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1系統開發目標 遼寧省公路網規劃及管理決策支持信息可視化系統建設的總體目標是:以地理信息系統(GIS)為基礎平臺，以全省公路網絡為研究對象，建立全省范圍的可視化公路管理地理信息系統。通過對公路交通地理信息的綜合分析和處理以及進行省域交通需求預測分析和評價，為各級公路交通管理部門和規劃部門提供詳盡準確的決策輔助信息，并實現信息的可視化輸出。考慮到當前和未來的公路管理需求、結合現有技術水平、管理水平及目前的經濟狀況，系統要達到的具體目標如下: (l)系統、規范地收集區域內各級公路網信息、社會經濟信息，建立基于GIS的公路網管理系統數據庫，并實時更新，從而為公路主管部門提供及時、準確、較全面的公路管理信息。 (2)制訂科學、實用、完善的公路網管理系統，通過對公路網交通質量、運行變化趨勢的分析，提出公路網改造建議，定期產生分析報告，為公路管理部門及相關單位提供管理和決策依據及輔助手段。 (3)協調公路網管理、規劃及建設之間的工作。對規劃部門提供的公路網方案進行評價和動態滾動管理，對建設部門的可行性研究、項目后評價研究提供技術支持。 (4)能以多種方式進行有關公路的各類統計分析，輸出公路交通各類專題圖、報表等，便于公路各部門進一步分析研究。 2系統功能設計 本系統包括交通信息采集與分析系統、交通需求預測與更新系統、網絡交通分配與評價系統、動態電子地圖設計及信息可視化系統。 系統從交通信息采集系統中獲得公路交通網絡結構信息、與公路相關的鐵路、河流、山脈、政區等區域空間信息，建立基礎地理信息數據庫;從公路網絡交通信息采集系統中獲得區域經濟、人口、公路交通流時間分布規律、交通流空間分布規律以及0一D分布等公路交通信息，建立公路交通基礎信息數據庫系統;根據公路交通基礎信息數據庫系統中的歷年交通流時空分布規律，推算全網絡短期任意時間的交通量，再根據新的實測的交通信息實時更新預測交通流;利用公路網絡交通分配及網絡評價系統對公路通行能力的分析、對交通延誤的分析及對公路車速模型的研究結果，對現有公路網進行交通質量評價及公路網運行狀況評價，對道路上的交通擁擠和交通阻塞進行有效的預測，從而采取適當的管理措施，或者對公路網進行改造(包括開新路、舊路等級提高及網絡結構調整等)等。 依據公路交通基礎信息數據庫和基礎地理信息數據庫系統，利用gis技術，設計動態電子地圖系統，并進行信息可視化系統設計，最后輸出成果，定期產生分析報告及報表。 系統的開發軟件平臺為:①GIS軟件平臺:Mapinfo公司的組件式GIS控件MapX4.氏②數據庫軟件平臺:微軟Access數據庫;③開發環境:微軟VisualBasie6.0。 2.1交通信息采集分析及數據庫系統 此部分主要由數據庫系統、數據分析系統及推算系統三個模塊構成。其中數據庫系統主要包括公路網絡結構數據庫、區域空間信息數據庫、交通量信息數據庫、區域社會經濟信息數據庫和O一D矩陣信息數據庫。前兩者組成了基礎地理信息系統(GIS)數據庫，后三者組成了公路交通信息數據庫。數據分析系統包括公路網絡特性分析、交通量時空特性分析、社會經濟發展分析以及O一D矩陣分析等。推算系統則包括路網交通量的時空分布推算、網絡O一D矩陣推算等。整個公路網絡交數據庫系統是公路網管理技術的基礎信息支持系統，它是面向公路網絡管理與規劃需要、基于GIS的公路網管理數據庫系統，它包括對空間數據和屬性數據的管理和組織。我們在遼寧省1:科萬基礎地理數據上，建立全省公路地理信息系統分布式數據庫。把公路數據庫的空間數據劃分為公路、鐵路、橋梁、隧道、立交、行政區劃、河流、鄉鎮、村莊等點、線、面特征層，利用系統的專題圖層來進行有效的存貯管理。在矢量化的過程中，同時輸人圖形對象的基本屬性如交通量、道路寬度、路段長度等，與后臺的數據庫建立一一對應關系。其中屬性數據存儲在常規的關系型數據庫中，空間幾何數據存儲在空間數據管理系統中，兩個子系統之間使用一種標識符聯系起來。 把屬性數據和空間數據緊密地結合在一起，使得整個交通的管理更加方便快捷和形象直觀，并徹底改變交通網絡規劃、建設、管理及資料保存的傳統模式，從而實現交通管理與規劃的計算機自動化。通過所建立的數據庫，可快速查詢建設、管理、養護所急需的數據，全面準確地提供管理和決策的分析信息。 2.2交通需求預測及更新系統 公路網絡交通需求預測系統是利用公路網絡信息采集系統建立的數據庫對區域未來交通需求做出合乎邏輯的定量預測，它是進行公路網絡規劃、公路網絡常規管理、公路工程可行性研究的共同基礎。公路交通需求預測包括綜合交通運輸發展預測、公路交通發展預測、公路交通量分布預測及公路交通量分配預測四部分。 根據公路交通基礎信息數據庫系統中的交通流時空分布規律，可以推算全網絡短期任意時間的交通量，再根據新的實測交通信息實時更新預測交通流量，從而為進一步的網絡交通分配與評價服務。 