（固体地球物理学专业论文）基于j2ee架构的北京动态交通信息对外发布平台研究.pdf

猜要 摘要 本论文所研究的内容是北京市公安局公安交通管理局交通管理信息对外发 布平台项豳的重要组成部分，是对现有的北京市公安局内网实时交通流系统的 扩展。本论文的最终成果怒实时地擢j 匕京市环路以及主干路的交通流量信息， 管制施工以及意外事件信息集成在一起，以电子地图作为载体，在互联网上发 布。用户在任何地方只需要通过普通的客户端测览器就可以实现刘实时道路流 量信息的浏览、查询等。 本论文研究的重点是如何利用计算机强大的图形界面，利用互联网开放性、 廉价性、操作简单性、支持多媒体、超级链接能力开发出功能齐全、操作友好、 性能稳定的信息对外发布平台。通过分析北京市公安局公安交通管理局交通管 理信息对外发布平台以及圜前国内外的软硬件条件，参考其他智能交通发奄系 统的得失，考虑到本平台涉及空间数据库、属性数据库等复杂海量数据以及将 来系统的扩展，本系统的开发方案采用基于j 2 e e 架构的客户端应用服务器数 据库服务器( t s s ) 的三层体系结构。 信息发布平台共分为l o 个模块，分别是数据管理、对外网站、电子地图、： 多语言支持、数据服务、业务支撑、视频发布、鉴权认证、系统管理、系统安 全。这些模块之中，电子地图模块是整个平台的核心和重点。动态交通信息( 包 括道路的流量、流速、占有星、管制、施工和意羚事件等) 主要是透过电子地 图作为载体展示的。 电子地图模块共分为嚣层，分别是数据采集层、数据存储层、应用服务层 和表示层。其中，数据采集层负责从公安局内网获取数据，并按照一定的格式 解析到数据库中；数据存储层负责存储空间数据和属性数据；应用服务层负责 按照一定的请求格式，从数据库中提取数据，经过定的处理生成表示层需要 的信息形式；表示层是平台同用户交互的媒介，完成获取用户操作和结果展示 的功能，这种交互的方式包括网页、f r p 下载、消息交换等。 本人负责项目中电子地图模块的设计和实现，贯穿了从需求分析、概要设 计、详细设计到具体开发等各个环节。首先，从用户的需求出发，确定了平台 的g i s 技术路线，选择e s r i 的a r c l i s 作为地图发布服务器，选择a r c s d e 作为 摘要 空间数据引擎，设计了基于j 2 e e 的三层g i s 逻辑架构；再次，解决了实时数据 的数据库更新问题，提高了地理数据显示查询的速度：通过a e c s d e 的j a v aa p i 编程，把实时的文本信息直接更新到图层中，减少了图表关联的时间复杂性： 为了满足企事业用户的特定需求，开发了自动图片生成程序和自动文字打包下 载程序；另外在扩展信息发布方式上，还开发了基于s o a p 的消息接口，实现了 与外部系统的无缝连接。 考虑到平台是一个实际运行的系统，本人负责对a r c i m s 以及a r c s d e 的内 存需求、处理器需求、带宽需求、数据库容量进行了分析，并最终完成了电子 地图模块的硬件需求和电子地图模块支持的用户数估计：另外根据北京市交管 局的要求，我们编制了北京市环路以及主干路的交通示意图，在网络上发布。 实时道路信息以电子地图作为载体在网络上发布。以不同颜色的道路标识 不同车辆流速的道路，给人直观醒目的提示；把管制、施工、意外事件信息实 时地反应在一张地图之上，可以让用户全面地了解道路的畅通情况。 在学习并初步掌握a r c l m s 和a r c s d e 的系统结构以及工作原理基础上建立 了基于j 2 e e 和a r c g i s 的北京市公安局公安交通管理局交通管理信息对外发布 平台电子地图模块。可以成功的发布北京市环路和主干路的实时交通流信息以 及全市范围内的管制、施工、意外事件信息，并提供实时的自动刷新功能。客 户只要用普通的浏览器就可以实现对这些道路信息的浏览和查询。这是目前为 止国内第一个以电子地图方式发布实时道路交通流的w e b 站点，基于a r c g i s 的 网络智能交通信息发布系统的成功开发，为智能交通系统( i t s ) 的建设提供了 一个成功的范例。 关键词：智能运输系统，地理信息系统，j 2 e e 架构，w e b g i s ，a r c g i s a b s t r a c t a san e wc o m i n gt r a f f i cm a n a g e m e n td e v e l o p i n gd i r e c t i o n ，i n t e l l i g e n t t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ( i t s ) f u l l y m a k e sc o m p u t e rs y s t e ma p p l y t ot r a f f i c l n a n a 窒| e m e l 鹱，p r o v i d e saw a yo fl e s s o n i n gt r a f f i cj a ma n db a l a n c i n gt r a f f i cf l o wo f r o a d n e 咖r k s i m u l t a