根據(jù)GIS的交通管理方案計劃系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

/*/*基于GIS的交通管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)班級：地信10-1班

學(xué)號：20100351

姓名：高長春基于GIS的交通管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)近幾年，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，在國土資源、礦產(chǎn)資源管理、宏觀決策、管線的布局設(shè)計、交通、移動終端電子導(dǎo)航等許多領(lǐng)域都有迫切的需求。特別是隨著Internet的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們對地理信息系統(tǒng)的需求也與日俱增，地理信息產(chǎn)業(yè)得以迅猛發(fā)展。一、背景及研究意義在現(xiàn)實生活中，有很多方面都需要對路徑的分析，以尋求最短路徑、最優(yōu)路徑，如出行路線的選擇、管網(wǎng)和管線的設(shè)計。在交通方面，無論是時間最快問題、費用最低問題，還是距離最短問題，這些問題的核心內(nèi)容都是最短路徑算法。所以可以利用地理信息系統(tǒng)中的最短路徑、最優(yōu)路徑空間分析方法解決這些實際問題。目前，WebGIS發(fā)展極為迅速，已經(jīng)深入到各個應(yīng)用領(lǐng)域。隨著國家和國際高速信息公路的建立，為全社會信息共享創(chuàng)造了條件。互聯(lián)網(wǎng)（Internet）和地理信息系統(tǒng)（GIS）改善著地理空間信息的獲取、共享、發(fā)布與分析。地理信息的特征是分布的,并具有基礎(chǔ)性、共享性和綜合性。融合空間信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、基于Internet的WebGIS則為地理空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)的發(fā)布、共享、查詢與分析等提供了新的途徑，具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著社會經(jīng)濟的快速增長，人民生活水平的不斷提高，道路交通需求旺盛。盡管近年來加大了道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐，道路網(wǎng)已初具規(guī)模，形成了以快速路為主架的道路交通網(wǎng)絡(luò)，但由于機動車數(shù)量的迅猛增長，交通擁擠問題日益嚴(yán)重。為解決日益嚴(yán)重的城市交通問題，研究和開發(fā)先進的交通狀態(tài)獲取與融合。交通特征提取與態(tài)勢分析以及集成應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)，建立符合我國國情的多粒度區(qū)域交通狀態(tài)評估。預(yù)報預(yù)警和服務(wù)水平評價關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)是緩解和解決上述問題的基礎(chǔ)和不可或缺的技術(shù)手段。研究基于 WebGIS的區(qū)域交通信息系統(tǒng)，能夠為城市道路交通管理部門提供實時以及預(yù)測的各種交通流信息。 各種評價指標(biāo)和區(qū)域交通服務(wù)水平。以及各種參數(shù)的統(tǒng)計分析等多種數(shù)據(jù)信息，從而為城市交通管理部門的指揮調(diào)度提供可靠的輔助決策支持。它不僅可以加強現(xiàn)有交通管理系統(tǒng)的功能，使其能夠滿足人們?nèi)找婕挠韬裢某鞘薪煌ǖ男枨?，而且有利于現(xiàn)有交通地理信息和城市管理信息各子系統(tǒng)的融合，加快了智能運輸系統(tǒng)的發(fā)展，為智能運輸系統(tǒng)的建設(shè)提供的了一個開放的平臺。隨著我國經(jīng)濟的快速健康地發(fā)展，高新技術(shù)、先進的管理經(jīng)驗和調(diào)度手段的廣泛應(yīng)用，城市道路交通管理系統(tǒng)必將逐漸實現(xiàn)信息化、智能化，城市道路交通擁堵情況將大大改善。城市交通管理指揮調(diào)度的效率將大大提高。二、WebGIS技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的研究現(xiàn)狀I(lǐng)nternet技術(shù)正在深刻地改變著這個世界，隨著人們對地理信息需求的增加基于Internet發(fā)布地理數(shù)據(jù)，供全球用戶查詢、檢索并提供 GIS服務(wù)的萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)已成為地理信息系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一。目前已經(jīng)有部分城市建設(shè)了用于指揮調(diào)度的城市交通管理系統(tǒng)，但是其中大多數(shù)采用的是C/S(client/serve)模式，而且功能比較單一，造成系統(tǒng)的維護升級不方便。系統(tǒng)資源冗余大，不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)缺少集成管理，影響著城市交通管理指揮調(diào)度的效率。智能化的交通管理指揮調(diào)度系統(tǒng)的建沒需要能夠有效地集成目前存在的多個交通管理子系統(tǒng)， 如交通流檢測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信息誘導(dǎo)系統(tǒng)等，同時需要提供給用戶以友好的可視化界面，以提高工作效率。近年來發(fā)展起來的B/S(browser/server模式擴充了信息處理和交換共享上的靈活性，為不同系統(tǒng)的集成提供了一種途徑，利用它可以實現(xiàn)跨平臺、可互操作的分布式應(yīng)用，并且可以兼顧現(xiàn)有系統(tǒng)的可重用性。