基于GIS的高速公路事故管理及分析系统开发

2012-10-14王大恒

科技传播 2012年11期

王大恒，白杨

河南中天高新智能科技开发有限责任公司，河南郑州 450000

0 引言

现今全国高速公路总里程已跃居世界第二，高速公路里程的增加有效地改善了我国公路交通结构与运输效率。同时也带来了诸如交通事故增加等负面影响,为了提高高速公路的安全性及减少事故发生的次数，有必要建立一个高速公路交通事故管理及分析系统。通过分析以往交通事故，可以定位交通事故高发路段，分析造成事故原因，为今后高速公路建设及制定相关政策提供依据。

较早的交通事故管理分析系统主要基于个人电脑，可以查询在特定的时间或特定类型的交通事故。然而，该系统的查询结果不具备空间和时间的相关性，即查询出的交通事故，很难找到在相同区域以前发生的事故，或者是在周围区域发生的交通事故。最重要的是，该系统还不支持事故空间分析功能及辅助信息的集成，故很难有效分析事故产生的原因。本文给出一种基于GIS的高速公路事故管理及分析系统的开发。该系统主要包括事故数据收集、事故地点定位、数据处理及存储、GIS平台集成及事故分析。

1 需求分析

系统最主要的目标是利用GIS技术实现对交通事故的检索及分析，实现利用图形用户接口（GUI）实现事故位置的精确定位，并利用GIS SQL查询语句实现各种查询操作。结合路况信息，周围环境、区域人口密度等一些客观条件,从而可以达到更有效、全面的分析事故原因。并且使设计系统满足系统升级方便，数据可以实时更新，应该具有很好的向下兼容能力，可以很好的利用以前的历史数据；具备空间查询能力,可以很方便查询事故发生地点,同时支持使用编号查询以往交通事故；提供特定交通事故图表，可以给出在给定区域或路段的事故分布图。

2 系统架构

图1 管理分析系统框架

整个系统按照数据存在区域，分为事故地点、警局、交管局3个部分[2-6]，事故地点主要进行的是事故数据采集。警局为整个系统的中心，可以认定事故数据的正确性，并将事故数据存于主数据库中。交管局主要通过警局获取定期汇总数据，并加以分析，分析结果可以用于指导高速公路建设、构建就近医疗场所等。

2.1 事故数据收集

对于每一起交通事故，各种相关数据作为一个记录存在于数据库中。并且每一条记录可以进一步划分为更细的数据项。并给出每一项时候需要编码，是否需要记录等。根据不同的区域，事故类型等表项可以不同。并且要求给出的事故选项尽可能可以实现编码。随着时间推移，表项可以进行添加、删除等。

2.2 事故地点定位

目前，使用GPS和GIS相结合的方式，可以实现对事故地点的精确定位[7]。通常，我们将GPS仪器固定在警车上，实时显示在GIS地图上的位置。而对于GIS，通常在移动数据终端（MDT）上运行。一旦携带有GPS和MDT的警车到达事故发生地点，GPS定位出具体位置，通过GIS可以查询相关坐标位置，例如：车道名和编号、区域名和编号、交叉口位置和周围一些典型的建筑名等。目前定位精度一般少于5m.

2.3 数据处理及存储

随着移动数据终端（MDT）的使用，实现在事故现场的电子化办公。1）通过采集数据（如驾驶员编号、车辆编号等），然后对其进行编码，实时连接到警局数据库；2）现场图片可以实时采集，然后上传到相应数据库中；3）利用移动数据终端的打印机，实时打印出关于交通事故报告，然后分发为各个不同的部门；4）最后所有采集的数据，通过无线网络传输到警局，然后进行验证数据的正确性，对其进行分类后存到主数据库中。

2.4 GIS系统平台及数据集成

在系统的开发中，GIS平台的选择开发至关重要，目前，比较常用的几个GIS平台主要有ESRI（美国环境系统研究所）的ArcGIS，MapInfo公司的MapInfo Professional，中国地质大学的MapGIS，武汉大学测绘学院的GeoStar以及ViewGIS地信之窗产品等。本文我们选择MapInfo平台。

2.4.1 地图显示操作

系统使用的MapInfo电子地图为TAB格式，GeoSet经过图层的配置和符号化渲染后，保存成GST文件，通过MapLoader的子类MapGeosetLoader加载GST文件，便可以将配置好的地图加载到MapControl窗体中，实现地图的显示。利用开发平台提供的封装好的菜单按钮，可以直接实现地图放大，缩小，前进，后退，漫游等基本的地图操作功能。

2.4.2 数据库设计

服务器数据库采用Microsoft SQL Server 2000数据库，当用户访问中心服务器数据库的时候，首先通过向服务器发出申请，通过SQL语句读取数据库中的数据，利用ADO.NET的组件DataSet生成XML文件，存放在本地磁盘中。客户端软件通过读取XML文件，取得相应的字段值，从而完成对中心服务器数据库的访问。

2.5 交通事故分析

交通事故分析及报告是该系统重要的功能。分析及报告方法主要依靠系统平台上的两个软件：GIS软件及数据库平台。系统具有很强的查询能力，并且可以进行空间、时间上的相关事故的分析。这样综合各方面的因素，分析结果更具说服力。另外，可以在该系统的基础上集成一些其他的功能，如实现图表、曲线等绘制，从而发现事故发展的趋势，各种事故所占的比例等。进而促使有关部分采取有效的措施，减少交通事故的发生，并对以后的公路建设提供有益的资料，以较小的投入建设更为安全的高速公路等。

3 系统实现

用户可以根据相应的条件查询满足条件的交通事故，如根据指定路段，可以查询到在该路段上发生的所有交通事故。或者在给出一定的时间段，查询出在给定时间段所有的交通事故。图3即为在一给定时间段上发生的交通事故，其中不同的颜色代表发生不同的次数。

4 结论

本文基于GIS平台，设计并开发了高速公路事故管理及分析系统。主要包含以下几个部分：事故地点定位、事故数据收集、数据处理及存储、GIS平台集成及事故分析五个部分。系统选用MapInfo作为GIS开发平台，数据库开发采用Microsoft SQL Server 2000数据库。区别于传统系统使用编号定位事故位置，该系统可以实现利用图形用户接口（GUI）实现事故位置的精确定位，并利用GIS SQL查询语句实现各种查询操作，并且创建表格和图显示查询结果。并且可以进行空间、时间上的相关事故的分析。使用户可以定位交通事故高发路段，分析造成事故原因，进而促使有关部分采取有效的措施，减少交通事故的发生，并对以后的公路建设提供指导等。