，关于这部分功能将在鹰眼窗口小节中详述。通过对缩放的改进，使用者无需频繁的切换地图放大和地图缩小工具，可以更为方便快捷的完成地图缩放操作。上海飞田通信技术有限公司2523漫游通过漫游功能对地图进行浏览同样是使用者非常常用的操作。在传统的地理信息系统平台中，通常通过漫游工具完成此项操作。使用者常常不得不在缩小、漫游这几个工具上反复切换。为了简化使用者的操作，我们对地图的漫游功能也进行了重新设计，除了支持传统的漫游方式外，还提供了中键漫游以及地图卷动条等功能。选择“地图漫游工具”后，当鼠标移动至地图窗口上方时，鼠标指针形状变为“手掌”的图标。这时可以使用传统方式拖动地图。采用鼠标中键漫游时，只需在地图窗口上方按下鼠标中键，轻轻挪动鼠标即可进行自动漫游。漫游方向在以按下鼠标处为起点，以当前鼠标位置为终点的沿线上；漫游的速度与按下鼠标处与当前鼠标位置的距离成正比。漫游速度和方向随着鼠标的移动作即时的调整，因此使用者可以非常方便的控制电子地图的漫游。在地图窗口的左侧和底部分别放置的垂直和水平滚动条，通过拖动滚动条，也可以对地图进行漫游。上海飞田通信技术有限公司26在传统的地理信息系统平台中，漫游过程中通常会出现反白现象。我们通过对底层数据访问机制以及绘图效率的改进，解决了漫游中的反白问题，实现了地图的平滑漫游，且在平滑漫游的过程中，仍可以完成地物的自动避让以及动态注记。由于实现地物避让和动态注记需要的运算量较大，在传统的地理信息平台中要在漫游过程中实现动态注记基本上是不可能的。通过对操作方式的改进，使用者只要使用鼠标操作即可完成对电子地图的缩放和漫游，无需在各种工具按钮之间进行频繁切换，大大提高了操作效率，同时也增加了系统的易用性；按下鼠标中键就可以实现快速、准确的浏览，流畅而且刷新极快，不会出现闪白现象，标注点会自动避让并且是实时地进行注记，所有的地物名称都会随着屏幕显示区域移动。一般视图下漫游速度可以达到30帧/秒，平滑流畅。24地物查询JTGIS提供了方便灵活、形式多样的地物查询功能，主要包括关键字查询、门牌号码查询、交互式选择查询、参数式查询、公交查询等。关键字查询是指使用者通过输入地物名称的关键字进行查询，系统具有强大的模糊查询能力，使用者可以像使用搜索引擎一样使用本查询功能，如查询包含有“中山”和“大学”两个关键字的地物，只要在查询框中输入空格风格的关键字即可，形如“中山大学”。使用者也可以直接输入连续的单个或多个关键字，如使用关键字“银农”进行查询，可以找到“农业银行香洲支行”、“城市经济特区农村信用合作社银坑分社”、“中山市坦洲农村信用合作社银湾分社”等。上海飞田通信技术有限公司27我们将所有地名统一起来，通过地名索引模块实现了模糊地名搜索。与传统的模糊搜索方法不同的是传统地名搜索需要遍历整个地名数据表，在数据量较大时非常慢，而新的模糊地名搜索算法充分结合了地图数据库的特征，缩小了搜索范围，使搜索的平均IO访问量大幅降低，从而大大提高搜索速度，使经过优化的关键字查询具有较高的效率，如在城市市区电子地图上使用“城市”作为关键字进行查询，遍历节点6344个，找到结果1160个，耗时08秒；在城市市区电子地图上使用“城市大”作为关键字进行查询，遍历节点6344个，找到结果77个，耗时01秒。交互式查询是指使用者通过鼠标在地图上进行圆选、框选等操作进行查询，系统可列出选择范围内的查询结果。对整个城市市区内的地物进行框选查询，找到结果5681个，耗时3秒；对市区内约一平方公里的区域进行框选查询，找到地物223个，耗时01秒。门牌号码查询是一类较为特殊的地物查询。该查询要求地物数据在进行组织时需遵循一定的数据制作规范，具有完整的地物编码信息，或在地物的空间数据中包含区域、所属路段、门牌号码等信息。使用者可以进行门牌号码与地址的双向查询。25路径分析路径分析方面我们采用了目前国际上最先进的ASTAR算法，具有较高的分析效率和理想的算法性能。