基于浮動大數(shù)據(jù)的城市交通管理系統(tǒng)

向琳

摘要：隨著城市的不斷發(fā)展，浮動大數(shù)據(jù)的應用越來越廣泛，將大數(shù)據(jù)與現(xiàn)代先進的交通智能技術相結合，加強城市交通管理系統(tǒng)的建設，完善交通系統(tǒng)，呈現(xiàn)十分有效的結果，本文針對城市交通管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡平臺和功能進行了介紹，并闡述了最短路徑在平臺的分析實現(xiàn)方法。

Abstract： With the continuous development of the city， the application of floating big data is becoming more widespread. It shows very effective results to combine big data with modern advanced intelligent transportation technology， strengthen the construction of city traffic management system， and improve the transportation system. This paper introduces the city traffic management system network platform and functions and elaborates the method to achieve the shortest path on the platform.

關鍵詞：浮動大數(shù)據(jù)；交通系統(tǒng)；最短路徑

Key words： floating big data；traffic system；shortest path

中圖分類號：U491.1+22 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）36-0015-02

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市的規(guī)模不斷擴大，造成了出行距離的增加，居民出行對機動車的依賴程度逐漸加大。人口的聚集效應與日俱增，各類社會經(jīng)濟活動的頻繁發(fā)生，直接的刺激了交通需求的增加，并且由于經(jīng)濟的發(fā)展和社會收入的不斷提高，在交通結構和出行方式的選擇上，發(fā)生了巨大變化，導致了城市道路的交通流量不斷增加，城市擁堵狀況日益嚴重，不僅占用了空間，也影響到了城市的投資環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展。城市巨大的交通需求與十分有限的交通供給之間出現(xiàn)了嚴重的失衡，交通方面面臨十分尖銳的矛盾，嚴重的影響了城市的生產(chǎn)、生活以及經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展。

本文中采用的是昆明市浮動車大數(shù)據(jù)，保證了足夠的樣本量，并且對于GPS浮動車處理的相關基礎理論進行了充分的研究，選擇了地理信息系統(tǒng)作為了研究的載體。對GPS浮動車數(shù)據(jù)的應用以及最短路徑選擇進行了研究分析，對獲取的浮動數(shù)據(jù)進行預處理之后，為后期城市交通管理系統(tǒng)的搭建建立了基礎。本文在浮動車大數(shù)據(jù)的基礎上，進行了最短路徑的研究分析，基于Microsoft Visual Studio運用C#語言開發(fā)了昆明城市交通管理系統(tǒng)，為出行提供進一步的決策和參考。

1 系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)概述

城市管理系統(tǒng)系統(tǒng)是一套以昆明市浮動車數(shù)據(jù)為基礎，以昆明市實際情況出發(fā)，由此開發(fā)的系統(tǒng)。設計中采用面向?qū)ο蟮腃#語言對系統(tǒng)的程序進行編寫，數(shù)據(jù)庫相關的操作需要配合SQL語言來實現(xiàn)。浮動車數(shù)據(jù)采用的是昆明市一整年的浮動車數(shù)據(jù)，浮動車數(shù)據(jù)序列如表1，路徑模型的制作和屬性表的制作，利用ArcGIS系列軟件，通過建立矢量圖層，繪制路徑線路，由此完成路徑數(shù)據(jù)的制作，制作屬性表時，主要是利用ArcMap的Table表對話框。有關系統(tǒng)用戶信息的存儲、讀取及管理是通過SQL Server數(shù)據(jù)庫并配合了結構化的查詢語言來完成的。路徑的分析功能通過優(yōu)化弗洛伊德算法實現(xiàn)，利用該算法，能夠計算出從起始點到終止點的最短路線，并記錄了其結點的詳細信息。

1.2 系統(tǒng)總覽

初始界面如圖1所示。

本系統(tǒng)中的操作、運用和算法，是在不斷的調(diào)試、分析、優(yōu)化調(diào)整下逐漸改進到目前所呈現(xiàn)的狀態(tài)。通過不斷改進，操作頁面較為簡潔，運算速度較快，結果目前可以用于分析研究，為今后更加深入的研究其他因素奠定了比較好的理論和實踐基礎，但由于時間的限制和開發(fā)能力的局限性，目前系統(tǒng)的板塊仍然處于逐步的調(diào)整和細化的過程中，與此同時，對于系統(tǒng)的更加深入的挖掘，以及優(yōu)化仍存在空間，也需要更多細致的科研工作。

