引言
当今信息领域的快速发展逐渐推动了互联网与移动互联网两个信息产业的快速发展,使得所有的行业都快速向这两个支柱信息产业逐渐靠拢,最终 “互联网+ ”时代逐步诞生。互联网信息逐渐成为各种行业快速发展的引擎。目前,我国也逐渐推出了“互联网+ ”相关的战略定位规划[1]。在信息技术快速发展与互联网需求的引导下,GIS服务随之出现了多次互联网化的变革,这也证明了GIS服务与互联网的结合将是“互联网+ ”时代的发展必然,也将进一步促使GIS服务的快速发展[2]。移动互联网技术的快速发展将为“互联网+ ” 的地理信息服务提供一个良好的发展环境,同时在互联网时代数字信息、网络信息逐步快速发展的今天,移动地理信息的服务将有助于在地理位置信息与无缝集成方面起到更加重要的作用[3]。
空间地理信息系统是智能交通系统建设的基础服务,是支撑上层应用的基础技术手段。智能交通框架下的绝大多数业务应用系统都是构建在可视化的空间地理信息服务上的。因此,空间地理信息服务平台的先进性直接影响了智能交通系统的建设进程[4]。传统的空间地理信息服务模式是利用商用GIS开发工具(如ArcGIS)自制交警专网的GIS服务平台。这种传统模式存在如下几点问题:1、地图的更新速度和路网的覆盖率无法满足交警路网管理的需求;2、地图上加载各种应用需专业的GIS技术人员,后期运维较为复杂。
近年,无锡市交警创新工作思路,积极探索“互联网+”在公安交警部门中的应用模式,对接互联网地图公司,充分利用互联网信息更新快,维护成本低、数据来源丰富的特点,依托由互联网地图服务搭建无锡市交警支队空间地理信息系统,同时,交警支队也将掌握的全市范围内交通事件信息、交通管制信息、交通事故信息等权威交通数据推送给互联网地图公司,不断提升无锡市交通管理的智能化和精细化水平,实现交通路况的实时监测和精确治堵。
系统架构
一站式地图服务平台除了实现基础的地图可视化外,还实现POI检索、路网检索、坐标转换、逆地理编码、空间几何计算、离线地图规划、行政区划中心点定位、等时到达圈等检索功能。通过反向代理模块访问检索集群,将检索集群加载到缓存模块内。同时地图可视化模块通过分布式接口调用离线的瓦片地图数据,进行封装,加载到缓存模块内。具体的平台软件架构如下图所示:
图1 地图服务平台架构
系统功能
根据互联网地图的服务特性,结合交警支队的上层应用需求,搭建无锡交警支队的智能交通总体架构。该架构以互联网地图服务为支撑,以交通指挥应用系统为基础,实现交通分析、态势预测、事件预警、综合计算的上层应用,同时完成对社会公众的信息发布及服务。
图2 无锡交警支队的智能交通总体架构
为了支撑无锡交警交通分析、态势预测、事件预警、综合计算、信息发布的的应用需求,一站式地图服务平台应具备以下功能:
1)地图展示功能
图3 地图展示功能
地图的展示功能:交警的各类数据的展示是基于地图做空间展示的,因此需要互联网地图产商提供丰富的离线地图数据,可以展现全部道路等级(如县道、村道等),地图字体大小可以进行修改以满足实际显示分辨率需要。
人口热力的展示功能:提供实时的人口热力图服务
坐标转换服务功能:为了能够将警情、事件、设备标注到地图上,需要将标准的84经纬度信息转换成百度坐标信息,从而实现警情、事件、设备在地图上的定位及展示。同时,为了信息支持与公安其他部门之间地理信息的交互需求,需要把互联网地图上的地理坐标信息转变成标准84坐标,从何实现与外部信息系统之间地图空间信息的交互。
2)数据应用功能
基于路况的分析应用功能:传统的实时路况依托外场固定检测器采集到的交通信息,因此路段路况实时计算的覆盖率不够高。互联网地图利用公众数据,能够获取全市大部分路段的实时路况信息,填补了无锡市实时路况发布的空白。为了下一步将互联网路况数据和交警内部固定采集设备的数据做进一步的融合,提高路况发布的准确性,需要获取互联网地图服务公司的分路段的实时路况数据,实时性与互联网上路况的实时性保持一致。最终利用融合后的路况数据,进行路况空间、时间的多维统计分析。