并结合了可定制的优先权设置系统，可以完成距离最短、上海飞田通信技术有限公司28时间最短、最优路径等形式多样的路径分析功能。距离最短路径是指路径全长的里程数最小，时间最短路径是根据路段长度与道路等级、车道数等关联因子加权运算后计算的总行程时间最小，最优路径是指系统自动综合距离、时间、道路等级等因素，向使用推荐的效率较高、道路等级也较高的路径。目前系统支持的道路分级包括省道、国道、高速公路、高架公路、立交桥、市区一级道路、市区二级道路、市区三级道路、市区四级道路、郊区一级道路、郊区二级道路、郊区三级道路、郊区四级道路、县乡道、公园路等。系统从数据结构基础上支持单行线、禁左、禁右、路阻路障、道路通行效率等参数。使用者只需简单的输入出发地与目的地的名称，系统可先对名称进行模糊查询，接着自动进行路径搜索。使用者也可以在选择“路径搜索工具”后，直接在地图点选出发地、一个或多个途径地点、目的地来完成路径搜索。路径分析完成后，系统会列出沿路经过的所有路段，以及线路的总长度，并作步行时间、车行时间、油费、油耗等估算，使用者可以点击各路段进行突出显示。完成横贯城市市区的路径分析，从“某某公共汽车站出发”至“某某疗养院”，途径国防路、桂花南路、桂花北路、粤海中路、侨岭街、岭南路、迎宾南路、迎宾北路、柠溪路、紫荆路、翠香路、情侣中路、情侣北路，分析结果路径总长度为15083米，分析耗时02秒。路径查询效果如下图所示上海飞田通信技术有限公司2926测量系统还提供了电子地图的测量工具，包括“距离测量工具”和“面积测量工具”。选择“长度测量”工具后，在地图上选取要测量的起始位置，单击鼠标的左键后依次点击想要停顿的点直到终止位置，系统自动将各点击点连接成一条折线，如果您要测量的范围超出屏幕的范围，按下鼠标中键即可进行漫游滚屏，到达测量点后可继续测量过程，双击鼠标左键结束操作，系统将为您计算该折线的长度。您不仅可以查询到两条街道的空间距离，而且如果沿道路选取折线还可以得到实际距离。上海飞田通信技术有限公司30系统除了对长度进行计算外，还可以对车辆油耗、行驶时间、步行时间、出租车资费等进行估算。出租车的起步价格、开始计程时间、每公里价格等参数均可由系统管理员根据实际情况进行定制。选择面积测量工具，在地图中单击鼠标左键选取要测量的图形区域后形成一封闭多边形，双击鼠标左键后，系统将为您计算所选取的多边形区域的周长及面积等参数。27在线编辑系统可以提供多种对象的在线编辑功能，如形体、折线、点等。在激活编辑功能后，处于编辑图层对象的所有节点会以黄色突出显示，当前编辑对象的所有节点会以绿色突出显示，并对节点的序号做出注记。用户可以方便的完成增加节点、移动节点、删除节点、增加图形、删除图形、移动图形等操作。在数据编辑方面，在使用非压缩数据格式时，系统可以根据用户的编辑操作动态的完成空间索引的修改工作，目前的主流GIS平台只有极少数可以实现这一功能；如果使用压缩数据格式，由于其空间索引数据已打包在内，所以修改后必须重新建立空间索引。上海飞田通信技术有限公司3128图层管理地图中的每一个对象都是一个结点，每一个结点均可以附属于一个层，为了管理的方便我们可以让同一类对象附属于一个层，通过层可以对层中的属性进行群组操作，还可以很灵活的改变同一层的所有对象的属性。还可以根据需要进行增加、编辑、删除、设置数据表结构等基本的图层维护管理操作。用户可通过复选框定义所列的图层，自行管理地图是否可见、可查询、可编辑，并显示图层的相应图例。用户可关掉不必要的图层信息，简化地图显示。29地图打印在不少二次开发的地理信息系统应用软件中，打印功能实际上是通过截取屏幕图像来绘制的，这样方式一方面输出的地图不能很好的适应输出纸张的长宽比例，上海飞田通信技术有限公司32另一方面也受屏幕分辨率与打印输出分辨率存在较大差异带来的影响，无法完成大幅面或高质量的地图打印输出。