n e o u s l y , a san e we m e r g i n gg i sd e v e l o p i n gd i r e c t i o n ，w e b g i s 蕊v e sg i st oc o m m o n p u b l i c s o ，p u b l i s h i n gt r a f f i cf l o w i n f oi naf a s h i o no fw e b g i s b e c o m i n ga ne f f e c t i v em a n n e rw h i c hp u b l i cc a n f i n do u tt r a f f i cs t a t u si n f ot i m e l y t h er e s e a r c hc o n t e n to ft h i st h e s i si sa sa ni n d i s p e n s a b i l i t yp a r to ft h ep r o j e c t b e i j i n gt r a f f i ci n f o r m a t i o np u b l i c a t i o np l a t f o r mo fb e i j i n gp u b l i cs e c u r i t yb u r e a u , a n da l s oa sa ne f f e c t i v ee x p a n s i o no ft h ee x i s t i n gi n n e r - n e t w o r kt r a n s p o r t a t i o n s y s t e mo ft h eb e i j i n gp u b l i cs e c u r i t yb u r e a u t h ef i n a lp r o d u c t i o no f t h i st h e s i si s t h a tw p u b l i s ht h er e a l t i m ea n dd y n a m i ct r a f f i ci n f o r m a t i o n ( i n c l u d i n gt r a f f i cf l o w i 魏稻。ft h er i n gr o a da n dm a i n b a c k b o n er o a do fb e i ji n g ，c o n t r o li n f oa n da c c i d e n t e v e n ti n f o ) t h r o u g ht h ew w wi naw a yt h a td i g i t a l m a pa sac a r r i e r c u s t o m e ri n e v e r y w h e r ec a ne a s i l yb r o w s ea n d o rq u e r yt h er e a l t i m er o a dt r a f f i ci n f o ，w h a th e n e e d si so n l yan o r m a lc l i e n ti n t e m e te x p l o r e r w 色i 咖d u c eat h r e e t i e r ( c l i e n tt i e r s e r v i c et i e r d a t a b a s et i e r ) d e v e l o p i n g s c k m eo fj 2 e es t r u c t u r et ot h i sp l a t f b r mb a s e do nt h et e r m sa sf o l l o w ：f i r s t ，疆o r e q u i r e m e n t so fb e i j i n gt r a f f i ci n f o r m a t i o np u b l i c a t i o np l a t f o r m o fb e i j i n gp u b l i c s e c u r i t yb u r e a u ；s e c o n d ，t h es o f t w a r ea n dh a r d w a r ec o n d i t i o n si n l a n da n d o v e r s e aa t p r c s e n t ；t h i r d ，t h em e r i t sa n dd e m e r i to fo t h e ri n t e l l i g e n tt r a f f i cp u b l i c a t i o ns y s t e m ； f o 璎m ，t h ec o m p l e xg i g a n t i cd a t a ( i n c l u d i n gs p a t i a ld a t aa n da t t r i b u t ed a t a ) o f t h i s p l a t f o r ma