高速公路網信息集成發布系統設計

摘要：高速公路網信息集成發布系統是一個基于分布式數據庫應用系統，面向用戶的網絡存儲管理，通過有效地組織各個公路段上監測系統發來的數據信息進行分析，提供給使用者和它的一系列子系統，為用戶的出行體統便利，也為各個管理部門提供實時有效的數據分析，提高運營和社會經濟效益，為社會公眾提供更優質的服務。

關鍵詞：信息集成發布;運營效益

中圖法分類號：TP391 文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)33-1286-03

Highway Network Information Integration System Design Published

SUN Wei， LUO Pei， GENG Guang-hong

(The third hospital of shandongliaocheng， Liaocheng 252000，China)

Abstract: release system of information integration for express waynetwork is an applying system based on distributed database， oriented users web storage management， effectively organizing and analyzing the data information delivered by monitoring systems of every expressway sections to provide users with its series of subsystems in order to facilitate users’ travel， as well as to supply everymanagement sections with real time and effective data analysis for improving their operation and social economy efficiency and providing high quality service for the public.

Key words: Published information integration；Operating efficiency

1 概述

我國于“九五”開始的擴大內需，在加大包括交通等基礎設施建設的政策下，高速公路建設臺階式飛速發展，通信、信息網絡、因特網、多謀體等技術日新月異，高新技術也逐漸應用到高速公路的機電項目上，隨著近年高速公路局域網絡的投入運營，高速公路管理部門都在思索，路段管理如何向路網管理的過渡，先進的管理思想和舊有的手段，如何利用第三代高速公路的信息網絡技術平臺用于管理的決策及提升日常工作效率，所以一種構建于高速公路系統、通信平臺和信息網絡平臺之上綜合網絡信息系統，在1-2個五年計劃期間將得到快速發展，目的是最大限度的提升與發揮目前高速公路建設管理系統和高速公路運營業務管理系統中，已應用建設項目管理信網和機電工程大量信息的巨大沉淀的潛力，以及高速公路收費拆分系統減少人力物力，提高運營和社會經濟效益，能為社會公眾提供更優質的服務。

2 需求分析

隨著社會經濟的發展，高速公路項目建設速度加快，IT業/信息技術飛躍發展，由于高速公路在快速發展時期，其建設資金來源渠道各異，使得建成后的高速公路運營管理模式各不相同。不少高速公路硬件項目由于資金及規模而采取分段建設，高速公路的效益未能充分發揮，但隨著各省小區域高速公路路網的形成，如何利用現代化的管理手段和技術最大限度發揮出高速公路的運營效益，是我們認真對待的項目。雖然多數高速公路已安裝了通信、監控和收費系統，但基本上處于獨立運作的管理模式，作為省高速公路管理部門未有信息網絡的平臺，而各路段由硬件系統采集的各類收費和監控的數據及信息仍留在各路段內的監控中心，不能上傳至總公司，有待將其數據信息與上層信息網絡有機聯系并充分利用與共享。所以一種基于原來公路系統的高速公路信息集成發布系統勢在必行。

在高速公路網內，交通調度工作需要及時了解、收集和處理公路網運行信息，掌握路網運行動態，及時發現和正確處置影響路網正常運行的各種重大事件，最大限度地維護路網的暢通運行。另外，由于各種原因導致路網交通流分布不均，部分路段過分擁擠、車速緩慢甚至發生擁堵，而部分路段則比較空閑，影響路網整體功能的發揮，因此，在日常管理中需要對路網運行狀態進行分析，給予評價，并根據具體情況采取交通誘導等方式予以影響、調整。在路網發生特情時（比如路網在各種惡劣天氣條件下或發生重、特大交通事故等各類突發性事件），各級管理人員將針對具體情況，根據“現場處置，統一協調，分級負責，快速高效”的工作原則，會同有關部門共同采取相應措施。另一方面，維護路網的正常運行還需要車輛駕乘人員提供有關信息，讓他們了解路網的有關動態，取得他們的理解、支持和配合。

3 系統構架設計

高速公路網信息發布系統就是運用數據庫、通信、信息、控制、計算機網絡等多種高新技術為高速公路使用者提供道路信息、客貨車等公交信息和其它與其相關的信息系統，以幫助用戶正確地選擇出行方式、出行路線，及時地安排和調整出行計劃或工作計劃。其主要是通過高速公路監測系統車輛檢測器、攝像機、氣象檢測設備采集交通、氣象等動態信息，經信控中心計算分析處理后傳送給用戶，同時向用戶提供地理數據、緊急服務信息、駕駛員服務信息、旅游景點資料、客運及物流運輸企業信息等多種靜態信息。使用者可在家中、辦公室、旅行車、公交車等各種場所利用個人通信工具完成信息的咨詢、接收和交換。其結構框架如圖1。