地理信息系統(tǒng)技術(shù)在交通領(lǐng)域中的空間數(shù)據(jù)管理、圖形表現(xiàn)、輔助決策等方面具有良好的優(yōu)勢，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得 WeGIS發(fā)展迅速,WebGIS所具有的平臺獨立性等特性使得其具有更廣泛的訪問范圍。平衡高效的計算負(fù)載以及良好的可擴GIS應(yīng)展性等，可以實現(xiàn)與Web中的其他信息服務(wù)進行無縫集成建立靈活多樣的用，GIS應(yīng)三、WebGIS技術(shù)的發(fā)展趨勢近幾年來，飛速發(fā)展的Internet已經(jīng)成為GIS新的系統(tǒng)平臺，利用Internet技術(shù)在Web上發(fā)布空間數(shù)據(jù)供用戶查詢和使用是GIS發(fā)展的必然趨勢，WebGIS技術(shù)作為GIS的主要發(fā)展方向之一己是不爭的事實。隨著信息可視化、數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)以及多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，構(gòu)建由多個地理信息系統(tǒng)構(gòu)成的信息系統(tǒng)體系，跨越傳統(tǒng)的單個地理信息系統(tǒng)邊界，實現(xiàn)多個地理信息系統(tǒng)之間的資源 (包括數(shù)據(jù)、軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)）共享、互操作和協(xié)同計算，構(gòu)建空間信息網(wǎng)格，成為WebGIS技術(shù)應(yīng)用發(fā)展需要解決的關(guān)鍵技術(shù)冋題。 B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用已經(jīng)由瀏覽器/網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器/數(shù)據(jù)服務(wù)器三層架構(gòu)階段進入到瀏覽器/網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)服務(wù)器四層架構(gòu)階段。在新的四層架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器分離 ，并且其間還可以插入二次開發(fā)和擴展功能，其中的應(yīng)用服務(wù)器一般為支持遠(yuǎn)程調(diào)用的組件式GIS平臺或由組件式GIS平臺封裝而成。將GIS復(fù)雜數(shù)據(jù)分析與處理功能（編輯、拓?fù)潢P(guān)系的構(gòu)建、對象關(guān)系的自動維護、制圖）移到GIS應(yīng)用服務(wù)器上,使客戶端與服務(wù)端的數(shù)據(jù)傳輸減少到最少的程度為在 Internet上實現(xiàn)復(fù)雜。大規(guī)模的地理信息服務(wù)提供了可能，這一新的架構(gòu)帶來的巨大優(yōu)勢是使服務(wù)器端具有極強的擴展性，因此作為應(yīng)用服務(wù)器的組件式GIS所具備的功能，都可以通過B/S結(jié)構(gòu)實現(xiàn),W亡bGIS不再是只能滿足地圖瀏覽和查詢的簡單軟件了，而將成為是一個體系先進，功能強大的服務(wù)器端GIS（ServerGIS）,這種新的服務(wù)器端GIS將成為未來WebGIS技術(shù)應(yīng)用的主流。四、研究的內(nèi)容和目的基于WebGIS的區(qū)域交通信息系統(tǒng)主要總結(jié)了WebGIS的技術(shù)特點和優(yōu)勢,以強大的地理信息系統(tǒng)為支撐，以WebGIS為技術(shù)支撐實現(xiàn)了多個交通管理子系統(tǒng)的有效集成，并結(jié)合對道路交通服務(wù)水平評價的業(yè)務(wù)需求，通過B/S模式為用戶提供交通信息的獲取、可視化、預(yù)測預(yù)報、統(tǒng)計分析等功能 ，針對北京市道路交通的現(xiàn)狀，對北京市區(qū)域交通的路段、執(zhí)勤隊、支隊各個層次的交通流信息進行多粒度的交通服務(wù)水平評價的展示，以及對各層次對象一定時間范圍內(nèi)的交通流信息以及服務(wù)水平進行預(yù)測預(yù)報。將交通流的各種相關(guān)信息，以圖表、浮動窗口或鼠標(biāo)提示等多種方式，形象、直觀地展示給用戶 ，還提供對實時和歷史交通流信息的查詢以及統(tǒng)計和分析、生成趨勢圖、統(tǒng)計報表、多時段交通流信息對比等,通過建立此系統(tǒng)，使北京市城區(qū)道路交通信息管理實現(xiàn)信息化、可視化，從而能夠為道路智能交通指揮調(diào)度管理提供輔助決策支持、預(yù)案管理等功能的實現(xiàn)提供了良好的技術(shù)支撐。區(qū)域交通信息系統(tǒng)的目標(biāo)是通過WEBGIS建立實時的城區(qū)道路路況分析系統(tǒng),該系統(tǒng)要求使用方便、數(shù)據(jù)可靠、時效性高、造價低廉 ，能為出行的公眾提供有效的實時路況信息和短時路況預(yù)報等功能，也能為道路交通管理部門提供輔助決策支持。五、需求分析根據(jù)IEEE軟件工程標(biāo)準(zhǔn)詞匯表（1997年），軟件需求被定義為：用戶解決問題或達到目標(biāo)所需的條件或權(quán)能。軟件產(chǎn)品的需求可以分為功能性需求和非功能性需求。其中軟件產(chǎn)品的非功能性需求是常常被輕視、甚至被忽視的一個重要方面。其實，軟件產(chǎn)品非功能性定義不僅決定產(chǎn)品的質(zhì)量， 還在很大程度上影響產(chǎn)品的功能需求定義。如果事先缺乏很好的非功能性需求定義，結(jié)果往往是使產(chǎn)品在非功能性需求面前捉襟見肘，甚至淹沒功能性需求給用戶帶來的價值。所謂非功能性需求，是指軟件產(chǎn)品為滿足用戶業(yè)務(wù)需求而必須具有的、除功能需求以外的特性，軟件產(chǎn)品的非功能性需求包括系統(tǒng)的性能、可靠性、可維護性、可擴充性、對技術(shù)和對業(yè)務(wù)的適應(yīng)性等等。