n da l s oc o n s i d e r i n gt h ef u r t h e re x p a n s i b i l i t yo f t h i sp l a t f o r m t h i s p l a t f o r m w a sc o m p o s e do f 10f u n c t i o nm o d u l e s ，i n c l u d i n g d a t a m a n a g e m e n t ，p u b l i c a t i o nw e b s i t e ，d i g i t a l m a p ，m u l t i l a n g u a g e ，d a t a s e r v i c e , a p p l i c a t i o ns u p p o r t ，v i d e o p u b l i c a t i o n ， m a n a g e m e n ta n ds y s t e ms e c u r i t y a m o n g c e r t i f i c a t i o na n da u t h o r i z a t i o n ，s y s t e m t h e s em o d u l e s ，d i g i t a l m a pm o d u l ei st h e f o r c m o s ta n di n d i s p e n s a b l ec o m p o n e n t a sac a r r i e ld i g i t a l m a pm o d u l ep u b l i s h e s i i i a b s t r a c t d y n a m i ct r a f f i ci n f o r m a t i o n ( i n c l u d i n gf l u x ，v e l o c i t ya n dc o v e r a g er a t i oo fr o a d ； c o n t r o li n f o ；c o n s t r u c ti n f oa n di n c i d e n ti n f o ) d e s i g n i n ga n di m p l e m e n t i n gd i g i t a l - m a pm o d u l ei st h ep u r p o s eo ft h i st h e s i s f r o md e m a n da n a l y s i st os u m m a r yd e s i g n ，d e t a i l e dd e s i g na n dc o d i n g 。f i r s t l y , b a s e d o nt h eu s e rr e q u i r e m e n t s ，w ec o n f i r m e do u rg i st e c h n o l o g yr o u t e ，c h o o s i n ga r c l m s a n da r c s d eo fe s r ia so u rg i ss e r v e r , i m p l e m e n t i n gat h r e e t i e rs t r u c t u r eb a s e do n j 2 e e s e c o n d l y , s e t t l e dt h ed a t a - r e f r e s h i n gp r o b l e m ，i m p r o v e dt h ed i s p l a ya n dq u e r y s p e e do fg e o g r a p h i cd a t a ：w eu s ea r c s d ea p it oc o n v e r tt e x ti n f o i n t ol a y e r si n d a t a b a s ew h i c hr e d u c i n gt h et i m e c o m p l e x i t yo fj o i n i n gb e t w e e nl a y e ra n dt a b l e t h i r d l y , f o rt h es p e c i f i ci n t e r e s t so fe n t e r p r i s eu s e r , w ed e v e l o p e da na p p l i c a t i o no f a u t o m a t i c a l l yg e n e r a t i n gp i c t u r e sa n dt e x tp a c k a g e s l a s t , f o rt h ef u r t h e re x t e n d i n go f t h ep u b l i c a t i o nm o d e ，w ed e v e l o p e dt h em e s s a g e i n t e r f a c eb a s e do ns