基于车速的分析研判功能:与路况数据的情况一致,利用互联网地图公司的公众数据,能够计算出全市大部分路段的平均车速。为了将互联网数据和交警内部固定采集设备的数据做进一步的融合,为下一步计算交通指数、行程事件预测提供数据支撑,需要互联网地图服务公司能够提供分路段的实时车速数据,实时性与互联网上路况的实时性保持一致。最总利用融合后的路段车速数据,进行车速、行程时间、交通指数的时间、空间多维统计分析。
3)各类检索计算功能
图4 地图检索功能
兴趣点的快速检索及展示功能:为了提高警情定位,突发事件快速定位的效率,需要快速检索到无锡市各类POI点,需要互联网地图服务商提供POI点的模糊搜索功能。
交通路网的快速检索及展示功能:交警的重点管理对象是道路。因此路网图层是交警关注的核心。为了实现将来的路况融合计算、行程时间计算、实时路况发布等实际应用需求,需要获取分方向的路段(link)、路段顶点(node)的离线路网数据。同时为了支持警情和设备的快速定位,需要能够实现照路段和路口的快速定位检索。
基本标注检索功能:为了满足地图基本操作的需求,互联网地图服务公司应能够提供逆/地址解析;标注;信息窗;图层叠加;鼠标绘制;划区搜索;地图缩放等基本的地图操作功能。
等时到达圈计算:为了提高指挥调度的效率,快速查询到事件点周边可用的警力和设备资源,需要利用到互联网公司提供的等时到达圈功能。该功能基于某个坐标点,结合实时路况信息,画出某时长内可以到达的圈子,并可以基于该圈进行数据搜索。
点聚合:为了在电子地图上实现基于警情、警力、事故开展各类热力展示,需要互联网地图能够提供基于交警各类数据的点聚合服务。
路线规划:提供基于实时路况的两点之间的最短路径计算功能。
警车导航:为了保证警车在事件或突发情况下能够快速到达指定地点,地图服务公司需提供基于实时路况的警车导航服务。考虑到警用摩托车在紧急情况下能够逆向行驶的特需需求,互联网地图服务公司需要提供针对警员摩托的特定的导航服务。
系统部署
互联网地图服务的信息数据源主要部署在外网,而无锡交警支队的业务系统部署在公安网,针对公安网开发应用需求,在保证信息交换的安全性、实时性的前提条件下,将互联网地图基础数据(包括实时路况数据、离线地图包数)迁移至交管专用地图服务平台,从而深度赋能公安网交通管理业务应用开发。互联网地图服务公司在公安网上部署一套离线地图前置机,这套离线地图通过安全接入平台与互联网上的地图实现数据交换。专网上的地图服务通过公安网与专网间的安全平台实现数据交互。具体部署模式如下图:
图5系统部署图
系统成效及展望
依托互联网成熟的地图服务产品,结合无锡交警支队实际的业务应用的需求,形成融合了互联网地理信息(路网地理信息、社会POI点地理信息、实时路况数据等)和交警内部地理信息(勤务岗点地理信息、警情事件地理信息等)的综合空间地理信息平台,有效填补了无锡实时路况发布的空白,提高了路网信息的更新效率,节约了人工维护的成本,有效提示了提升无锡市交通管理的智能化和精细化水平。今后,将加强在空间数据挖掘、空间数据研判分析方面的研究与应用。
参考文献
[1]杨生田,陈生莲. 面向“互联网+”的地理信息服务[J].测绘通报, 2015(12).
[2]曹林春.异构普适环境的信息推荐[D].上海:上海交通大学,2009.
[3]马玉宝,李旸,丁仁源.空间数据挖掘中的空间数据结构的研究[J].安徽农业科学.2010 (21).
[4]宋伟颖.地理信息系统在智能交通系统中的应用[J].城市建设理论研究 , 2013 (13).
注:本文刊载于 智慧交通杂志7-8月合刊
作者简介
杨浩:无锡市公安局交通警察支队交通交通指挥中心
陈敏:上海电科智能系统股份有限公司
刘通:无锡市公安局交通警察支队交通交通指挥中心
谢寒冰:上海电科智能系统股份有限公司
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