交通诱导信息服务平台的设计与实现.docx

1、交通诱导信息服务平台的设计与实现河北农业大学 本科毕业论文(设计) 题 目：交通诱导信息服务平台的设计与实现摘 要交通诱导系统是智能交通系统 (Intelligent TransportationSystem，ITS)的重要子系统之一。它是诸多高新技术(如地理信息系统、定位技术、导航技术、现代无线通信技术等)的集成，具有多种功能。利用它可帮助驾驶员迅速找到从当前位置到达目的地的最佳行驶路线，协助出行者方便地进入到原先没有去过的地方，如果有实时交通信息的支撑，交通诱导系统能够有效地引导车辆在路网中运行，减少车辆在道路上的行驶时间，并最终实现交通量在整个路网中的均匀分配。交通诱导系统自诞生以来，就

2、受到了人们的普遍关注。许多发达国家如美国、德国、日本等将其列入国家研究计划，投入厂大量的人力、物力和财力对其进行研究。试验和开发。随着相关技术的成熟和系统的实用化，交通诱导系统在未来交通管理中将扮演越来越重要的角色。在我国，我国的基本国情决定了我们开发交通诱导系统的迫切性。我国是发展中国家，在面临经济的快速发展下，我国的交通拥堵现象却为我国的经济发展带来了不可忽视的损失。所以，我们开发交通诱导系统的是迫在眉睫。交通流过程是不确定性很强的复杂过程,用传统的理论方法已经不可能有效解决交通流控制与诱导问题,交通诱导系统(route guidance system)必须智能化.该文评述了基于动态交通分

3、配模型的交通诱导方法,指出其存在着模型理想化、局限于解析模型和忽视了人的参与作用等问题.提出了RGS的一种智化方案,介绍了基于学习机制来实现交通流短时预测和推理得交通诱导信息的原理,给出了交通诱导智能系统的结构,用仿真研究的结果说明了原理的有效性.得出了交通诱导智能化的案比依赖某种确定的数学模型的方案更可行有效的结论.关键词:交通诱导系统；不确定性；交通流仿真AbstractTraffic guidance system is the intelligent transportation system (Intelligent Transportation System, ITS) is on

4、e of the important subsystem. It is a lot of new technologies (such as geography information system, positioning technology, navigation technology, modern wireless communication technology and so on)integration, with a variety of functions. It can be used to help the driver quickly find the best rou

5、te from the current position to a destination, assist travelers convenient access to had not been to a place, if there is a real-time traffic information support, can effectively guide the vehicles on the road network to transport traffic guidance system, reduce travel time of vehicles on the Road,

6、and finally to achieve uniform distribution of traffic volume in the whole road network.Traffic guidance system since its birth, has been widespread concern. Many developed countries such as Germany, Japan and other USA, included in the national research project, a lot of plant input of manpower, ma

7、terial and financial resources to carry on the research of the. Test and development. With the maturity and system technology the utility of traffic system, playing an increasingly important role in the future traffic management will induce. In our country, the urgency of Chinas basic conditions of

8、our development of traffic guidance system. China is a developing country, in the rapid development in economy, the traffic congestion in China but for Chinas economic development has brought the loss can not be ignored. So, we develop traffic guidance system is imminent.Traffic flow process is a co

9、mplex process of uncertainty is very strong, with the theory of traditional methods cannot effectively solve the problem of traffic control and route guidance, traffic guidance system (route guidance system) must be intelligent. This paper reviewed the induction method for dynamic traffic assignment

10、 model based traffic, pointing out the existence of a model of ideal,limited in the analytical model and the neglect of human participation and so on.Put forward a kind of intelligent scheme of RGS, based on the learning mechanism to realize the short-term traffic flow forecasting and reasoning prin

11、ciple of traffic guidance information, gives the structure of traffic guidance system, simulation results show the effectiveness of the principle. The mathematical model of induced traffic intelligent case than relying on a certain scheme is more feasible and effective results.Keywords: traffic guid

12、ance system; uncertainty; traffic flow simulation目 录1引言 11.1研究背景和意义 11.2交通诱导系统的作用 11.3交通诱导系统现状 22开发技术简介 32.1架构技术 32.1.1B/S架构 32.1.2 C/S架构 42.1.3 B/S与C/S联系 42.1.4 B/S与C/S区别 52.2 ArcGIS绘图技术 52.3编码语言 62.3.1JS语言 62.3.2JAVA语言 63系统设计 83.1主要功能设计 83.1.1交通诱导 83.1.2用户管理 103.1.3系统设置 153.2查询功能设计 164系统实现 174.1前台