JTGIS具有强大的打印输出功能。在打印输出过程中，地图打印系统直接在打印画布上进行绘制，输出幅面只受打印设备和系统内存的限制。而且系统内部的对象显示属性都是以绝对尺寸进行配置的，可以根据输出设备的分辨率进行自动换算调整。包括图标系统、注记系统等都专门针对打印输出进行了优化，地图打印效果图形细腻、文字清晰。并可以配合报表系统进行用户定制输出。在普通打印机上输出效果如下图所示上海飞田通信技术有限公司33210动态注记系统动态注记是JTGIS的一大特色。由于电子地图包含的信息量比传统的纸制地图大得多，且可以进行任意的放大缩小操作，因此我们设计的出发点是，保证电子地图无论处于何种比例之下，都能给观者带来最优质使用感受点地物对象是应用型地理信息系统中最常见的对象，如商店、旅馆等，都是以点地物的形式标注在电子地图上的，其注记通常是该对象的名称。地物名称的长度可能是两个汉字，也可能是几十个汉字，特有的标签智能折行功能将使地物标注以最美观的形式展现出来，折行的最终结果使标注尽量填满一个矩形框体，即使地物名称长达80个汉字，系统仍可以轻松显示。标签折行效果如下图所示，图上红色数字为标签中的汉字个数上海飞田通信技术有限公司34点地物标注的位置也不是一成不变的，可以对地物进行4个方向（上下左右）或8个方向（左上、左中、左下、上、下、右上、右中、右下）的注记位置选择。如果使用8方向选择时，系统还能在标注和地物之间加上一个连接点进行标识，让使用者在阅读时更容易辨认。注记方向的选择是由系统在动态注记的运算过程中自动完成的，显示范围的地物会尽可能的被标注出来，而且被标注地物的标注文字都会保持完整，不会出现只显示半截的情况。四方向动态注记效果如下图所示无论视图如何变化，注记始终保持完整，如下图所示上海飞田通信技术有限公司35且所有注记都使用统一的字体，不会随视图的放大缩小而改变，如下图所示上海飞田通信技术有限公司36在打开三维视图选项以后，地物标注会以上方和左右方优先标注，为使用者创造出一种立体的感觉，关于这部分内容会在三维视图的小节中详述，效果如下图所示单线河、道路中心线等线对象也会包含需要标注的文字，动态注记系统可以生成完全符合中国人阅读地图习惯的沿线注记。无论当前视图显示的是整条道路或是一条道路的一部分，只要有足够的注记空间，系统即可沿该段道路的拓扑形状，把文字标注在线路上。而且无论该道路的拓扑形态和方向如何，系统一定会选择最符合中国人阅读习惯的方式进行注记，而不会出现如从右至左的注记。双线河、湖泊、水库、区域等面对象也可能包含注记，动态注记系统可以生成自动面层的注记。无论当前视图下该面对象是全面显示还是只显示一部分，只要有足够的注记空间，系统即可进行标注。不管面对象的多边形边界如何拓扑，面对象的注记算法保证注记一定出现在面对象的区域之内，因为如果标注的对象边框以外可能会引起使用者的误解。上海飞田通信技术有限公司37系统会对所有的动态注记进行统一的管理，所有的注记文字不会出现重叠，在不引起注记重叠、并保证注记完整的基础上动态注记系统会尽可能的进行注记。而且线层和面层的注记比地物注记有更高的注记优先权，在地物很多的情况下，也能看清道路或区域的名称。在地图漫游的过程中，可以看到道路注记沿着线路的延伸在线路上流动，区域和河流的注记也会随着视图流动，无论视图如何变化，始终保持一致的注记方式，文字也会保持完整。经过优化的注记算法具有较高的效率，可以在平滑漫游的过程中完成实时的动态注记运算。动态注记效果如下图所示上海飞田通信技术有限公司38211动态比例尺动态比例尺是以一个浮动窗口的形式出现在地图窗口上方，可以由使用者根据需要任意移动，动态比例尺窗口根据当前电子地图的缩放比例，动态的绘制比例尺图形。该图形由五段黑白相间的矩形条组成，保证使用者在任何地图背景下都能清晰的进行阅读。