2.3網絡交通分配與評價系統 本系統首先利用前述子系統得到的交通量信息(公路交通條件)和網絡結構信息(公路幾何條件)對不同類型、不同等級的公路路段的通行能力以及不同類型交通節點的通行能力進行分析。 在通行能力分析的基礎上，建立公路網絡交通分配模型庫，以便針對不同的目的選擇不同的交通分配模型(如最短路交通分配模型、容量限制交通分配模型、多路徑交通分配模型、多路徑一容量限制交通分配模型等)對公路網交通量進行分配預測，即把預測的各基年O一D矩陣分配到具體的公路網絡上。 #p#分頁標題#e# 利用分配交通量與公路通行能力分析結果，對公路網絡交通質量進行評價。這里所要評價的技術指標包括兩類:一類是反映路網結構性能的指標，主要包括公路網密度，公路網連通度，公路網鋪面率，公路網的可達性以及公路網中位點的吻合性等;另一類是反映路網使用功能的指標，主要有公路網平均車速，公路網擁擠率，公路網平均交通事故率，公路網服務水平等。 2.4動態電子地圖系統 動態電子地圖子系統是整個系統的核心部分，在遼寧省1:科萬地理數據圖上，基于GIS基礎地理信息數據庫、交通信息數據庫生成動態電子地圖。 其基本功能是:用縮放、漫游等工具查看地圖，建立數據與地圖對象的關聯，查詢并顯示數據(包括各種格式的圖形數據)，增加、刪除及合并路段等。 電子地圖上的信息不是一成不變的。公路的改建或延伸，路段交通量的增加或減少，公共設施的變動或添加，這些變化在更新數據庫信息的同時也更新電子地圖上的有關內容，這也是之所以稱之為動態電子地圖的原因。 在動態電子地圖系統中，具有地理特征的信息是分層管理和存儲的。每一圖層放有特征相同或相近的地理對象，并且有一個數據庫表與之對應，圖層中每一對象與數據庫表中的一條記錄相對應，這種關系是一一對應且是唯一的。利用層的概念來管理、貯存和分析信息，然后把不同的圖層相互疊加起來，實玫妞寸研究區域信息的可視化。 2.5信息可視化及成果輸出系統 信息可視化系統是利用先進的GIS技術，實現圖形與數據的結合，以數據可視化的方式，提供一種嶄新決策支持方法的系統。通過信息可視化的平臺—動態電子地圖多維地顯示數據，提示數據之間的關聯以及隱藏在數據后面的信息，使數據為人們提供更多、更有價值的信息。 在信息可視化系統中，通過GIS的存儲、管理、檢索、分析、描述空間物體定位分布及與之相關的屬性數據等功能，將公路交通基礎信息、公路網現狀、規劃信息等以形象、直觀的圖形、圖像方式描述出來。利用GIS的空間數據管理功能，建立多種管理要素的空間聯系，能以最佳方式、最少重復為管理、規劃、評價等服務。 信息可視化及成果輸出系統主要具有以下方面的功能: ①路網數據庫的可視化更新和修改 對路網信息數據庫的更新工作分為兩部分:一是增加新的記錄，二是對原有的記錄進行修改。 在電子地圖上通過菜單欄“路網管理”實現這兩項功能，具體包括增加路段、刪除路段、路段合并、路段分割等。 ②圖形對象和屬性數據的雙向選擇 本系統提供圖形對象和屬性數據的雙向選擇功能，既可以通過對圖形對象的選擇來查詢屬性數據，也可以通過屬性數據來找出對應的圖形對象。 ③交通信息決策支持分析 交通信息決策支持分析包括前述的交通需求預測分析系統、交通分配與評價系統，主要由交通網絡系統分析基礎軟件“交運之星一TRANSTAR’，的公路交通版完成。利用本系統的“預測分析”菜單欄可以完成遼寧省路網數據庫格式與TRANSTAR(公路交通版)的文件格式之間的轉換，并對服ANSTAR(公路交通版)核心模塊調用以完成相關統計分析。 ④專題地圖制作 電子地圖上的“專題制作”菜單欄提供了生成和修改各種路網交通信息專題地圖的功能。這些專題圖包括路網方面的如節點類型、全日交通量、高峰小時交通量、全日通行能力、技術等級、路面等級等專題圖;交通區方面的如土地面積、總人口、GDP、公路客貨運量等專題圖。 ⑤成果輸出 一是在打印機端口將成果進行打印，二是將地圖和專題圖窗口另存為各種格式的文件。 動態電子地圖系統和信息可視化系統是緊密聯系的，是路網管理系統中不可分割的重要組成部分。動態電子地圖是實現信息可視化的必要前提，信息可視化是動態電子地圖實現的必然結果。 3結論與展望 本文研究了基于GIS技術的公路網管理系統的設計過程，并在遼寧省的高等級公路網規劃和本溪一遼中、四平一阜新、海城一東港、莊河一蓋州四條線路的工程可行性研究中得到了應用，取得了滿意效果。該系統的深人研究和廣泛開展將有利于我國公路網管理的計算機化和智能化。 為實現我國公路交通信息化的目標，最大限度地為社會公眾提供優質服務，建立公路網絡交通數據庫的思想，應在全國范圍內推廣。爭取早日建立全國公路交通信息數據庫，其中應包括點狀特征數據庫(收費站、交叉口和公路主樞紐等)、.線狀特征數據庫和面狀特征數據庫(人口、土地利用、社會經濟發展信息等)。