組件式GIS在高速公路監控軟件設計中的應用

段 拙

遼寧艾特斯智能交通技術有限公司 遼寧沈陽 110000

高速公路的建設情況可以反映一個國家和地區的交通發達程度乃至經濟發展的整體水平，車速、交通量、通行能力是高速公路設計的基本依據，三者之間又是互為因果，我國高速公路建設在起步階段時其交通流量一般遠未達到設計容量，同時對高速公路的監控也存在明顯的不足。然而隨著我國經濟社會的快速發展，我國許多高速公路已經開始出現擁擠現象，與此同時隨著通車里程的不斷增加，高速公路發生災害的風險也隨之加大，表明對高速公路進行實時監控的研究和應用有著重要的現實意義。

1 高速公路綜合監控系統功能模塊設計

1.1 高速公路綜合監控開發方式

將GIS系統應用于交通監控系統中符合綜合自動化發展趨勢，GIS與監控系統一體化的根本目的是實現二者的優勢互補，而實現GIS與監控系統集成一體化的方法主要有：①在監控系統中集成GIS的功能，但開發功能有限，且與信息管理系統的銜接很不方便；②在GIS中集成監控系統的功能；③通過數據庫實現關聯集成；④組件化方式；采用組件化模式，較好的實現監控系統和GIS系統圖形、數據顯示的一體化問題，可以方便地嵌入到通用的開發環境和很好地滿足要求實現的功能，本文所探討的高速公路監控系統就是基于組件式設計模式進行開發[1]。

1.2 高速公路管理與信息化系統模式

高速公路監控系統由地面數據采集控制服務，通信接口裝置，區域管理監控站點，路用機電控制設備及高速公路綜合監控軟件組成，高速公路監控系統是一個地理范圍分布很廣的系統，從監控中心的硬件設備到高速公路沿線布設的一系列外場設備，都必須進行統一協調的管理。文中探討的高速公路監控系統是基于C/S架構的分布式網絡監控系統，由區域總中心和路段分中心的多級分層的分布式構架。相應地，其軟件也包括總中心和分中心兩類監控系統。基于統一管理、降低成本、提高效率的要求，一般高速公路監控管理系統由：區域監控管理中心、區域監控管理分中心的模式構建，區域中心為監控調度總中心，其權限在于可以監控整個區域內的設備和對分中心進行管理，監控系統分中心負責所轄路段的日常交通管理，實施道路設備的監視與控制職能，另外還需要向上一級區域監控中心上傳監控數據，為區域管理決策提供信息和數據。并與相關路段、隧道監控系統交換信息，對實時信息進行有效的發布，高速公路區域分中心是交通信息化建設的基礎站。

1.3 監控系統軟件功能設計

基于SuperMapObjects組件式的可視化監控平臺進行系統的開發，組件式GIS是由一系列可拆分、可協作、可裁減的GIS組件構成的具有高度伸縮性的GIS軟件平臺[2]。對于同一規范的各種組件可以實現其無縫集成，可以使用數據采集與監視控制系統組件與GIS組件協同實現監控應用系統的功能從而形成緊湊的、一體化的可執行程序。系統在管理分中心的應用軟件主要由數據采集與通信、電子地圖檢測、數據分析、設備用戶管理、數據庫服務五個部分組成，數據采集與通信實時采集監控計算機系統收集的外場設備狀態，電子地圖檢測匯集交通數據、緊急工作狀態和監控設備的工作狀態以及交通流量將其存入服務器數據庫；數據分析根據采集的相關控制數據，進行交通監控和統計、視頻圖像查詢工作，以及向可變情報板發布信息與控制命令。設備與用戶管理的主要功能是對用戶進行統一管理、系統維護信息和系統日志顯示等。GIS系統與監控系統相互聯系，兩個系統有數據交互，數據通過公用數據庫完成交互和共享，后臺數據庫與其共用，實現了GIS系統獨立開發而又與監控系統交互的目標．

2 關鍵技術

傳統GIS系統是以顯示實時性不強的靜態地圖信息為主，因此普通視頻監控難以實現與地理位置結合的整體聯動顯示。基于GIS的視頻監控能夠做到將地理信息與視頻監控相結合，其主要應用為：①在GIS地圖上可以顯示所有的視頻監控點的空間位置信息；②通過選擇相應的攝像機（CAM）對象可以快速地切換到目標所在區域，同時在地圖上高亮顯示監控點；③地理信息與監控視頻以可視化的方式結合，既能展現監控攝像機空間地理信息，還能動態地顯示區域內的實時畫面；④能夠給出監控點的攝像機屬性信息，包括：名稱、編號、位置、設備樁號、所屬區縣等。視頻信息部分作為一個控件嵌入到系統中，應用程序調用其外部接口將視頻圖像集成到系統界面之中，與視頻監控管理平臺協作進行，動態調用視頻監控管理平臺的視頻數據，可以提供對現場直觀的視頻監視。GIS對象與監控攝像機通過對應的ID號實現關聯，使得監控點的靜態信息顯示可以通過讀取G IS數據庫相應的屬性數據即可完成[3]。

3 結語

將GIS系統與高速公路監控系統進行整合是高速公路自動化發展趨勢。高速公路的信息化，主要是針對諸如電力設備、通信線路、火災險情、實時視頻等各種設備狀態的數字化，實現統一調度、管理和控制，隨著高速公路的建設公里數增加，信息點增多，若有機地結合的地理信息系統（GIS），借助于GIS靈活、方便、強大的功能，最大程度上的避免信息點過多造成的誤讀、誤判和誤操作，會使集中管理更加方便、合理、快捷，也會使得高速公路的集中管理帶上一個新的高度，這是高速公路管理領域的必然趨勢，結果表明：實現了設備實時數據及其狀態的監視，完成GIS地理環境的圖形管理與分析，為用戶提供了直觀、友好、功能完善的可視化操作界面。