系統(tǒng)的功能性需求基于WebGIS的區(qū)域交通信息系統(tǒng)是道路交通信息和城市空間信息的快速發(fā)布、查詢檢索以及相關(guān)統(tǒng)計分析的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)必須基于WebGIS;該系統(tǒng)主要用戶是道路交通管理部門，以后還會開放部分功能提供給廣大的市民查詢。因此系統(tǒng)界面必須簡單友好，功能全面?；?WebGIS的北京市區(qū)域交通信息系統(tǒng)緊密結(jié)合北京市城市道路交通信息管理的實際需求,遵循科學(xué)性、實用性、可擴展性和開放性等原則開發(fā)，該系統(tǒng)主要包括如下幾個功能模塊:1、地圖管理及交通狀況監(jiān)視功能。實現(xiàn)對地圖圖層的分層顯示和管理、實現(xiàn)基本的放大、縮小、平移、漫游、地圖查詢、圖層控制、鷹眼等操作 ；通過不同顏色實時顯示道路交通流狀況，分析目前的道路交通狀況；對各個等級的道路路段進行統(tǒng)計。地圖上業(yè)務(wù)信息應(yīng)該和地圖位置保持同步。2、區(qū)域交通狀態(tài)服務(wù)水平的多粒度評價以及展示，包括提供對經(jīng)典區(qū)域劃分的服務(wù)水平及指標(biāo)展示和任意區(qū)域劃分的服務(wù)水平及指標(biāo)展示。 即依據(jù)經(jīng)典的城區(qū)劃分或經(jīng)典的交通區(qū)域劃分顯示各區(qū)域的服務(wù)水平以及用戶還可以根據(jù)自己的需求,進行的任意區(qū)域劃分，系統(tǒng)會自動計算該區(qū)域劃分中各區(qū)域的各項指標(biāo)參數(shù)和服務(wù)水平，并展示出來。3、城區(qū)各主要道路和區(qū)域交通的短時預(yù)測預(yù)報提供5分鐘、10分鐘、15分鐘后的道路及區(qū)域交通狀態(tài)的展示以及統(tǒng)計分析功能。以及與當(dāng)前狀態(tài)的對照。4、專題地圖。按行政區(qū)域，以圖文并茂、簡單易懂的折線圖、餅狀統(tǒng)計圖、柱狀統(tǒng)計圖來顯示交通狀態(tài)的變化趨勢、交通指標(biāo)參數(shù)以及服務(wù)水平統(tǒng)計信息等。5、用戶管理以及權(quán)限控制。用戶管理主要是用戶信息添加、用戶信息刪除、用戶信息修改等。用戶權(quán)限控制主要是針對不同用戶的請求作不同的權(quán)限設(shè)置。 對于系統(tǒng)管理員級別的用戶可以使用系統(tǒng)的配置以及編輯功能對服務(wù)器的系統(tǒng)參數(shù)與數(shù)據(jù)更新、修改；而一般的用戶可能只具備瀏覽、查詢、統(tǒng)計制圖等功能 "6其他功能。如系統(tǒng)管理、公告管理、日志管理等。系統(tǒng)的非功能性需求基于WebGIS的區(qū)域交通信息系統(tǒng)應(yīng)該滿足的非功能性需求1、系統(tǒng)性能保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源的可靠性和實時性，對信息查詢的響應(yīng)時間不應(yīng)超過5秒。2、系統(tǒng)開放性需求系統(tǒng)要求能夠與不同的地理信息系統(tǒng)，不同格式的地理信息數(shù)據(jù)相容；系統(tǒng)提供的功能能夠支持不同的語言！操作系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)使用。3、系統(tǒng)的可移植性整個系統(tǒng)應(yīng)具有很高的可靠性、穩(wěn)定性，滿足連續(xù)運行的要求。4、數(shù)據(jù)管理能力的要求滿足數(shù)據(jù)保存至當(dāng)前兩年內(nèi)的數(shù)據(jù)的容量管理需求；支持三年內(nèi)的數(shù)據(jù)增長的管理需求。5、數(shù)據(jù)采集頻率需求為了保證區(qū)域交通信息系統(tǒng)中能夠?qū)Ψ?wù)水平狀態(tài)進行準(zhǔn)確的監(jiān)控 ，同時考慮到高峰時段的特殊情況，對于檢測器數(shù)據(jù)采集頻率為每兩分鐘發(fā)送一次。六、可行性研究分析資源可行性分析人力資源隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多的地理信息系統(tǒng)開發(fā)的公司，具備足夠的開發(fā)人員。

軟件資源擁有基礎(chǔ)軟件ARCGIS系列軟件、Oracle數(shù)據(jù)庫、Eclipse集成開發(fā)工具。設(shè)備資源擁有足夠數(shù)量的計算機。經(jīng)濟可行性成本較小，需要購買正版的ARCGIS系列軟件、Oracle數(shù)據(jù)庫軟件、交通統(tǒng)計數(shù)據(jù)，地理信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等等，開發(fā)人員的工資費用。技術(shù)可行性地理信息系統(tǒng)行業(yè)最近幾年的發(fā)展興起了很多新技術(shù)，以及計算機技術(shù)的發(fā)展為GIS的發(fā)展提供了更多的技術(shù)。擁有了很多開發(fā)的經(jīng)驗，現(xiàn)在的技術(shù)可以解決基于GIS的交通管理信息系統(tǒng)的大部分問題，不存在技術(shù)上的問題。社會可行性在交通上也出現(xiàn)了很多GIS的出現(xiàn)解決了交現(xiàn)在隨著GIS的發(fā)展，GIS在交通上也出現(xiàn)了很多GIS的出現(xiàn)解決了交GIS應(yīng)用。社會也迫切需要一種技術(shù)解決交通方面的問題,通上出現(xiàn)的很多問題。各大城市投入了人很多的資金用GIS通上出現(xiàn)的很多問題。各大城市投入了人很多的資金用GIS解決交通方面的問題。七、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇PC、C/S又稱Client/Server或客戶/服務(wù)器模式。