3.1 高速公路信息發布網絡體系組成

1) 數據采集系統；

2) 分布式數據庫平臺；

3) 信息發布系統；

4) 子系統及使用者。

3.2 系統實現功能

3.2.1 集成功能

高速公路各自系統可能來自不同的廠家、不同的產品，分別實現相應的子系統功能。系統集成之后，將在指揮中心建成一個把各子系統功能集成為高層應用的操控平臺，由高層的操控平臺針對同一交通事件進行處理時，指揮員可以協調聯動各個不同的子系統。

圖1

圖2

3.2.2 信息采集功能

高速公路已建成的業務子系統如收費管理、緊急救援系統、辦公自動化、交通事件檢測等子系統，在日常辦公過程中不斷產生大量的業務數據，這些數據分別存儲在不同的業務系統中，只能為其他業務系統提供有限的信息查詢服務。系統集成之后，將由操控平臺對這些信息進行統一的收集、處理、對外發布等。

3.2.3 監視功能

監視整個高速公路范圍內的交通態勢。指揮中心將實時監視整個高速公路路網內各種機電設備的工作狀態、各服務器及其上運行服務的工作狀態、整個路網的道路服務水平、緊急事件的發生及處理情況、道路施工情況以及天氣狀況、交通管制等實時信息。

3.2.4 指揮調度功能

當發生交通事件時，例如交通事故、設備故障、道路維護、突發事件等，高速公路管理者可在指揮中心利用系統集成后的操控平臺對相關部門如警方、醫護、消防等進行調度，并可對整個調度過程進行記錄，方便事后由專家進行評估并完善預案處理。

3.2.5 預案及輔助決策功能

在指揮調度功能中已經提及，系統集成后操控平臺可建立預案系統，當類似交通事件再次發生時，管理者可參照預案進行指揮調度。集成后中央數據庫將存儲大量的共享交通信息，利用數據倉庫及數據挖掘的原理對這些信息進行處理，可為交通管理提供輔助決策的功能。

3.2.6 服務功能

系統集成的最終目的是提供服務功能。高速公路系統集成的服務功能包括兩方面的內容：一是對用戶主體提供信息服務，其次是對其他應用系統提供服務。對用戶主體提供的服務主要是面向社會的服務以及面向高速公路運營管理人員的服務，可提供主圖道路是否擁擠、路面視頻圖像、地圖顯示等功能。對其他應用系統提供的服務主要是利用用戶登錄、權限管理、日志管理、字典管理等應用模塊，以WebService 的形式提供服務接口。另外，還可以為整個交通共用平臺提供信息輸入輸出接口。

4 信息交換和共享模式

在整個公路系統中，各段公路通常采用不同的技術和體系結構來構建自身的信息系統，使得跨平臺數據共享與訪問成為困難。而管理部門大都是相互獨立的應用系統，這就給我們做這個系統造成了數據交換上的麻煩，為了改變以上情況，我們采用異構數據庫系統完成數據交換部分的問題。

4.1 異構數據庫系統的異構性主要體現

4.1.1 計算機體系結構的異構

各個參與數據庫系統的可以分別運行在大型機、小型機、工作站、PC或嵌入式系統中。比如子系統就可以是大型機，而使用者就一般采用的是pc機。

4.1.2 基礎操作系統的異構

各個數據庫系統的基礎操作系統可以是UNIX、WindowsNT、Linux等。

4.1.3 DBMS本本身的異構

可以是同為關系型數據庫系統的Oracle、SQL Server等，也可以是不同數據類型的數據庫，如關系、模式、層次、網絡、面向對象、函數型數據庫共同組成一個異構數據庫系統。這個有各個公路段的本身建立時的系統決定。

異構數據交換與共享系統就是要實現路況信息的高度共享。而如果沒有共享，管理者無法監測到路況的信息就無法做出適當的決定，使用者更是無法有效的使用公路。因此，在分布式的數據服務器上，在數據安全的基礎上，從整體上進行管理。提供用戶一個簡單的應用截面和強大的管理系統。（如圖2）

4.2 系統使用模式

1） 在一個服務器數據中心設置數據服務器，在N個加盟的分數據中心設置數據服務器，各數據服務器向元數據服務器登錄。由系統管理員在元數據服務器上定義和建立一個或多個元數據庫。用戶安裝客戶端，向主數據中心申請帳號和授權。

2） 各分數據中心用戶將數據上載于各自的數據服務器上，而將元數據登錄到主數據中心的元數據服務器上，系統自動建立連接，進行一體化管理。

3） 各地用戶遠程連接元數據服務器，檢索瀏覽元數據、遠程下載所需數據。異構數據交換與共享系統是基于元數據和分布式數據管理技術的共享管理系統。它通過元數據和網絡系統管理分布于不同地點的、各種不同類型、任何格式的數據，包括辦公文檔、電子報表、數字照片、多媒體文件、GIS數值地圖、遙感影像、設計圖紙和數據庫等，使各種不同格式的數據可以在不同部門和業務系統之間進行流通、交換和共享利用。