o a p c o n s i d e r i n gt h i sp l a t f o r ma sar u n n i n gs y s t e m ，w ea n a l y s e st h ea r c l m sa n d a r c s d ed e m a n do nm e m o r y , c p u ，b a n d w i d t ha n dd a t a b a s es t o r a g ec a p a c i t y , f i n a l l y p r o d u c e dt h eh a r d w a r er e q u i r e m e n ta n ds u p p o r t e d - - u s e rn u m b e ro fd i g i t a l - m a p m o d u l e a l s o ，a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n to fb e i ji n gt r a f f i cm a n a g e m e n tb u r e a u ， w er e d r a wt h es k e t c hm a po fb e i j i n gr i n gr o a d sa n dm a i n b a c k b o n er o a d sf o r c a r r y i n gr e a l - t i m ei n f ot h r o u g hi n t e m e t a f t e rs t u d ya n dp r e l i m i n a r ym a s t e rt h es y s t e ms t r u c t u r ea n dw o r k i n gp r i n c i p l e s o fa r c l m sa n da r e s d e ，w ee s t a b l i s h e db e i j i n gt r a f f i ci n f o r m a t i o np u b l i c a t i o n p l a t f o r mo fb e i j i n gp u b l i cs e c u r i t yb u r e a ud i g i t a l m a pm o d u l eb a s e do nj 2 e ea n d a r c g i s ，s u c c e s s f u l l yp u b l i s hr e a l - t i m et r a f f i ci n f o r m a t i o no fb e i j i n gr i n gr o a d sa n d m a i n b a c k b o n er o a d s ，c o n t r o li n f o ，c o n s t r u c ti n f o ，i n c i d e n ti n f oo fc i t yb a n d ；a l s ow e p r o v i d ea u t o r e f r e s hf u n c t i o n a l i t y c l i e n tu s e rc a ne a s i l yb r o w s ea n dq u e r yt h e s e r o a d st h r o u g has i m p l ei n t e r n e te x p l o r e r t h i sp l a t f o r mi st h ef i r s tw e b s i t et h a t p u b l i s h i n gr e a l t i m et r a f f i ci n f o r m a t i o nt h r o u g hd i g i t a l m a p a tt h ep r e s e n t t h e d e v e l o p m e n to fb e i j i n gn e t w o r ki n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ni n f o r m a t i o np u b l i c a t i o n s y s t e mb a s e do na r c g i sp r o v i d e sas u c c e s s f u le x a m p l eo ft h ec o n s t r u c t i o no f i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m 。 