服務(wù)器通常采用高性能的工作站或小型機，并采用大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如Oracle、SybaseInformix或PC、Server?？蛻舳诵枰惭b專用的客戶端軟件。B/S是Brower/Server的縮寫，客戶機上只要安裝一個瀏覽器(Browser)，服務(wù)器安裝Oracle、SybaseInformix或SQLServer等數(shù)據(jù)庫。瀏覽器通過WebServer同數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。C/S的優(yōu)點是能充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力，很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務(wù)器。對應(yīng)的優(yōu)點就是客戶端響應(yīng)速度快。缺點主要有以下幾個:1、只適用于局域網(wǎng)。而隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，移動辦公和分布式辦公越來越普及，這需要開發(fā)的系統(tǒng)具有擴展性。這種方式遠(yuǎn)程訪問需要專門的技術(shù) ，同時要對系統(tǒng)進行專門的設(shè)計來處理分布式的數(shù)據(jù)。2、客戶端需要安裝專用的客戶端軟件。首先涉及到安裝的工作量 ，其次任何

臺電腦出問題，如病毒、硬件損壞、都需要進行安裝或維護。特別是有很多分部或?qū)Ｙu店的情況，不是工作量的問題，而是路程的問題。還有，系統(tǒng)軟件升級時，每一臺客戶機需要重新安裝，其維護和升級成本非常高。3、對客戶端的操作系統(tǒng)一般也會有限制。B/S最大優(yōu)點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件。只要有一臺能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零維護。系統(tǒng)的擴展非常容易，只要能上網(wǎng)，再由系統(tǒng)管理員分配一個用戶名和密碼 ，就可以使用了。甚至可以在線申請通過公司內(nèi)部的安全認(rèn)證（如CA證書）后，不需要人的參與，系統(tǒng)可以自動分配給用戶一個賬號進入系統(tǒng)。C/S與B/S的區(qū)別C/S結(jié)構(gòu)B/S結(jié)構(gòu)1、硬件環(huán)境不同一般建立在專用的網(wǎng)絡(luò)上，小范圍里的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，局域網(wǎng)之間通過專門服務(wù)器提供鏈接和數(shù)據(jù)交換服務(wù)建立在廣域網(wǎng)之上，不必是專門的網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境，有比C/S更強的適用范圍，一般只要有操作系統(tǒng)和瀏覽器就行。2、對安全的要求不同一般面向相對固定的用戶群，對信息安全的控制能力很強。一般高度機密的信息系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)話宜?？梢酝ㄟ^B/S發(fā)布部分可公開信息。建立在廣域網(wǎng)之上，對安全的控制能力相對弱，面向是不可知的用戶群。3、對程序架構(gòu)不同程序可以更加注重流程，可以對權(quán)限多層校驗，對系統(tǒng)運行速度可以減少考慮。對安全以及訪問速度的多重考慮，建立在需要更加優(yōu)化的基礎(chǔ)之上。4、軟件重用不同程序可以不可避免的整體性考慮，構(gòu)件的重用性不如在B/S要求下的構(gòu)件的重用性好。要求構(gòu)建相對獨立的功能,能夠相對較好的重用。5、系統(tǒng)維護不同程序由于整體性，必須整體考構(gòu)件組成，方便構(gòu)建個別

察，處理出現(xiàn)的問題以及系統(tǒng)升級。升級難，可能是在做一個全新的系統(tǒng)，系統(tǒng)維護開銷大。的替換，實現(xiàn)系統(tǒng)的無縫升級。系統(tǒng)維護開銷見到最小。用戶從網(wǎng)上自己下載安裝就可以實現(xiàn)升級。6處理問題不同程序可以處理用戶面固定，并且在相同的區(qū)域，安全要求咼，需求與操作系統(tǒng)相關(guān)。建立在廣域網(wǎng)上，面向不同的用戶群，分散地域，這是C/S無法做到的。與操作系統(tǒng)平臺關(guān)系小。7、用戶接口不同多是建立在Windows平臺上，表現(xiàn)方法有限，對程序員普遍要求高。建立在瀏覽器上，有更加豐富和生動的表現(xiàn)方式與用戶交流。并且大部分難度降低，降低開發(fā)成本。8、信息流不同程序一般是典型的中央集權(quán)的機械式處理，交互性相對低。信息流向可變化由于B/S結(jié)構(gòu)有著C/S結(jié)構(gòu)無法比擬的優(yōu)勢，綜合考慮本系統(tǒng)的需求，最終確定采用B/S結(jié)構(gòu)作為軟件開發(fā)的架構(gòu)。八、系統(tǒng)設(shè)計的特點在設(shè)計整個系統(tǒng)時，本著良好的開放性、可擴展性、以數(shù)據(jù)為核心、系統(tǒng)友好性、良好的安全性等作為設(shè)計的出發(fā)點。1、系統(tǒng)的開放性本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)模式,應(yīng)用JZEE技術(shù)進行設(shè)計不僅從功能上體現(xiàn)了系統(tǒng)開放的特點，而且從體系上構(gòu)造了一個開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此外，本方案的開放式結(jié)構(gòu)，堅持基于通用標(biāo)準(zhǔn)和用戶定制的開發(fā)思想， 利用數(shù)據(jù)庫。GIS等技術(shù)逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化，通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口形成開放、易集成的應(yīng)用系統(tǒng)。