異構數據交換與共享系統可以將任意格式的數據存放在任意多個分布式數據服務器上，而將包含數據搜索和描述信息的元數據登錄到元數據服務器上。服務器之間通過局域網或國際互聯網連接，可以隨數據量增大、新數據源加入和共享用戶樹的增加而隨時擴展。用戶可以通過客戶端系統（C/S方式）或網頁瀏覽器（B/S方式）兩種方式提交數據、登錄元數據、或查詢元數據及下載所需數據。在異構數據交換與共享系統支持下，不同部門或不同業務的數據可以由各自的專用服務器存儲管理，通過公共的元數據服務器查詢使用，完美地實現數據交換和信息共享。多個元數據服務器可以通過該系統數據交換服務器代理，實現一點查詢。

異構數據交換與共享系統支持各種操作系統（MS-Windows、UNIX、Linux等），支持以C/S和B/S兩種方式使用，并提供應用開發接口（API），通過各種常用編程語言（VC++、VB、Java、HTML、Java Script、ASP、JSP、OCX、Java Applets等）進行二次開發、系統集成和擴展。

5 信息存儲

5.1 網絡存儲的要求

在這種分布式信息發布系統中，我們可以應用網絡提供給我們的功能來進行信息存儲，使用者和子系統的大量信息都需要通過網絡進行存儲和轉移。

1） 使用者在不同的地點，例如辦公室、家、甚至出差到外地等。雖然筆記本電腦的出現部分地解決了在不同地點完成同一工作的問題，但是其價格相對較高、攜帶不便，仍然不能很好地滿足用戶的需求。因此，用戶向網絡提出了保存工作過程中文件、個人信息等需求。

2） 子系統在各自的服務器上有存儲空間，但是，由于這種存儲模式受限于服務協議和各個服務器自身的管理方式，而他們都需要去總的服務器上面交換數據。

5.2 實現功能

針對上述存儲服務中的要求，我們提出了一套有效地解決高速公路數據存儲問題的方案，為用戶提供了可擴展的、完整的、透明的存儲空間和可靠的存儲服務并實現以下功能。

1） 所有使用者通過單一登錄就可以訪問到一片完整的、可靠的存儲空間。系統本身為用戶提供一片固定大小的存儲空間，同時，用戶還可以將自己在其他服務器上的存儲空間添加到虛擬存儲空間中，由系統完成對這些異構的存儲空間的統一管理。用戶可以通過訪問本系統提供的統一接口，同時訪問到屬于自己的多塊存儲空間。

2） 用戶操作簡單。用戶可以通過專業軟件訪問虛擬存儲空間。這種訪問操作與用戶訪問本地硬盤上文件的操作一樣簡單、方便。

圖3

3） 在文件存儲方面，系統提供了更靈活和可靠的服務高速公路分布式系統中的存儲系統是基于Client／Server結構的，圖3描述了系統的整體模型。從圖3可以看出，系統的存儲管理服務器作為系統的Server端，主要負責組織和管理本地存儲設備和網絡上的存儲服務器，其主要功能是：

①管理分布的、異構的存儲服務器，使其在功能上成為一片完整的、可靠的、大容量的虛擬存儲空間。

②為用戶存取數據提供統一的接口。

在這個系統中，存儲管理服務器就是我們的數據庫服務器，各個存儲服務器就是每個DB，而客戶計算機就是我們的使用者了，它可以對使用者存儲在虛擬存儲空間上的數據實行檢錯、糾錯和加密等處理，維數據的完整性和保密性。客戶（Client）端的用戶也就是使用者通過訪問存儲管理服務器完成對虛擬存儲空間的訪問。

6 結束語

高速公路網信息集成發布系統是一個基于分布式數據庫應用系統，網絡應用，以及網絡存儲管理等多方面的一個系統，是面向用戶的網絡存儲管理，也是一個大型的信息集成系統，它通過有效地組織各個公路段上監測系統發來的數據信息進行分析，提供給使用者和它的一些列子系統，為用戶的出行體統便利，也為各個管理部門提供實時有效的數據分析，有效地克服了原有的各個路段獨立運行的不便利條件，為未來的高速公路建設提供了良好的思路。

參考文獻：

[1] 陳洪俊.分布式數據庫在高速公路信息網中應用[M].北京:電子工業出版社，2003.

[2] 劉春鳳.信息集成發布系統[M].北京:機械工業出版社，2005.

[3] 李群策.高速公路相關輔助設施建設[M].上海:同濟大學出版社，1999.