k e yw o r d s ：i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ( i t s ) ；g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o n s y s t e m s ( g i s ) ；j 2 e es t r u c t u r e ；a r e g i s i v 学位论文版权使用授权书 本入完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：支键悸 年弓月每曰 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名： 学位论文作者签名：王镏博 年月 日知，年弓月日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名i 彩年弓月 乏镪博 弓日 第l 章零i 富 1 。1 概述 第_ l 章引言 随着越都社会经济的快速增长，人民生活水平懿不断提高，道路交透需求 旺盛。尽管近年来托京市加大了道路基磷设施建设的步伐，道路丽己初具规模， 形成了以快速路为主骨架的道路交通网络，但由于机动车数鬣、交通流量的迅 猛灌长，交通矛籍依然+ 分突塞，1 9 9 0 年至2 0 0 0 年北京市枫动车增热了1 0 0 万 辆，年平均增长率达到1 2 2 1 ，交通流量也以平均1 5 左右速度递增。随着我 国进入i g t o 、汽车降价，私人摆有汽车的势头大增。截止到2 0 0 4 年1 月，冀芝寨 市机动车保有量已达2 4 1 9 万量，其中私人小汽车已达9 5 万辆，占全市机动车 的4 4 2 。以熬人小汽车为标志的城市机动纯水平在全匿处予领先地位，交通需 求的不断增长，使城市土地资源容鬟和城市环境容量都受到了极大的挑战，也 对北京市的交通基础建设提擞了超前要求。 默当藏帮今蓐一段对阍就京城市交通发鼹情况誊，建立交通动态信息发布 系统是十分迫切的。一是北京城市建设，特别是交通基础设施建设今后几年将 是一个大的发展时麓，这必然对整个市区路溺交逶流的布局带来穰大影响。二 是北京交通正面临高速起飞时期，私人小汽车的大量出现，黧在市民出行中所 占於份额不断增长，道路路网交透受蘅不断增加。三是城市建设规模的扩大， 斓环路附近大的居民区的出现，市民从城区大量外迁，不仅饿人们出行平均距 离增加，两且市民嫩行源流分布会发生很大变化。暇是现代化交通管理在交通 控制、交通管理决策等诸多方面都要实现盘定性分轿到定量研究，这一质酶飞 跃所依据的交通信息就包括了路面交通流实时动态信息。五魁城市交通运输现 代讫关缝环节是各类交通信息的毫度融合和共享，其中道路交通流实时动态信 息是整个i t s 信息系统的重要基础。 麸发达国家i t s 发展实践表睽，透过对交通信息进行动态发匆使褥交通管 理者和使用者可以同时获得同样的交通信息，因此整个交通运输系统的运行将 发生巨大的变化，交通参与卷由传统昀凭经验、随机出行逐漱转变为拄已知路 瓣运彳亍状态条件下理牲的翻主选择，铁面为交通豹有序纯奠定了基础，路霹的 通行能力也将会大大提高。 第1 章引言 北京作为一个发展中的国际化大都市，城市交通管理面对城市建设的快速 发展程交透需求高速增长的双重压力；面对城市机动化步钱加快和混合交通相 互融合的矛盾；面对现代交通文明与落后的交通意识和道德的碰撞，出现了前 所未有的机遇和挑战。特别是2 0 0 8 年在北京举办奥运会将使北京交通管理面对 巨大的考验，届时北京人均g d p 将达到6 0 0 0 美元，进入中等发达国家水平，人 们对交通出行质和量的要求将达到前所未有的高度，这一切都要求今后几年北 京交通管理必须要有大的飞跃。建设道路交通动态信息发粕系统，实现交通信 息共享将加快北京交通管理现代化的步伐，以现代化的管理模式和先进的技术 手段逐接新的机遇和挑战。 “北京市公安局公安交通管理局交通管理信息对外发布平台”是北京市交 通管理局为解决城市交通问题提出的公开招标项目( 编号为：b g p c 一0 5 1 3 7 ) ，是 北京市智能交通管理系统的重要组成部分，主要内容是将北京交管局现有丰富 的实时路况信息及时向社会发布，使实时路况信息高效地服务于公众，满足公 众的交运知情杈，有效地均衡路网交通流量，缓解道路交遥拥挤。同时，也能 够实现市局与其他政府部门和社会单位交通信息的交换与共享。 在本章节中，我们先对构建本平台的两大技术要点：i t s 和w , e b g i s 做一下 简要的介绍；在第二章中，我们经过需求分析，给出了平台的概要设计；在第 三章中，我们对概要设计展丌，给出平台的详细设计；在第四章中，我们对构 成本平台基础的电子地图模块做了详细的展开；最后一章总结了本平台的经验 以及未来的发展方向。 1 2it s 简介 8 0 年代以来，世界各发达国家虽然已经基本建成了四通八达的现代化国家 道路网，但随着社会经济的发展，路网通过能力已满足不了交通量增长的需要， 交通拥挤和堵塞现象日趋严重，交通污染与事故越来越弓l 起社会的普遍关注。 经过长期和广泛的研究，这些发达国家墨从主要依靠修建更多的道路、扩大路 网规模来解决豳益增长的交通需求，逐渐转移到用高新技术来改造现有的道路 运输系统及其管理体系，从而大幅度地提高了路网的通行能力和服务质量。日 本、美国和西欧等发达囡家为了解决共同面临的交通问题，竞相投入大量资金 和人力，开始大规模地进行道路交通运输智能化的研究试验。起初，这种研究 2 第1 章弓l 言 被称为“智能车辆道路系统”( i v h s ) ，主要进行道路功能和车辆智能化的研究。 