基于浮动大数据的城市交通管理系统

向琳

摘要：随着城市的不断发展，浮动大数据的应用越来越广泛，将大数据与现代先进的交通智能技术相结合，加强城市交通管理系统的建设，完善交通系统，呈现十分有效的结果，本文针对城市交通管理系统的网络平台和功能进行了介绍，并阐述了最短路径在平台的分析实现方法。

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.

关键词：浮动大数据；交通系统；最短路径

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

中图分类号：U491.1+22 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）36-0015-02

0 引言

随着社会经济的发展，城市的规模不断扩大，造成了出行距离的增加，居民出行对机动车的依赖程度逐渐加大。人口的聚集效应与日俱增，各类社会经济活动的频繁发生，直接的刺激了交通需求的增加，并且由于经济的发展和社会收入的不断提高，在交通结构和出行方式的选择上，发生了巨大变化，导致了城市道路的交通流量不断增加，城市拥堵状况日益严重，不仅占用了空间，也影响到了城市的投资环境和经济发展。城市巨大的交通需求与十分有限的交通供给之间出现了严重的失衡，交通方面面临十分尖锐的矛盾，严重的影响了城市的生产、生活以及经济建设的不断发展。

本文中采用的是昆明市浮动车大数据，保证了足够的样本量，并且对于GPS浮动车处理的相关基础理论进行了充分的研究，选择了地理信息系统作为了研究的载体。对GPS浮动车数据的应用以及最短路径选择进行了研究分析，对获取的浮动数据进行预处理之后，为后期城市交通管理系统的搭建建立了基础。本文在浮动车大数据的基础上，进行了最短路径的研究分析，基于Microsoft Visual Studio运用C#語言开发了昆明城市交通管理系统，为出行提供进一步的决策和参考。

1 系统介绍

1.1 系统概述

城市管理系统系统是一套以昆明市浮动车数据为基础，以昆明市实际情况出发，由此开发的系统。设计中采用面向对象的C#语言对系统的程序进行编写，数据库相关的操作需要配合SQL语言来实现。浮动车数据采用的是昆明市一整年的浮动车数据，浮动车数据序列如表1，路径模型的制作和属性表的制作，利用ArcGIS系列软件，通过建立矢量图层，绘制路径线路，由此完成路径数据的制作，制作属性表时，主要是利用ArcMap的Table表对话框。有关系统用户信息的存储、读取及管理是通过SQL Server数据库并配合了结构化的查询语言来完成的。路径的分析功能通过优化弗洛伊德算法实现，利用该算法，能够计算出从起始点到终止点的最短路线，并记录了其结点的详细信息。

1.2 系统总览

初始界面如图1所示。

本系统中的操作、运用和算法，是在不断的调试、分析、优化调整下逐渐改进到目前所呈现的状态。通过不断改进，操作页面较为简洁，运算速度较快，结果目前可以用于分析研究，为今后更加深入的研究其他因素奠定了比较好的理论和实践基础，但由于时间的限制和开发能力的局限性，目前系统的板块仍然处于逐步的调整和细化的过程中，与此同时，对于系统的更加深入的挖掘，以及优化仍存在空间，也需要更多细致的科研工作。

在操作层面上，系统运行之后，输入网址后弹出登录对话框，用户需要在指定的位置上，输入正确的用户名和密码信息，此信息经过与数据表中的用户信息对比完全无误后，才能进入到该系统。除此之外，数据表中的用户信息，也可以在系统中更改，通过利用SQL语句，可以添加新的数据信息等。登录该系统的身份验证设计，可以极大的保证数据的安全性，避免重要信息泄露的可能性。

2 系统主要功能

城市管理系统是将先进的信息技术运用于整个交通管理体系的综合运输管理系统。其初始的操作页面包括了车辆分析、点状分析、线状分析、面状分析四大块，其中包括了城区路况、拥堵路段、拥堵评价、路段速度、区域分析、路网状态、路网可靠八大板块和版本信息、运行系统等信息。通过对每一个板块进行分别细化，可以通过不同的指标来研究分析路网情况。该系统未来的的应用和实施，可以对解决城市交通拥堵、预防交通事故、解决交通环境污染起到一定的效果。

城市交通信息系统，充分利用了现代化的通讯、定位、遥感以及地理信息系统、电子地图和其它相关技术，收集相关交通信息，分析、传递、增加信息，为出行者提供实时帮助，使出行过程舒适、方便、高效。该系统可以减少交通拥挤、提高交通量、改善交通安全状况、充分利用路网资源并减少对环境的影响，从而改善地面交通运输条件。系统是基于GIS技术的路径分析系统、浮动车的数据等资料支撑，通过选择停靠点起点和终点后，系统对于路径矢量数据代表的数据结构图进行分析，由此分析出最短路径，分析模块主要运用经典的算法系列进行实现。

本系统最主要的功能，就是对路径进行分析。要根据之前的每条不同道路，不同的权值，找到指定节点之间最短的路径。实现该功能的主要原理是：根据特定具有拓扑结构的道路网络中，依据路网中节点与弧段之间的拓扑关系，按照预定的算法，选定所有路段的权值和最小的一条路径。在路径的属性记录之中，除了通常记录的长度值之外，也可以记录花费的时间、速度、道路的方向、道路的费用等。在昆明市城市交通道路的属性记录之中，记录了道路的长度、道路的方向、速度等，因此，路径的分析功能基于历史数据来实现，以下将主要的功能进行简要的说明。

在页面的菜单里，选择添加停靠点，若其中选择错误，同时具备删除功能，可以删除停靠点，在停靠点选择完毕之后，可以点击路线查询按钮，找到经过所有停靠点最短的路径，如图2。

选择停靠点之后，系统选择的路径如图3。

3 结语

城市交通管理系统在交通信息化的发展过程中，必将占有一席之地，也将在未来实现高效的交通社会中，发挥其重要作用。城市交通管理系统的应用，将在未来居民出行导航、货物运输等方面带来便利。同时，也能提高交通管理者的效率，在减少城市污染、缓解拥堵状况、降低交通量、提高社会和经济效益方面发挥巨大作用。

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