在操作層面上，系統(tǒng)運行之后，輸入網(wǎng)址后彈出登錄對話框，用戶需要在指定的位置上，輸入正確的用戶名和密碼信息，此信息經(jīng)過與數(shù)據(jù)表中的用戶信息對比完全無誤后，才能進入到該系統(tǒng)。除此之外，數(shù)據(jù)表中的用戶信息，也可以在系統(tǒng)中更改，通過利用SQL語句，可以添加新的數(shù)據(jù)信息等。登錄該系統(tǒng)的身份驗證設計，可以極大的保證數(shù)據(jù)的安全性，避免重要信息泄露的可能性。

2 系統(tǒng)主要功能

城市管理系統(tǒng)是將先進的信息技術運用于整個交通管理體系的綜合運輸管理系統(tǒng)。其初始的操作頁面包括了車輛分析、點狀分析、線狀分析、面狀分析四大塊，其中包括了城區(qū)路況、擁堵路段、擁堵評價、路段速度、區(qū)域分析、路網(wǎng)狀態(tài)、路網(wǎng)可靠八大板塊和版本信息、運行系統(tǒng)等信息。通過對每一個板塊進行分別細化，可以通過不同的指標來研究分析路網(wǎng)情況。該系統(tǒng)未來的的應用和實施，可以對解決城市交通擁堵、預防交通事故、解決交通環(huán)境污染起到一定的效果。

城市交通信息系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代化的通訊、定位、遙感以及地理信息系統(tǒng)、電子地圖和其它相關技術，收集相關交通信息，分析、傳遞、增加信息，為出行者提供實時幫助，使出行過程舒適、方便、高效。該系統(tǒng)可以減少交通擁擠、提高交通量、改善交通安全狀況、充分利用路網(wǎng)資源并減少對環(huán)境的影響，從而改善地面交通運輸條件。系統(tǒng)是基于GIS技術的路徑分析系統(tǒng)、浮動車的數(shù)據(jù)等資料支撐，通過選擇停靠點起點和終點后，系統(tǒng)對于路徑矢量數(shù)據(jù)代表的數(shù)據(jù)結構圖進行分析，由此分析出最短路徑，分析模塊主要運用經(jīng)典的算法系列進行實現(xiàn)。

本系統(tǒng)最主要的功能，就是對路徑進行分析。要根據(jù)之前的每條不同道路，不同的權值，找到指定節(jié)點之間最短的路徑。實現(xiàn)該功能的主要原理是：根據(jù)特定具有拓撲結構的道路網(wǎng)絡中，依據(jù)路網(wǎng)中節(jié)點與弧段之間的拓撲關系，按照預定的算法，選定所有路段的權值和最小的一條路徑。在路徑的屬性記錄之中，除了通常記錄的長度值之外，也可以記錄花費的時間、速度、道路的方向、道路的費用等。在昆明市城市交通道路的屬性記錄之中，記錄了道路的長度、道路的方向、速度等，因此，路徑的分析功能基于歷史數(shù)據(jù)來實現(xiàn)，以下將主要的功能進行簡要的說明。

在頁面的菜單里，選擇添加停靠點，若其中選擇錯誤，同時具備刪除功能，可以刪除?？奎c，在?？奎c選擇完畢之后，可以點擊路線查詢按鈕，找到經(jīng)過所有停靠點最短的路徑，如圖2。

選擇停靠點之后，系統(tǒng)選擇的路徑如圖3。

3 結語

城市交通管理系統(tǒng)在交通信息化的發(fā)展過程中，必將占有一席之地，也將在未來實現(xiàn)高效的交通社會中，發(fā)揮其重要作用。城市交通管理系統(tǒng)的應用，將在未來居民出行導航、貨物運輸?shù)确矫鎺肀憷?。同時，也能提高交通管理者的效率，在減少城市污染、緩解擁堵狀況、降低交通量、提高社會和經(jīng)濟效益方面發(fā)揮巨大作用。

參考文獻：

[1]郭繼孚，溫慧敏，陳鋒.浮動車系統(tǒng)功能分析與應用設計研究[J].交通運輸系統(tǒng)工程與信息，2007，7（3）：39-44.

[2]司功閃.地理信息系統(tǒng)中路徑分析系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].國防科學技術大學，2003.

[3]賈獻博.基于GPS浮動車技術的大規(guī)模全覆蓋城市道路交通狀態(tài)獲取方法研究[D].北京交通大學，2010.

[4]汪庭舉，鄒杰.廣東省浮動車交通信息系統(tǒng)方案設計[J].中國交通信息產(chǎn)業(yè)，2010（6）：112-115

[5]張祖林，尤建新.昆明市智能交通信息系統(tǒng)框架研究[J].云南社會科學，2009（3）：5-10.endprint