13、主要功能 174.2后台主要服务 .175总结与展望 24参考文献 25致谢 261引言1.1研究背景和意义未来的交通系统是智能交通系统, 国内外交通诱导系统研发现状交通诱导系统能有效地解决，城市交通拥挤、减少交通事故、降低空气污染、提高运输效率，这已是与交通运输有关领域的人士的共识.而ITS中的关键技术之一是交通诱导系统(Route guidance system,RGS)的智能化,其原因在于交通流系统是一个不确定性很强的动态巨系统,用传统的理论方法已经不可能真正解决问题了。1.2交通诱导系统的作用近几年，各大城市的机动车拥有量急剧增加。尽管城市交通建设和交通管理部门在交通路网建设和交通管理

14、科技设施建设方面投入了大量的人力、财力和物力，但仍然避免不了城市交通拥堵现象的发生，行车难、停车难成为各大城市普遍存在的问题。因为交通参与的随意性和无规律性，使交通管理者无法提前规划，也因此加剧了城市交通管理的压力。交通诱导技术是更有效地管理现代交通、实现交通流优化的一种技术。它集成了多种高新技术，如地理信息系统、定位技术、导航技术、现代无线通信技术等，用于对交通参与者进行诱导，使交通出行变得方便快捷。交通诱导系统的作用主要体现在三个方面：1 交通管理方面，通过信息发布系统，将各类交通信息发布到交通现场，使交通参与者得到及时的提醒，降低发生交通堵塞事件的概率；2 交通组织方面，采集的交通状况信

15、息，可使交通组织者及时全面地掌握实时交通状况，提前采取有关措施，最大限度保障通畅；3 交通服务方面，根据掌握的交通状况信息和信息发布渠道，向交通参与者提供交通指导信息，减少盲目交通对路网造成的压力，同时为出行者提供出发时间和选择方式，促使交通量在整个路网中的负载平衡。交通诱导系统主要由交通状况信息探测采集、信息的汇总处理、诱导信息的发布等几方面组成，形成一个完整的系统。交通状况信息探测采集是整个交通诱导系统的感知器，相当于人的“眼睛”，它通过各种交通信息采集装置将路面上的信息采集并传送致信息处理部门。它直接关系到诱导系统的实用性，可以通过电话报警采集交通状况信息，并将安装在固定路口的卡口、监控

16、中的视频信息传输到指挥调度中心，进行交通流统计，再配合各种地感线圈的车流量信息及速度信息来控制信号配时，并且可以充分利用遍布城市的出租车和警用车辆，在它们上面安装采集设备，将这些车辆作为信息采集的工具。信息的汇总处理部分是整个诱导系统的核心技术，相当于人的“大脑”，对采集来的信息通过计算机程序筛选处理，配合综合交通信息平台、GIS电子地图、交通疏导的决策支持等综合信息处理，分析得出整个交通的动态交通流分布状况和交通管理的预警信息，最后形成一目了然的诱导信息。根据信息的来源和使用情况及对象的不同，大致可将诱导信息分为三类：通用信息，是指为避免交通事故的发生而从管理上作出的一些规定和提示信息，如道

17、路的限速信息、警示信息、气象信息等；人工诱导信息，是指通过交通管理者或交通参与者反馈的一些有关交通的信息，如交通事故、交通管制、道路施工、交通拥堵、突发事件等；自动诱导信息，是指系统根据自动探测获取的交通状况信息，按预先的算法生成的交通预警信息，如流量过载信息，车位满额信息等。诱导信息的发布信息是交通诱导中的将诱导信息传播给交通参与者的环节。其发布手段及途径呈线多元化。首先可以采用较为传统的方式，比如交警疏导、VMS信息发布、交通广播等，而随着通信技术的不断发展，目前也可采用短信平台、手机、网站等实现交通诱导信息的发布，在一些装载了车载导航终端的车辆上还可以靠此提供实时信息服务。当道路发生拥堵

18、等事件时，交通部门可各种手段发布诱导，“提前”调节交通流，还可利用流动交通巡逻车上的车载动态信息板发布信息。1.3交通诱导系统现状在国外，一些国家已经建立起了交通诱导系统。例如在美国，得克萨斯州的圣安东尼奥市是全美第九大城市，其市内高速公路路段的交通流量已经超过20万辆/日，交通事故频繁，使得该市高速公路系统的运行效率大大降低。为了解决这个问题，在得州运输厅的领导下圣安东尼奥市开发了一项强调各种运输方式和部门间协调合作、并采用新技术与新工艺的城市道路引导系统-TRANSGUID。在实施TRANSGUID之后，车辆能以更加有效的速度行驶，这也有利于改善大气环境。据统计使用该系统以后减轻了事故对交