随着研究的不断深入，系统功畿扩展到道路交逶运输的全过程及萁有关服务部 门，成为带动整个道路交通运输现代化的“智能运输系统( i n t e l li g e n t t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ，i t s ) b - s l 。 i t s 是目前世界上交通运输科学技术的前沿，发达国家都先后投入了大量的 资金和人员加紧研究，希望在未来的市场上占据有利的地位。围际上公认的i t s 的服务领域 9 - 珏l 有：先进的交通管理系统、出行信息服务系统、商用车辆运营系 统、电子收费系统、公共交通运营系统、应急管理系统、先进的车辆控制系统 等。智能运输系统是在较完善的道鼹设施基础上，将先进的屯子技术、信息技 术、传感器技术和系统工程技术集成运用于地面运输的实际需求，建立起全方 绒、实对准确、高效的地面运输系统，实质上就是利用高新技术对传统的运输 系统进行改造而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统。它使交 通基础设施能发挥如最大的效能，提高服务质量，使社会能够高效地使用交通 设施和能源，从而获得巨大的社会经济效益。主要表现在：提高交通的安全水 平；减少堵塞，增加交通的机动性；降低汽车运输对环境的影响；提高道路网 的通行能力以及提离汽车运输生产率和经济效益。 1 2 。ii t s 的概念 目前，世界上对智能交通系统尚没有统一的定义，其大体的含义是将先进 的计算机处理技术、信息技术、数据通讯传输技术及电子皇动控制技术等有效 地综合运用于整个交通管理体系，将人、路、车有机结合起来，以达到最佳的 和谐统一，从而建立起的种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高 效的交通运输综合管理系统。 i t s 概念的形成是一个技术进步的过程，是面对出交通引发的多种情况， 人们不断褥认识、再处理的连续过程。 i t s 概念的内涵是交通系统的有序性、安全性、高效性、系统的最优性。 i t s 概念的外延是指交遥系统的节能型、环保型、信息型、知识型瓣毛”l 。 i t s 的广义概念包括交通系统的规划、设计、实施及运行管理智能化。而 狭义的i t s 概念主要指交逶系统的管理与组织的智能他，其实质上就是利用高 新技术对传统的交通系统进行改造而形成的种信息化、智能化、社会化的新 3 第1 章弓l 育 型现代交通系统 1 4 , 1 5 1 。i t s 将人( 包括道路使用者、管理者) 、车( 机动车、火 车、轮船、飞棍等) 、路( 公路、铁路、水道、航线等) 、环境系统通过技术 群，如先进的信息技术、数据通信传输技术、电子控制技术、计算机处理技术、 传感器技术等有枫地联合成为一个运行有序的系统，使其综合地运耀于整个交 通体系中，从而达到最大提高交通运输的效率，保障交通安全，改善环境质量， 提高资源利用率的目的( 图王一王) 。 i t s 中核心要素是入，i t s 的使用者包括驾驶员、行人、公交使用者、交通 运营企业和交通管理者。i t s 就是要满足这些使用者的不同要求。i t s 中平行 要素是车、路一环境。 羹。2 。2i t s 的目的 图1 - 1i t s 概念示意图 交通运输是一个综合行业，它涉及到车辆、人员、道路、环境、能源等多 方面的因素。长期以来，交通工程学的研究入员将它们作为一个大系统来考虑， 以期达到系统的最优化，取得了许多有用的研究成果。然而，由于技术和协作 方面的种种原因，许多因素在大系统中还是被分离开来，楣置之间的联系著不 密切，出现了诸如一条路可能很空而另一条路却很拥挤以及某地点出现了一起 交通事故，但却无法通知藤续车辆，造成大规模交通阻塞等一系列不协调的现 象。随着电子计算机和信息技术的发展，过去许多不能做的事情现在基本上都 迎刃而解。在为了提高道路和车辆利用效率这种指导思想下，开始了i t s 研究。 i t s 是研究备种运输形式的需求及相互闻的转换条件和相应的运输策略。 i t s 利用目前成熟的和正在形成的新技术、新方法，如信息处理技术、通信技术、 4 第l 章弓 畜 控制技术、电子技术等，使交通运输系统得到协调统一和优化。+ i t s 将原来分散的、局部的、区域的交通管理设备和道路上的车流辆及驾驶 员信息等汇集成为一个整体，经过系列优化处理并提出一个系统的策略，就 形成了一个综合性豹运输应艚系统。它使人一车一路环境( 气候、紧急情况预 警) 达到一种高效而自然的和谐，提高运输效率，节约能源和时间，在安全性、 机动性、可达性方面也褥到大幅度的提高。 1 2 3i t s 的体系结构 i t s 的系统结构是指最大程度地满足用户需求的指导性框架结构，结构肉 部采取予系统模块优、技术模块化的形式。i t s 的系统标准特点1 1 6 - 2 1 为： ( 1 ) 全方位支持用广需求； ( 2 ) 结构模块化，接口标准化： ( 3 ) 只规定功能，不限定具体技术； ( 4 ) 结构功能最大化，系统模块最优化； ( 5 ) 平行及纵行兼容性强。 建立什么样的i t s 的系统结构，要由国家或地区自身的情况来决定。