2、系統(tǒng)的可擴展性在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，始終遵循可擴展性的原則，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計上 ，不僅考慮當(dāng)前數(shù)據(jù)，還考慮到將可能添加或用到的相關(guān)數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)管理層的設(shè)計上，還預(yù)留有對外部數(shù)據(jù)管理功能的接口，并且在功能上設(shè)計為用戶自定義和系統(tǒng)定制相結(jié)合的方式，使用戶可以自己對系統(tǒng)進行擴展；在數(shù)據(jù)應(yīng)用層的設(shè)計上，將核心應(yīng)用和前端應(yīng)用進行了邏輯上的分離，核心應(yīng)用力求靈活、全面、可擴展而前端應(yīng)用則提供給用戶充分的自定義功能，使用戶可以按實際需要進行系統(tǒng)功能的定制，特別是在指標(biāo)運算模塊和預(yù)測預(yù)報模塊的設(shè)計上， 系統(tǒng)采用模型庫來存貯運算模型和公式，這樣就為系統(tǒng)提供了理論上可無限擴展的指標(biāo)運算功能。3、以數(shù)據(jù)為核心在GIS的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)始終是系統(tǒng)的核心，在本系統(tǒng)的設(shè)計中 ，也充分體現(xiàn)了這一思想。整個系統(tǒng)的設(shè)計是建立在對數(shù)據(jù)的處理和分析的基礎(chǔ)之上的 ，最終準(zhǔn)確、全面的有關(guān)道目的是通過該系統(tǒng)的建設(shè)，能夠為相關(guān)主管部門提供及時、準(zhǔn)確、全面的有關(guān)道路交通狀態(tài)的各種信息，以期為道路交通的管理、規(guī)劃和決策提供依據(jù)。因而在系統(tǒng)的設(shè)計中，始終是以數(shù)據(jù)的獲取。處理和分析為中心，通過空間數(shù)據(jù)存取引擎、查詢統(tǒng)計引擎等一系列為提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理質(zhì)量和效率的功能模塊的開發(fā)從而實現(xiàn)了系統(tǒng)以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，以應(yīng)用為目的的最終目標(biāo)。4、系統(tǒng)的友好性一個成功的應(yīng)用系統(tǒng)，不僅要有強大的系統(tǒng)功能，友好的界面設(shè)計、方便的用戶操作也是很重要的一面。在本系統(tǒng)的設(shè)計中，用戶定制的思想始終貫徹在整個過程中，系統(tǒng)以易用性、易擴充性和易維護性為根本出發(fā)點，通過固定框架、定制模板的方式，采用組件式開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)相對自由的用戶定制功能。5、系統(tǒng)的安全性在系統(tǒng)的安全性設(shè)計上，充分考慮到了對系統(tǒng)用戶根據(jù)管理的需要將用戶劃分成不同的級別，最上層是超級管理員。不同級別的管理員被賦予不同的權(quán)限。管理員可以創(chuàng)建新用戶，分配初始密碼，將用戶劃分為不同的用戶組方便進行管理。系統(tǒng)將控制權(quán)限分成多個等級，可以根據(jù)需要靈活地分配給相應(yīng)的用戶和用戶組。系統(tǒng)功能分析

功能點謙細(xì)功能點功能簡蟄說明數(shù)據(jù)資源整舍數(shù)擁接收接收的數(shù)據(jù)信息數(shù)扼處理對數(shù)據(jù)作檢查、過濾、轉(zhuǎn)換、關(guān)聯(lián)等處理數(shù)據(jù)存儲將處理過的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)宿息統(tǒng)計分析路段速度統(tǒng)計分析統(tǒng)計路段內(nèi)速度狀態(tài)參數(shù)路段流量統(tǒng)計分析統(tǒng)計路段內(nèi)流S狀態(tài)參數(shù)路段占有率統(tǒng)計分析統(tǒng)計路段內(nèi)占有率狀態(tài)參數(shù)路網(wǎng)暢通率統(tǒng)計分析統(tǒng)計路網(wǎng)內(nèi)暢通率狀東參數(shù)路阿擁堵率統(tǒng)計分析統(tǒng)計網(wǎng)內(nèi)的擁堵率狀態(tài)參數(shù)路網(wǎng)負(fù)荷度統(tǒng)計分析統(tǒng)計路網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)參數(shù)擁堵數(shù)振統(tǒng)計分析統(tǒng)計路段擁堵時間、擁堵比例、擁堵路段情況服務(wù)水平統(tǒng)計分析統(tǒng)計路段的服務(wù)水平比例和服務(wù)水平指標(biāo)請況信息展示功能報表展示功能數(shù)據(jù)報表辰示統(tǒng)計數(shù)圖表展示功能以餅狀ffl.柱狀圖，曲線圖的方式，展示統(tǒng)計內(nèi)容地怖展示功能根據(jù)統(tǒng)訃報表?在電子地圖卜一以不同顏色來表示殳逋狀態(tài)實時監(jiān)測功能規(guī)定區(qū)域托標(biāo)監(jiān)測路段、執(zhí)勤「隊、支隊、北京山主要區(qū)域的指標(biāo)監(jiān)測