19、通的影响，使高速公路上的拥堵减少了27%，由于燃料有效燃烧使该地区每年减少一氧化碳排放量可达到128吨，碳氢化合物13.5吨，二氧化碳17.2吨，燃油年度消耗可减少1200万升左右。不仅节省了大量的能源，还减少了环境的污染。在国内交通诱导系统的研发现状及趋势国内车辆导航系统的研究起步较晚，主要由一些科研院所、学校及少数公司进行探索性研究实验，目前还未取得实质性成果。吉林大学在交通诱导系统方面做了一些研究，尤其在交通预测、交通分配等方面开展了大量研究，取得了一些成果；北京工业大学交通研究中心在车辆定位、临控与导航关键技术方面开展了多项研究，重点包括：城市交通网络及其拓扑关系的表达，GPSDR组合

20、定位数据融合，基于GSM进行数据通信等；四维公司、大通公司和鞍山科信、南大善邻、西安东强、上海卫导与三吉等公司通过与国外合作或引进或独立研制，做了大量的工作，取得了一定进展，但均未达到实现产业化的阶段。当前，我国的交通、通信等基础设施已有了重大改观，研究开发我国具有自主知识产权的交通诱导系统的主，客观条件已基本具备，本文正是在此背景下，对北京交通诱导系统提出了一套整体解决方案，为后期的研发奠定了坚实基础。2开发技术简介2.1架构技术2.1.1B/S架构B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式

21、统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器（Browser），如Netscape Navigator或Internet Explorer，服务器安装Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等数据库。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。1维护和升级方式简单。当前，软件系统的改进和升级越发频繁，B/S架构的产品明显体现着更为方便的特性。对一个稍微大一点单位来说，系统管理人员如果需要在几百甚至上千部电脑之间来回奔跑，效率和工作量是可想而知的，但B/S架构的软件只需要管理服务器就行了，所有

22、的客户端只是浏览器，根本不需要做任何的维护。无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行；如果是异地，只需要把服务器连接专网即可，实现远程维护、升级和共享。所以客户机越来越“瘦”，而服务器越来越“胖”是将来信息化发展的主流方向。今后，软件升级和维护会越来越容易，而使用起来会越来越简单，这对用户人力、物力、时间、费用的节省是显而易见的，惊人的。因此，维护和升级革命的方式是“瘦”客户机，“胖”服务器。2成本降低，选择更多。大家都知道windows在桌面电脑上几乎一统天下，浏览器成为了标准配置，但在服务器操作系统上windows并不是处于绝对的统

23、治地位。 当前的趋势是凡使用B/S架构的应用管理软件，只需安装在Linux服务器上即可，而且安全性高。所以服务器操作系统的选择是很多的，不管选用哪种操作系统都可以让大部分人使用windows作为桌面电脑操作系统不受影响，这就使得最流行免费的Linux操作系统快速发展起来，Linux除了操作系统是免费的以外，连数据库也是免费的，这种选择非常盛行。比如说很多人每天上“新浪”网，只要安装了浏览器就可以了，并不需要了解“新浪”的服务器用的是什么操作系统，而事实上大部分网站确实没有使用windows操作系统，但用户的电脑本身安装的大部分是windows操作系统。3应用服务器运行数据负荷较重。由于B/S架

24、构管理软件只安装在服务器端（Server）上，网络管理人员只需要管理服务器就行了，用户界面主要事务逻辑在服务器（Server）端完全通过WWW浏览器实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，所有的客户端只有浏览器，网络管理人员只需要做硬件维护。但是，应用服务器运行数据负荷较重，一旦发生服务器“崩溃”等问题，后果不堪设想。因此，许多单位都备有数据库存储服务器，以防万一。2.1.2 C/S架构C/S 结构，即大家熟知的客户机和服务器结构。它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。目前大多数应用软

25、件系统都是Client/Server形式的两层结构，由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展，Web和Client/Server 应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件；因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统，通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。这也就是目前应用系统的发展方向。1C/S结构的优点是能充分发挥客户端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。对应的优点就是客户端响应速度快。具体表现在以下两点：2应用服务器运行数据负荷较轻。最简单的C/S体系结构的数据库应用由两部分组成，即客户应用程序和数据库服务器程序。二者可分