但应当 参照发达黧家i t s 的系统结梅，这样有利子壤终实现i t s 的全球化。理想状况 下，i t s 标准需求模块应由未来的i t s 标准化发展组织来开发研究，此标准由 各子系统间的通信接口组成，并带有通用的综合性数据库。它将被广泛满足用 户需求及产品丌发。国际的i t s 标准或许要用几年的时间，促是i t s 的标准配 置不能坐等，可先制定i t s 标准或规范作为用户功能需求与产品设计的基础。 i t s 的焉户需求发展到系统结构的标准化及配置标准优过程见下图l 一2 所示。 i t s 从结构上来讲，一般都是由模块化的子系统和灵活的通信方式构成，子系 统间的信息采集以及与用户需求相致的i t s 接口，这是i t s 规划的关键所在。 当子系统完成这些接口后，它们将具备广泛的兼容性。 5 第1 章弓l 畜 图卜2i t s 系统结构的标准化及配置过程 i t s 由四个模块化的予系统构成，郎中心子系统、道路予系统、车辆子系统 和远程访问子系统，它们共享通用的通信设备。i t s 的按功能需求可具体分配 给西个子系统下的各个物理子系统( 共1 9 个) ，各子系统与用户、环境，以数 据和信息交换为基础融为有机整体( 图1 - 3 ) 。 i t s 。j ： 鬃 缝 结 构 岬l 翁慧糍务( 1 s p ) ，冀遴管理t 粥规掣f p s ) 溺玎管理f 罐s ，投 。心予系统h 援铽理f 删) ，灸j 2 通谚理( t r i 临) 毂赞管艘( t s 苹淑哼鼹运曹理 一 i( f 黼) ，鹿业车辙髓璎( c v a s ) 。 邀辫子燕缝卜一遂瓣 廷s ) ，收爨f t c $ ，箨擎镑理( p 黔。巍娩零辘硷嚣( e 睨s ，。 车辆于系统卜叫乖辆v s ) 。公甓颦辆( t l n s ) 癍业车辆( c v s ) ，蟹急救援车辆( e v s 。 逛摆挚窳缝 _ 一个人稼慧诱秘p l 嘉s 。远缆藏撵嚣支持l 孵s ，。 1 2 4i t s 的发展历史 图卜3i t s 运输子系统结构 从国际上i t s 的发展历史来看，各国普遍认为，起步于6 0 一- - 7 0 年代的交通 管理计算机化就是i t s 的萌芽。随着社会的发展和技术的进步，交通管理和交 通工程逐步发展成i t s ，但是，两者有着本质的区别，i t s 强调的是系统性、信 息交流的交互性以及服务的广泛性，其核心技术是电子技术、信息技术、通信 技术和系统工程。本节简要回顾一下美国、日本以及欧洲的i t s 发展历史 f l ，5 - 7 ，2 2 - 2 6 1 o 1 2 。4 1 美国 美圜是一个智能交通i t s 大国，不仅研究使用早，应用广泛，据报道，霭 前智能交通在美图的应用已达8 0 以上。从2 0 世纪6 0 年代末期到7 0 年代，美 国致力予发震电子道路导航系统( e g r s ) ，运用道路与车辆间的双翔通僖来提 供道路导航。1 9 9 0 年成立了美国车辆和道路协会( h s a m e f i c a ) ，成员单位数 百个，为政府出谋划策，并直接组织协调活动，1 9 9 1 年又制定了综合提高陆上 交通效率化法( i s t e a ，把开发研究i v h s 作为国策并给予充足的财力支持， 从此美国的i v h s 研究、开发进入了系统的全面的发展阶段。从1 9 9 2 年起大幅 度提高投瓷额度，仅其系统体系结构( s y s t e ma r c h i t e c t u r e ) 的研究就耗资达2 0 0 0 多万美元。1 9 9 4 年9 月，美国交通部将w h s a m e r i c a 更名为i t s a m e r i c a ( 美国 6 第1 章引言 智能交通协会) ，1 9 9 5 年3 月美国制定了“国家智能交通系统项目规划”，明确 规定了智能交通系统的7 大领域和3 0 个用户服务功能，并确定到2 0 0 5 年的年 度开发计划。7 大领域是出行和交通管理系统、出行需求管理系统、公交运营系 统、商务车辆运营系统、电子收费系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安 全系统。 为了加强i t s 研究，美国联邦政府公路局在全美建立了3 个i t s 研究中心， 中心的经费由联邦政府和地方共同提供。为了调动企业和私人投资公路建设的 积极性，美国大力展开了电子收费系统和不停车收费系统的实验研究，目前美 国已有1 2 个运输管理机构在进行这方面的工作。这里需要特别提的是，美 国在i t s 的研究开发中提出了智能运输设施( i t i ) ，i t i 是i t s 的实现基础。美 国对i t s 的看法是，i t i 由交通检测、监视、通信和控制系统组成，它支持各种 i t s 的产品和服务，是一种服务于地面运输的通信基础设施。 1 2 4 2 日本 不同于美国的“自上而下开发的方式，日本的i t s 历史则是“官民学协 调组织”方式。 8 0 年代，日本意识到交通系统是一个复杂的综合性系统，单纯从道路或车 辆的角度来考虑，很难解决交通闻题。