自定義區(qū)域指標(biāo)監(jiān)測任意選定區(qū)域的指標(biāo)監(jiān)測用戶管理功能用戶ff理管理紳護系統(tǒng)用戶用戶組管理管理用戶組的權(quán)限權(quán)限骨理，管理分配系統(tǒng)權(quán)限系統(tǒng)管理功能特殊時段設(shè)S設(shè)冴特殊時段范用報警閥值設(shè)置設(shè)置報警閥值輕體視圖設(shè)置設(shè)置整體視圖顯示范和指標(biāo)信總發(fā)和功能信息發(fā)布發(fā)布公眾信息 "信息共享向外部系統(tǒng)共孚統(tǒng)il分析信息九、系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)資源邏輯結(jié)構(gòu)服務(wù)器端有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和交通服務(wù)水平評價應(yīng)用服務(wù)器、交通服務(wù)水平態(tài)勢分析應(yīng)用服務(wù)器、交通服務(wù)水平預(yù)報預(yù)測應(yīng)用服務(wù)器。交通服務(wù)水平數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過交換機從交通狀態(tài)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取交通狀態(tài)數(shù)據(jù)， 存儲到交通服務(wù)水平數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，交通服務(wù)水平評價應(yīng)用服務(wù)器從服務(wù)水平數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取交通狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過計算獲取交通服務(wù)水平，并把計算的結(jié)果存儲到交通服務(wù)水平數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；交通服務(wù)水平態(tài)勢分析應(yīng)用服務(wù)器從服務(wù)水平數(shù)據(jù)庫中讀取服務(wù)水平數(shù)據(jù)對服務(wù)水平態(tài)勢進行分析，并把分析的結(jié)果存儲到本地 ；交通服務(wù)水平預(yù)測預(yù)報應(yīng)用服務(wù)器從服務(wù)水平數(shù)據(jù)庫中獲取交通狀態(tài)的數(shù)據(jù)和服務(wù)水平數(shù)據(jù)，對未來一段時間或指定的時間段的服務(wù)水平進行預(yù)測。交通服務(wù)水平系統(tǒng)客戶端通過交換機和防火墻從交通服務(wù)水平數(shù)據(jù)庫中獲取交通服務(wù)水平數(shù)據(jù)和交通狀態(tài)數(shù)據(jù)，從服務(wù)水平態(tài)勢分析應(yīng)用服務(wù)器中獲取態(tài)勢分析結(jié)果， 通過可視的方式對服務(wù)水平。服務(wù)水平態(tài)勢分析結(jié)果、服務(wù)水平預(yù)報預(yù)測的結(jié)果進行直觀展示，對歷史數(shù)據(jù)進行查詢統(tǒng)計。系統(tǒng)資源邏輯結(jié)構(gòu)如下圖基于WebGIS的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)基于WebGIS的區(qū)域交通信息系統(tǒng)利用WebGIS技術(shù)及組件技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,為城市交通管理資源的共享、信息的管理與集成以及指揮調(diào)度與輔助決策的實現(xiàn)提供了有利的技術(shù)支撐。按照系統(tǒng)的功能需求和系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)分析 ，將整個系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)分為如下幾個層次。如下圖所示

顯示層為即為表示層，用戶通過Web瀏覽器發(fā)送請求到服務(wù)器,與服務(wù)器進行交互，獲得自己所需要的各種信息。Web服務(wù)層，包含了系統(tǒng)所支持的web服務(wù)器，同時包括了一些道路交通管理信息系統(tǒng)所需要的專業(yè)化的服務(wù)和組件等，如路況分析與評價、預(yù)測預(yù)報等模塊。WebGIS服務(wù)層,負(fù)責(zé)接受客戶端發(fā)送過來的請求進行負(fù)載平衡和服務(wù)管理 ，根據(jù)用戶請求操作GIS數(shù)據(jù)庫，為用戶提供地理信息GIS服務(wù),實現(xiàn)客戶機與服務(wù)器的動態(tài)交互。數(shù)據(jù)資源層，通過各種網(wǎng)絡(luò)連接將各種異構(gòu)分布的數(shù)據(jù)資源進行集成 ，為上層的服務(wù)調(diào)用提供各種數(shù)據(jù)支持"負(fù)責(zé)提供交通服務(wù)水平評價系統(tǒng)需要的各種必須的數(shù)據(jù)資源，包括地理信息空間數(shù)據(jù)！業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)!動態(tài)交通流及服務(wù)水平評價結(jié)果數(shù)據(jù)。十、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計區(qū)域交通信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、交通狀態(tài)信息及指標(biāo)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)庫以及屬性數(shù)據(jù)組成，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫包括了行政區(qū)劃、水系、綠地等數(shù)據(jù)，主要是作為北京顯示；交通狀態(tài)信息及指標(biāo)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)庫包括交通流的基本狀態(tài)信息、評價指標(biāo)信息數(shù)據(jù)等屬性數(shù)據(jù)庫主要包括了行政區(qū)劃基本信息，城市道路屬性信息、交通狀態(tài)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。