比例尺有两种显示方式供使用者选择一种是传统地图的显示方式，显示如1500、12000等地图的比例尺信息；另一种是直接描述长度的信息，如“500米”、“3公里”等。对于大多数非专业地图使用者来说，采用第二种方式显示的信息更为直观、易懂。由于电子地图是可以进行无级缩放的，考虑到使用者的阅读习惯，在绘制动态比例尺前我们进行了优化运算，使比例尺的距离长度不会出现如“532米”等带有尾数的情况，而是先取整为“500米”，再对比例尺图形进行精确绘制。比例尺的变化如下图所示，可以看到动态比例尺可以根据电子地图视图的变化做自适应的调整上海飞田通信技术有限公司39212鹰眼鹰眼为当前电子地图的缩略图，并与当前电子地图形成一种互动关系。帮助用户更方便、快捷的查看地图，直观的了解当前浏览的区域与整个地区的相对关系。鹰眼窗口中的红色标识框即是当前的地图窗口的视野范围。在鹰眼窗口中，可以使用与电子地图相同的操作方式进行缩放和漫游，标识框的位置改变后，地图窗口也会根据标识框的覆盖范围显示对应的电子地图。地图窗口换图时，鹰眼自动进行相应的变化。鹰眼如下图所示上海飞田通信技术有限公司40213自动换图一个地区的地图可能包含若干幅子图，在本平台中，地图可以根据使用者浏览、缩放等操作进行自动切换，这种切换操作对使用者来说是透明的，使用不会感觉到实际上是在浏览多幅地图。例如使用者正在浏览广东省的地图，这时他对广州地区的某一部分执行了放大操作，如框选放大或者使用鼠标滚轮放大，此时系统会自动调入广州市区的电子地图，按照使用者刚才选择的比例和范围进行显示；如果使用者此时进行缩小操作，且地图窗口的视图范围已经超出了广州市区，系统又会调入广东省图进行显示；如果使用者继续缩小，系统会相应的调入中国地图进行显示。上海飞田通信技术有限公司41系统可以根据当前地图数据的配置情况，以及使用者的操作情况，对地图进行智能的选择，让使用者始终能浏览的尽可能详细的电子地图。如可以显示城市市区图或广东省图时，系统会选择城市市区图进行显示。当使用者的浏览范围超出当前图幅的显示范围时，系统又会自动查找上一级的地图进行显示。如果上一级已经没有地图数据，则当前图幅以全图的形式显示，不会出现地图被缩的很小很小，或者满屏幕空白找不到地图的情况。使用者也可以选择关闭“自动换图”选项，此时浏览范围将被限制在当前图幅内。214地物突出显示地物查询结果和路径分析结果都会在查询结果列表中列出，使用者可以选中其中的项目进行突出显示。当地物被选中后，地图窗口会定位到以选中地物为中心的视图，被选中的地物进行动画闪烁提示使用者，并自动查询该地物的属性信息在提示信息中显示。突出显示效果如下图所示上海飞田通信技术有限公司42215地物智能显示在图上地物很密集的情况下，在定制地物显示优先权的基础上，系统会自适应地调整地物的可见性。在保证地物显示不过于密集的情况下，尽可能的显示更多的地物。地物的智能显示系统与动态注记系统是协同工作的，地物的显示以及对象注记都会自动进行避让，调整注记位置和尺寸，不会出现点地物图标互相压盖、重叠的情况，点地物的图标也不会与地物注记互相压盖、重叠，保证地图显示的美观和整洁。上海飞田通信技术有限公司43地物智能显示系统具有灵活的外部配置功能。系统管理员可以根据地图的特点对对象绘制方式进行手动或自动的配置，修改颜色、边框、宽度、画笔属性、画刷属性、图标、尺寸、旋转角度、渲染方式、最大/最小显示比例等参数。地物智能显示效果如下图所示，不会出现地物图标与文字重叠覆盖的情况216空间数据库和SQL支持地理信息数据可以存储在本地文件中，也可以存放在空间数据库中，实现大量空间数据的中心存储和管理，应用和系统间可以方便的进行数据交换。空间数据库可以选用多种主流的数据库引擎，包括MICROSOFTJETOLEDBMICROSOFTSQLSERVERBORLANDINTERBASEMYSQL上海飞田通信技术有限公司44IBMDB2ORACLE通过在地图组件和数据访问组件中间增加数据抽象访问层，对于上层应用来说，数据访问实际上是透明的，即使使用本地数据文件进行存储，同样可以执行SQL查询。