26、别称为前台程序与后台程序。运行数据库服务器程序的机器，也称为应用服务器。一旦服务器程序被启动，就随时等待响应客户程序发来的请求；客户应用程序运行在用户自己的电脑上，对应于数据库服务器，可称为客户电脑，当需要对数据库中的数据进行任何操作时，客户程序就自动地寻找服务器程序，并向其发出请求，服务器程序根据预定的规则作出应答，送回结果，应用服务器运行数据负荷较轻。3数据的储存管理功能较为透明。在数据库应用中，数据的储存管理功能，是由服务器程序和客户应用程序分别独立进行的，并且通常把那些不同的（不管是已知还是未知的）前台应用所不能违反的规则，在服务器程序中集中实现，例如访问者的权限，编号可以重复、必须有

27、客户才能建立定单这样的规则。所有这些，对于工作在前台程序上的最终用户，是“透明”的，他们无须过问（通常也无法干涉）背后的过程，就可以完成自己的一切工作。在客户服务器架构的应用中，前台程序不是非常“瘦小”，麻烦的事情都交给了服务器和网络。在C/S体系下，数据库不能真正成为公共、专业化的仓库，它受到独立的专门管理。2.1.3 B/S与C/S联系1C/S是Client/Server的缩写。服务器通常采用高性能的PC、工作站或小型机，并采用大型数据库系统，如Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server。客户端需要安装专用的客户端软件。2B/S是Browser/Server的缩写

28、，客户机上只要安装一个浏览器（Browser），如Netscape Navigator或Internet Explorer，服务器安装Oracle、Sybase、Informix或 SQL Server等数据库。在这种结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。3系统开发中C/S结构（Client/Server）中Client（客户端）往往可以由 B/S结构（Browser/Server结构）的Browser（浏览器）及其载体承担，C/S结构的Web应用与B/S结构（Browser/S

29、erver结构）具有紧密联系。大系统和复杂系统中，C/S结构和B/S结构的嵌套也很普遍。2.1.4 B/S与C/S区别1首先必须强调的是C/S和B/S并没有本质的区别：B/S是基于特定通信协议(HTTP)的C/S架构，也就是说B/S包含在C/S中，是特殊的C/S架构。2之所以在C/S架构上提出B/S架构，是为了满足瘦客户端、一体化客户端的需要，最终目的节约客户端更新、维护等的成本，及广域资源的共享。（1）B/S属于C/S，浏览器只是特殊的客户端；（2）C/S可以使用任何通信协议，而B/S这个特殊的C/S架构规定必须实现HTTP协议；（3）浏览器是一个通用客户端，本质上开发浏览器，还是实现一个C

30、/S系统。2.2 ArcGIS绘图技术地理信息系统（GIS）是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科。它是在计算机软件和硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。简单地讲，GIS就是一个将地理信息（回答在什么地方的信息）和描述信息（回答是什么的信息）结合在一起的计算机软件。GIS通常也被认为是一种决策支持系统，它具有信息系统的一般特点。信息系统具有采集、处理、管理和分析功能的系统，它能为企业部门或组织的决策过程提供有用的信息。地理信息系统处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其

31、关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。GIS可以通过管理、分析、通信进行复杂图案识别及空间建模和空间数据挖掘。它与其他系统的差别从空间数据来看，GIS强调地理信息，来源于计算机辅助地理制图，范围领域涉及全球。在GIS中，现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部分。GIS的应用领域非常广泛，尤其是在近几十年，取得了惊人的发展。其广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施

32、管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。一个完整的地理信息系统（GIS）具有以下5个方面的功能。数据采集与编辑功能：主要包括图形数据采集与编辑以及属性数据编辑与分析等功能。数据的存储和管理功能：包括数据库定义、数据库的建立与维护、数据库操作、通信功能等。制图功能：根据GIS的数据结构及绘图仪的类型，用户可获得矢量地图或栅格地图。地理信息系统不仅可以为用户输出全要素地图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题地图，如行政区划图、土壤利用图、道路交通图、等高城图等。用户还可以通过空间分析得到一些特殊的地学分析用图，如坡度图、坡向图、剖面图等。空间查询与空间分析功能：包括拓扑空间查询、缓冲区分析、叠置分析、空间集合分析、地学分析、数字高程模型的建立、地形分析等。二次开发和编程功能：用户可以在自己的编程环境中调用GIS的命令和函数，或者GIS系统将某些功能做成专门的控件供用户开发使用。2.3编码语言2.3.1JS语言JavaScript是一种基于对象和事件驱动并具有安全性能的脚本语言，有了JavaScript，可使网页变得生动。使用它的目的是与HT