針對該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型的復(fù)雜性，從空間特性，包括結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；從存儲方式，包含數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和文件數(shù)據(jù)等。如何使這些數(shù)據(jù)能夠有效地管理和應(yīng)用，是空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵因素?；谝陨峡紤]，我們決定選用ESRI公司的空間數(shù)據(jù)庫引擎ArcSDE作為數(shù)據(jù)管理引擎，ArcSDE可以用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(RDBMS)管理空間數(shù)據(jù)，在RDBMS中融入空間數(shù)據(jù)后，ArcSDE可以提供對空間、非空間數(shù)據(jù)進行高效操作的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，大大提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的科學(xué)合理性，還可以大大提高數(shù)據(jù)信息檢索的速度。城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)(SpatialData)是指用來表示空間實體的位置、形狀、大小及其分布特征諸多方面信息的數(shù)據(jù)。它可以用來描述來自現(xiàn)實世界的目標(biāo) ，它具有定位、定性、時間和空間關(guān)系等特性。定位是指在一個已知的坐標(biāo)系里空間目標(biāo)都具有唯一的空間位置；定性是指有關(guān)空間目標(biāo)的自然屬性，它伴隨著目標(biāo)的地理位置；時間是指空間目標(biāo)是隨時間的變化而變化；空間關(guān)系通常又稱拓?fù)潢P(guān)系。在空間數(shù)據(jù)中不可再分最小單元現(xiàn)象稱為空間實體，空間實體是對存在于這個自然世界中地理實體的抽象，主要包括點!線!面以及實體等基本類型。在本系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)采用GIS軟件平臺Arcinfo進行管理和維護，各實體分別按照點、線、面等不同要素類進行分層存儲，數(shù)據(jù)來源于北京市交通管理局電子地圖第三版數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式為shapefile其內(nèi)容如下：點狀數(shù)據(jù)：餐飲服務(wù)、公司企業(yè)、科研院所、政府機關(guān)、購物、金融銀行、加油站、醫(yī)療衛(wèi)生、車站碼頭、旅游景點等。線狀數(shù)據(jù)：一級、二級、三級、四級道路，主要道路，環(huán)路，地鐵等。面狀數(shù)據(jù)：行政區(qū)劃、綠地、水系等。交通狀態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表F面介紹快速路檢測器的實時表BJTU—EXPRESSWAY,表結(jié)構(gòu)如表所示,用于保存最近兩分鐘內(nèi)所有快速路上的檢測器所有接收到的檢測器的數(shù)據(jù)。

表快速路檢測器實時表序號中文名數(shù)據(jù)類型備注1LINKJD檢測器編號VARCHAR2{20)主鍵2TIME時刻VARCHAR2(20)3FLOWNUMBER4OCC__占有率NVMBER(8,3)5ASPEED'速度NUMBER(8,3)6LANENO1車道數(shù)NUMBERF面為二環(huán)檢測器的實時表CIRCUMEROADREAL,用于保存最近兩分鐘內(nèi)所有二環(huán)內(nèi)路上的檢測器所有接收到的檢測器的數(shù)據(jù) "表二環(huán)檢測器實時表序號字段中文名數(shù)據(jù)類型備注1LINKJD檢測器編號VARCHAR2(20)主鍵2TIME時刻\：ARCHAR2(20)3FLOW流fiNUMBER4OCC占有率NUMBEft(&3)5IKPH邃度(KM/H)NUMBER(&3)6!1 STEP第幾筋更新NUMBER6 S[D道路編號NUMBER7DIRECTION ._.檢測器方位VARCHAR2dO) 1,a1 FLAG標(biāo)識位VARCHAR2⑴交通指標(biāo)主要數(shù)據(jù)表功能拙述執(zhí)勤隊路段關(guān)系衷執(zhí)勤隊與路段的對應(yīng)關(guān)系n執(zhí)勤隊支隊關(guān)系衷執(zhí)勒歐與支隊的対斤應(yīng)關(guān)系.支隊宣通ffi標(biāo)衷MA1KDICESREAL所宥支隊殳通抬杯信息的丈時X,用r保存雖近兩分鐘內(nèi)每個支認(rèn)的交通指fefufi數(shù)扼.執(zhí)勤隊交通捋抓SMEINDTCESREAL此表為所右執(zhí)勁隊交；標(biāo)倍息的實時衷.m「-保存最近兩分鐘內(nèi)埒個執(zhí)勤尿的交迪扌旨標(biāo)信息數(shù)據(jù)卩徹觀實時K込詢路段的&個交通捲標(biāo)參數(shù).微觀預(yù)測袁預(yù)測路st的各個交通指標(biāo).包括五分》十分仲ITl分鐘.

