PPGIS在交通事故信息采集與分析中的應用

蔣 銳

（曲靖師范學院 信息工程學院 云南 曲靖 655011）

1 引言

隨著信息技術和地理信息系統的發展，各種類型的地理信息系統在交通事故信息的收集，分析處理和預測等方面得到廣泛運用。一直以來，交通事故信息系統都是由交通部門主導，至上而下的模式進行工作。這無疑增大了交通管理部門信息處理的工作量。如何有效利用公眾力量，建立一個大眾參與的，能夠對交通信息進行收集、上報的應用系統成為亟待解決的問題。

2 研究采用的技術

2.1 PPGIS

指在形成一些和公眾利益相關的決策過程中，利用GIS技術把公眾引入到參與決策規劃中，促進管理部門和公眾之間的信息交流。PPGIS允許公民在地圖上標記他們的觀點，并將這些具有地理標識的信息存儲在空間數據庫中。這種方法不僅有助于管理部門利用地理可視化工具，直觀地觀察公眾關心問題的確切位置，而且利用空間數據分析工具，在空間數據倉庫中可以發現信息之間的隱藏知識。

2.2 SOLAP

聯機實時分析技術是在多維數據庫的基礎上發展起來的，其主要概念是維度、成員、度量、事實和數據立方體。維度是用戶感興趣的主題，比如“時間”、“城市”和“事故類別”）。OLAP體系結構中涉及到3個組件：多維數據庫、OLAP服務器和OLAP客戶端。OLAP客戶端可以通過OLAP服務器使用多維數據庫。多維模型允許用戶從不同的方面和細節的層次上看到不同層次的數據。Beddar在1995年首次引入了空間OLAP的思想來支持空間維度。通過集成GIS和OLAP，設計了一種新的解決方案并稱為SOLAP。SOLAP系統體系結構由一個具有多維結構的時空數據庫、一個空間OLAP服務器和一個OLAP客戶端組成。空間OLAP服務器利用多維時空數據庫，計算維度成員可能組成的度量值。

3 國內外相關工作

J.Wang等建立了基于空間聚類的實時交通事故風險的映射框架，用于確定在不同緯度上的，諸如事故集中區域、天氣條件等許多因素，對事故風險的影響[1]。Y.Pei等針對用戶的出行需求，建立了基于Web GIS的公交信息系統，為用戶提供了查詢、實時交通、出行規劃等服務[2]。Yusoff等通過使用免費許可和易于獲得的源代碼進行修改和改進，建立了一個開源的基于Web GIS的道路管理系統，用以維持和管理在道路狀況。在事故發生時，通過使用最短路徑路由或救護車路徑，在事故信息系統中起著非常重要的作用[3]。

4 系統管理的信息

系統需要管理的信息分為業務數據和空間數據。事故數據集包含事故嚴重程度（致命、非致命等）、事故地點（市、縣、道路編號、路段、路段開始距離、地址等）、事故類型（追尾、違規停放、違章掉頭、轉向、闖紅燈、超車等）、事故后果（撞擊車輛、人、動物，公共設施、受傷人數，死亡人數等），事故車輛類型信息、事故的詳細描述及圖片等。空間信息包含事故發生的經緯度，事故易發區域等。時間數據記錄事故發生的日期。環境信息記錄事故發生時的天氣、溫度和亮度、道路條件如路面類型、道路寬度、人行道、連接類型、交通信號燈，速度限制等。

信息包含三個維度，一是事故信息，具有空間維度，且只有一個層次結構；所屬城市，也具有空間維度，包含兩個層次（城市和街道）；時間，非空間維度，有三個層次（年、季和月）。分析前需要使用空間ETL（Extract-Transform-Load）軟件進行數據的抽取和轉換，把各種形式的數據構建數據倉庫。

5 原型系統的實現

原型系統中包含兩個子系統。即PPGIS子系統和SOLAP子系統。前者用于對事故信息的采集，而后者用于對信息的分析和加工處理。系統分為三層，即表示層，業務邏輯層和持久化層。在PPGIS子系統中，表示層基于OPENLAYERS進行開發，包含一個用于顯示地圖的窗體，使用戶能使用基本GIS功能，顯示區域中各種交通事故的分布，并能采集、報告事故信息。業務邏輯層主要由基于GEOSERVER的地理信息服務器構成，通過WFS完成事故信息的采集。持久化層主要由Postgre SQL數據庫完成對事故數據的空間、時間、環境和業務信息的存儲。

SOLAP子系統由空間數據倉庫，和各種工具軟件組成。空間ETL軟件能將數據從一種格式轉換為另一種格式，并將數據輸入到空間數據倉庫中。系統使用PostgreSQL和PostGIS作為數據倉庫，使用GeoMondrian作為SOLAP服務器。數據立方體邏輯模型采用雪花模式(snowflake schema)。通過數據倉庫產生的XML文件，SOLAP服務器將空間數據倉庫中的數據加載到數據立方體中，通過搜索不同維度，不同級別的數據并進行分析。交通管理部門使用空間分析系統，可以觀測在不同的維度水平展現的信息。他們可以看到轄區內每周、每月或年度的交通事故報告。此外，通過可視化系統直觀的顯示結果，管理人員可以容易地對事故易發區域進行標定。

6 結論和展望

研究探討了運用PPGIS和SLOAP技術架構交通事故信息系統。該系統支持公眾參與報告交通事故，可以減輕信息錄入的工作量，并促進公眾和交通管理部門之間的數據交流。此外，基于SOLAP的數據提取與分析系統作為一種數據挖掘工具，用于匯總多渠道收集的事故信息，建立多維度的數據倉庫，并通過空間分析工具幫助交通管理部門在已發生的交通事故信息和公眾的建議中找到隱藏的知識，并把這些知識用于交通情況的預測和改善。系統是一個自下而上的信息收集和分析工具，能夠收集交通事故的問題和改善意見，并傳送給交通管理部門。它也有助于交通管理部門從公眾的角度來尋找更好的管理解決方案，并對市民滿意的交通管理改善方案。