基于移动计算的实时路况信息采集系统设计与实现*

曹永军 陶瑞岩 钟震宇 黄翔

1 概述

智能交通系统（Intelligent Transport System，ITS）作为解决城市交通问题的“法宝”已成为社会的共识。近年来，随着政府在ITS领域的支持和建设力度不断加大，交通数据企业在交通信息获取方面的研发力度也不断推陈出新。交通事件信息作为智能交通系统重要的元素，在动态交通信息发布中是不可缺少的一部分，它为公众提供实时、详细的交通信息，因此交通事件信息的处理也是当前智能交通系统的重要构成之一。

移动计算是近几年发展起来的技术，它使计算机或其他信息设备在未能与固定的物理连接设备相连的情况下，将有用、准确、及时的信息与中央信息系统相互作用，分担其计算压力，使信息能够提供给任何时间、任何地点需要它的任何用户。移动计算技术在GIS (Geographic Information System)中的应用即为移动GIS，它使得GIS信息以数字地图格式显示在功能强大的移动计算机中，并被带到户外，为户外环境下工作的地理信息访问者提供了条件[1]。

目前人工事件数据采集主要通过信息员实地采集获得，存在的主要问题有：复杂立交桥采用文字方式描述困难，数据采集效率不高；如电话、短信方式上报路况，数据整理成本高，效率不高；目前采用B/S的录入系统，录入流程以人工录入服务器为主，数据录入处理效率不高。

为此，本文的目的是设计开发高效、直观的基于移动计算技术的实时路况数据采集专用软件系统，并在PDA上进行部署应用，以提高人工事件数据录入效率。

2 系统设计

2.1 总体结构

该系统总的目标是设计开发一套基于移动计算技术的人工路况采集软件系统，并部署到PDA上应用。设计原则是系统智能、便携[2]。设计策略考虑了扩展性和复用性，目前软件实现的仅仅是上行数据的发送，即路况数据由终端发送到服务器，在设计上预留了相应接口，以备后期实现接收由服务器发送的下行路况数据，及其在本地进行显示更新的扩展[3]。同时软件的GPS接收与解析模块可作为一个独立的功能模块加以复用。软件系统结构图如图1所示。

图1 软件系统结构图

2.2 系统功能与数据流分析

2.2.1 系统功能

该系统和软件的功能要求为界面朴实、操作简便、流程科学、部署简易、安全可靠、方便扩展。系统需要实现的功能大体上可以分为本地操作的实现和后台服务的请求响应两部分[4]，主要包括用户登录、地图操作、GPS定位、天气与采集方式设置、路况采编、车辆状态发送、日志保存以及系统配置等。具体分配主要包含：

① 用户登录模块：设置用户登录对话框，接收用户数据输入；初始数据处理，读取系统配置信息，初始化相关系统对象等；

② GPS接收模块：完成数据接收，读取 GPS串口，接收GPS信息等；

③ 坐标加密与数据发送模块：负责发送数据到加密服务程序，以及接收加密后的坐标信息等；

④ 地图操作与路况采编模块：设计地图操作相关控件，负责图层创建，路链选择与定位点显示等；进行软件主界面对话框，负责程序框架消息的传递与处理；

⑤ 系统配置模块：设置系统配置对话框，提供用户输入界面，保存配置信息；

⑥ 日志保存模块：进行数据处理，提供写日志文件等功能。

2.2.2 系统输入、输出数据分析

软件输入数据包括用户登录信息、地图数据、停车数据以及GPS位置信息等。软件输入数据如表1所示。

表1 软件输入数据

软件输出数据包括路况信息，GPS位置信息以及停车数据等。软件输出数据如表2所示。

表2 软件输出数据

2.3 处理流程

系统的工作流程分以下几个步骤，如图2所示。用户登录后进行设置，然后进行路况采编与车辆状态发送等操作，系统完成数据组织与处理后进行发送，同时完成数据保存。

图2 系统处理流程图

3 系统开发与应用

本软件系统采用Visual Studio 2005集成开发工具，使用C++语言，在Windows Mobile 5.0 SDK +MapX Mobile 5.05 SDK平台上进行二次开发[5]。网络通信配置支持GSM、GPRS或EDGE。应用以上的设计原则和框架，经过反复的调试，在现有的GPRS网络的基础上完成了基于PDA的广东省交通路况信息采集平台，系统可以实现地图的各项基本操作，即地图的显示、移动、放大、缩小等基本浏览功能；实现良好的人机交互界面，简约、美观、高效，合理利用PDA的显示区域，且操作简单方便,实现了与后台服务层的连接以及服务请求的响应。

单条或批量路链路况采编如图3、图4所示，车辆状态信息发送如图5、图6所示。

图3 批量选择路链

图4 选择路况

图5 天气采集设置

图6 路况信息上报

4 结束语

本文分析了传统交通路况人工数据采集方式的局限性，设计开发基于移动计算技术的实时路况信息采集系统，并分析系统的结构与功能，介绍系统软件的运行流程与应用情况。目前，该系统作为2009年粤港关键领域重点突破项目“广东省主干高速公路及穗、深城市多源交通信息服务平台”的配套子系统，已在广州、深圳城市及京珠高速公路等路段进行应用。实际应用表明，该系统具有易用、直观、准确、高效、便携等特点，大大节省了人员工作的时间；数据的输入、输出方式既保障了数据的可靠性，也减少了物品的携带量，进而降低了工作强度，简化了记录方式。人性化界面使得操作方便易用，提高了人工数据录入效率和数据采集的效率。

[1] 何启海,方钰.基于 PDA 的上海市交通信息网格发布平台[J].计算机工程,2006,32(1):242-244.

[2] 陈城,杜豫川,孙立军.基于PDA 的便携式交通量数据采集系统研究[J].交通与计算机,2006(04):127-129.

[3] 罗学强,何斌.基于 Web 的远程数据采集监控系统的应用[J].自动化与信息工程,2006(04):21-23.

[4] 邹国平,黄铮,郝国昌.基于PDA的高速公路养护数据采集系统设计与实现[J].交通标准化,2007(09):97-100.

[5] 王国英,陈长,崔鹏等.PDA 在城市交通基础设施数据采集中的应用研究[J].交通与计算机,2006,24(5):51-53.