1 9 9 1 年日本政府组织了警察厅、逶产省、 运输省、邮政省和建设省，分别负责交通安全、电子、产业政策、汽车、通信 和系统监督以及道路，集中了建设省主持开发的“路车间信息系统”( r a c s ) 和警察厅主持开发的“先进的车辆交通信息与通信系统”( a m t i c s ) 。同时，警 察厅也于1 9 9 1 年，在a m t i c s 的基础上，独自开发了“新交通管理系统 ( u t m s ) 。 1 9 9 4 年1 月日本成立了由五个部门支持的“道路交通车辆智能化推进协会” ( v e r l t l s ) ，嚣的是促进日本在i t s 领域中的技术、产品的研究开发及推广应用 工作的开展。1 9 9 6 年7 月制定了翻本i t s 框架体系。该框架体系由9 个系统 构成。9 个系统下设2 1 个项目、5 6 个专题、1 7 2 个予专题。9 个系统是：先进 的车辆导航系统、自动收费、安全驾驶、交通组织优化、高效的道路路政管理、 公共交通信息系统、专业运输车辆的管理、行人辅助系统、紧急车辆运行系统。 墨本特别重视玎s 技术的商品纯发展，以自动导驶系统力铡，己开发出了 以现有交通管理系统为基础，配以数字地图和红外b e a c o n 有向短程通信的道路 7 第1 章弓| 言 交通情报通信系统( v l c s ) 。v i c s 是个以通信、信息采集处理与信息提供和车 载设备为核心的系统，汽车上附加装置约2 0 万日元，据介绍已卖出1 5 0 多万套， 目前已经形成了3 于亿同元的市场。另外日本十分重视自动电子收费系统( e t c ) 的开发，并制定了e t c 的统一开发规范。在这规范下根据备大公司的研究成 果和特长，组织各大公司、研究所开发研究工作。1 9 9 8 年日本的e t c 标准得到 批准，匿本极力将这个标准推荐为正在讨论中的短程通信国际标准基娥。 1 2 4 3 欧洲 欧潮戆i t s 研究开发是由富方( 主要是欧盟) 与民间并行进行盼。由于欧 洲的国家大部分很小，因此欧洲的i t s 主要是从洲际的角度进行的。在2 0 世 纪8 0 年代中期，欧洲 多个国家就投资5 0 亿美元，联合执行项警在完善道 路设施提高服务水甲的d r i v e 计划。该计划含义是欧洲用于车辆安全的专用道 路基础设施，主要研究内容有：需求管理、交通和旅行信息系统、城市综合交 通管理、城市矧综合交通管理、辅助驾驶等，该计划到1 9 9 4 年已完成。从研究 结果看，其研究领域和系统功能与荧、l ：t 大致相同。之后进行t e l e m a t i c 的全面 应用开发工作，欧洲计划在全欧渊范圈内建立专f j 的交通( 以道路交通为主) 无线数据通信网，i t s 的主要功能如交通管理、导驶和电子收费等都围绕 t e l e m a t i c 细全欧无线数据通信网来实现。 1 2 4 4 中国 我国是一个发展中国家，随著经济的高速发展，城市化、汽车化急速发展， 导致交通拥挤、事故增多、环境污染等问题问益恶化。同时随着我国加入w t o ， 我国交通行业建设也应该逐步与世界接轨，但是我圆在智能交通方面还处于刚 刚起步阶段，电子化、信息化、智能化的程度还很低，现行的交通行业发展状 况还不能满足现代化交通发展需要，必须在我国发展智能交通系统爿。能适应现 代化交通发展豹要求。 ， 8 0 年代初，囤家科技攻关项目“津塘疏港公路交通工程研究”首次在高等 级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监视和管理系统；1 9 8 6 - - 1 9 9 5 年期间，函家在交通管理系统方面开展了一系列科学研究和工程实施，在城带 交通管理、高速公路监控系统、收费系统、安全保障系统等方面取得了多项科 研成果，并开发生产了车辆检测器、可交情报板、可变限速标志、紧急电话、 分车型检测仪、通信控制器、监控地图板等多种专用设备，制定了一系列的标 8 第1 章亏l 畜 准和规范。这些工作无疑是我们今天进行i t s 研究和开发的基础。 _ 1 3w e b gls 简介 i n t e r n e t 的发展为g i s 发展带来了极大的便利，同时也为g i s 理论及技术 研究提供了新的领域1 2 ”。作为信息系统以及一f l 学科，g i s 从i n t e r n e t 的发展 受到的影响主要有以下几个方面i 2 列： l 、g i s 研究者利用薪闻组或电子邮件进行g i s 技术问题的探讨。 2 、网络远程教育，即教授将教案以h t m l 文档形式放在网上，学生下载使 用，并且可以利用电子邮件进行提问，这样就形成了“虚拟大学( v i r t u a l u n i v e r s i t y ) ”。g i s 的教育也可以以该种方式进行。 3 、g i s 软件的下载，g i s 软件公司可以定期将其开发软件的最新版本放在 箕站点上，以供用户下载试用。 4 、空间数据发布和下载，数据是g i s 系统中最为重要的部分，数据的录入 和预处理也是g i s 应用开发过程中耗费时间、资金最多的一个环节，丽通过 i n t e r n e t 实现数据共享，可以降低g t s 工程的开发成本。 5 、由于因特网的发展，打破了传统的时间空间联系方式，形成了空间 事物新的组织形式，称为计算规网络信息空溺(