空间数据库中可以存放多种类型的外部属性数据，如视频、音频、图像等。平台提供强大的交互查询接口是应用层能对属性数据进行高效的访问，完成数据增加、修改、查询、删除等维护功能。系统同时提供面板型、表格型等多种灵活的数据组织与表达方式。217通用性支持系统对主流的GIS数据格式都有较好的支持，包括多种矢量格式和光栅格式BMP、JPG、TIFFERMAPPERECWMICROSTATIONDGN格式AUTODESKDXF格式ARCINFOE00格式MAPINFOMIF/MIDMAPINFOTAB上海飞田通信技术有限公司45PIXELSTORESPOTBILARCINFOARCVIEWSHP美国商业部人口普查局TIGER系统支持二十多种地球椭球体、五十多种大地基准面以及二十多种主流投影方式，包括我国常用的兰勃特、墨卡托、横轴墨卡托等218专题图分析在GIS分析方面，系统具有强大的专题地图绘制、在线图表绘制能力，支持点密度分析、独立值分析、饼形图分析、柱形图分析、散点图分析、折线图分析、对比分析、层次分析等多种灵活的数据表达方式，并提供三维分析的支持。在线图表分析示例如下图所示上海飞田通信技术有限公司46219删格矢量叠加平台支持删格图像与矢量图形的叠加绘制，影像图层经过配准以后，可作为背景与矢量层叠加显示，以增强显示效果，并可以改变图层的显示叠加顺序。220三维视图除传统形式的二维平面地图显示外，系统还支持多种形式的可定制三维投影，如采用高空俯览或卷轴模式等。在高空俯览模式中，用户还可以控制视角的倾斜度和浏览高度，像操纵二维平面地图一样进行缩放、漫游等操作。在三维模式下，系统支持立体形式的图形绘制，可以在视图上输出如三维建筑、树木、立体标识牌、立体道路标识、交通灯等物体，采用矢量图形或位图图形均可，可以随远近作真实的大小变化，也可以绘制天空背景，模拟远方地平线的效果。配合地图旋转功能，使道路永远在使用者正前方延伸，可以为使用者创造身临其境的感觉。上海飞田通信技术有限公司47221公共交通查询系统中与公交相关的基本数据包括公交公司、公交站点、公交线路、公交线路营运时间表、地铁站点、地铁线路、列车站点、列车时刻表、航班城市表、航班线路等。为了提高系统的检索速度，我们对公交数据进行了优化索引，经过优化的间接数据包括，线路站点、站点地名索引、总站索引、交通要点索引、线路时刻表索引等。公交汽车方面，使用者通过本系统可以进行线路查询，如查找某一线路的起点、终点、首末班车时间、途径站点等；使用者可以输入某一个站点名称进行检索，系统可以列出所有途经该站的线路；使用者也可以输入出发地和目的地进行检索，系上海飞田通信技术有限公司48统可以将列出所有可直达的线路，如果未找到直达线路则列出所有换乘方案，为使用者提供包括线路、途径站、换乘站在内的详细换乘信息。上海飞田通信技术有限公司49第五章公交智能调度系统的网络地图服务平台1功能在INTERNET/INTRANET迅速膨胀发展的形势下，如何将GIS引入INTERNET/INTRANET世界，使GIS充分利用和发挥互联网的优势，就成为GIS发展研究的一个重要课题。与传统的基于桌面或局域网的GIS相比，WEBGIS具有以下的优点更广泛的访问范围，客户可以通过INTERNET,在世界的任何地方，同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据。平台独立性，无论服务器/客户机是何种机器，由于使用了通用的WEB浏览器，用户就可以透明地访问WEBGIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构GIS数据的共享。可以大规模降