統(tǒng)計分析模塊的主要數(shù)據(jù)庫表以及每個表功能的詳細(xì)描述 "表名功能描述老觀數(shù)擁統(tǒng)計年衷用于保存支隊一年的齊頊交通指標(biāo)數(shù)拡.中觀數(shù)厠統(tǒng)讓月表用+保有執(zhí)勤隊一年的齊項交通指標(biāo)數(shù)據(jù).微觀歷史n表用于保存蹄段的毎天的各項交通指標(biāo)統(tǒng)計數(shù)厠?微觀數(shù)據(jù)統(tǒng)計月表用于保存路段的每月的各項交通指標(biāo)統(tǒng)計數(shù)W,系統(tǒng)管理相關(guān)數(shù)據(jù)表F面介紹的USER州F0表,為所有用戶信息表，其表結(jié)構(gòu)如下表所示，用于保存所有系統(tǒng)用戶的基本信息數(shù)據(jù)用戶信息表結(jié)構(gòu)字段中文宕11數(shù)據(jù)類型備注1USERNAME用戶名VARCHAR2(20)主鍵2PASSWORD密碼VARCHAR2(20)3USERTYPE用戶類型VARCHAR2(20)4REALNAME用戶姓名VARCHAR2(32)5posmoN用戶職位VA.RCHAR2(32)6POSITIONCODE職位代碼VARCHAR2(20)7PHONENUMBER電話VARCHAR2(30)gfibEMAIL郵箱VARCHAR2(32)交通時段管理表TRAFFICTIMEMANAGE,其表結(jié)構(gòu)如表所示，用于設(shè)定早晚高峰時間起始時間信息。序號字段中文名數(shù)據(jù)類型備注1ID編碼NUMBER主鍵2TIME時段名稱VARCHAR2(20)3STARTIME開始時間VARCHAR2(20)4ENDTIME結(jié)束時間VARCHAR2(32)5VISIBLE是否顯示VARCHAR2(32)指標(biāo)閉值管理表INDICTORSMANAGE,其表結(jié)構(gòu)如下表所示，其主要用于設(shè)定指

標(biāo)的閡值范圍信息。序號字段中文名數(shù)據(jù)類型備注1ID編碼NUMBER主鍵2IND1CTORNAME !指標(biāo)名稱VARCHAR2{50).3MIN履小值NUMBER(10,2)4THRESHOLD1 j閾値1NUMBER(10,2)5THRESHOLD2闔值2NUMBER(10,2)6THRESHOLDS閾值3NUMBER(10,2)7THRESH€OLD4閾值4NUMBER(10,2)8MAX崔大值NUMBER(10.2)系統(tǒng)主要界面的設(shè)計本文的設(shè)計目標(biāo)是要建立一個基于 WebGIS的北京市區(qū)域交通信息系統(tǒng)的網(wǎng)上發(fā)布站點，即要建立一個ArcMIS的網(wǎng)站，為交管部門和公眾提供道路交通信息服務(wù)。交刃館恿系％網(wǎng)書系統(tǒng)的主頁面由5個一級模塊組成，每個模塊又由若干個二級模塊構(gòu)成，二級模塊又由若干個三級模塊構(gòu)成，以及模塊包括信息公告、預(yù)測預(yù)報、實時監(jiān)控、統(tǒng)計分析、報表管理、系統(tǒng)管理等。系統(tǒng)測試與分析系統(tǒng)測試是軟件工程的一個重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)測試的目的是驗證最終軟件系統(tǒng)滿足產(chǎn)品需求并且遵循系統(tǒng)設(shè)計。軟件測試是軟件質(zhì)量保證的重要手段。人及測試是軟件生命周期中一項非常重要且非常復(fù)雜的工作，對軟件可靠性保證具有極其重要的意義。軟件測試的一般過程包括：制定測試計劃、需求Review、設(shè)計Review、測試設(shè)計、測試執(zhí)行、回歸測試、測試報告和產(chǎn)品發(fā)布。本系統(tǒng)的測試主要包括單元測試、集成測試和系統(tǒng)測試。單元測試采用的工具主要是JUnit,集成測試和系統(tǒng)測試采用的工具主要是 JMeter。功能測試主要是針對系統(tǒng)的需求功能來進行測試，主要的用例及其測試內(nèi)容見下表所示。功能輸入操作輸岀1||1'111d時i整體視圖點擊導(dǎo)航欄中的整體視?顯示在缺省視圖（整體視S可在參數(shù)設(shè)定中設(shè)置）下的監(jiān)控狀態(tài).區(qū)域監(jiān)測點擊3航欄屮的區(qū)域視圖顯示區(qū)域的交通狀態(tài)信息路段監(jiān)測點擊導(dǎo)航欄中的路段視圖顯示路段的交通狀態(tài)信息預(yù)測預(yù)報路段5分鐘監(jiān)測在歸段視圖卜?點擊單選按鈕預(yù)測.選擇5分鐘顯示路段5分鐘后的交通狀態(tài)信息路段10分鐘1布團在路段視圖下點擊單選按鈕預(yù)測，選擇10分鐘顯示路段10分鐘茄的空通狀態(tài)侑息區(qū)域5分鐘在區(qū)域視圈卜點擊叭選按鈕預(yù)測，選擇5分仲顯小區(qū)域5分鐘后的交迥狀態(tài)信息

區(qū)域10分鐘監(jiān)測在區(qū)域視圖下點擊單選按a預(yù)測，選擇W分鐘顯示區(qū)域10分鐘后的交通狀態(tài)信息統(tǒng)計芬析T指標(biāo)統(tǒng)計信息旨先選左邊導(dǎo)航欄中的統(tǒng)計分析，在右邊?「【的一級沓詢條件里選擇支隊，在二級査詢條件里選擇支臥名稱，點擊確崖在下面的窗II出現(xiàn)該支隊的各項指標(biāo)的統(tǒng)計圖表管理交通狀恵R報表首先選擇左邊導(dǎo)航欄中的報茨管理.在右邊選頂卡窗口切換列支隊，在査詢條件里a擇R期，點擊確定在下面的窗n岀現(xiàn)該支必該天的各項指標(biāo)的統(tǒng)計表交通狀態(tài)周報衷首先選擇左邊導(dǎo)航欄中的報農(nóng)管理，在右邊選項卡窗口切換到支臥，在查詢條件里選擇第6周，點擊確定在下?的窗口岀現(xiàn)該支隊第6罔的各項指標(biāo)的統(tǒng)計交通狀態(tài)月報擬曽先選擇左邊導(dǎo)航欄中的報表管理，在右邊選項卡窗口切換到支隊，在査詢條件里選釋月份3H,點擊確定在下面的留口出現(xiàn)謹(jǐn)支隊3月的各項指標(biāo)的統(tǒng)計表1地S點擊查詢在工具欄點擊査詢按亂在工具欄點擊*詢按鈿，然后在地圖卜一點擊一個路段.點擊確定。在地圖上會顯示該査詢的路段的詳細(xì)的指標(biāo)的信息，同時在右側(cè)的統(tǒng)計圖窗口將會出現(xiàn)和應(yīng)的路段的各種交通流狀態(tài)的趨勢圖表.；任意區(qū)域査詢在工具欄點擊任意區(qū)域査詢按鈿在工具欄點擊任意區(qū)域査詢?nèi)缓笤诘貓D上框選出一個任意區(qū)域.點擊確定。右側(cè)的窗口將會出現(xiàn)相應(yīng)框選區(qū)域的各種交通指標(biāo)。

地圖放大點擊放大按ffl在電子地圖上任意一點，按住鼠標(biāo)左鍵.拖動鼠標(biāo).然后放開i鍵根據(jù)訊標(biāo)拖動的距闆會出現(xiàn)一個矩形框「矩形ffi中1'的龍示范圍就是放犬部分地圖縮小點擊縮小按01在電子地圖上任意一點，點擊