基于GIS的交通战备决策支持系统设计与实现

刘英敏 肖潇

摘要 交通战备是国防动员工作的重要组成部分，在各种应急保障行动中起着至关重要的作用。本文从研制目标、系统架构、软件体系、数据库设计和系统实现等多角度，详细介绍了基于GIS的交通战备决策支持系统的设计与实现。该系统的研发对于进一步推进交通战备保障模式转型，有效提升交通运输应急保障能力，具有重要的现实意义。

【关键词】GIS 交通战备 决策支持

1 引言

交通战备是国防动员工作的重要组成部分，主要负责应急和战时组织协同有关部门动员交通运力、储备物资及交通专业保障队伍，为抢险救灾和部队作战提供交通运输方面的应急支援保障。随着数字技术、地理空间信息技术的不断发展，GIS技术得到了广泛应用。构建基于GIS的交通战备决策支持系统，已成为加快推进交通战备保障模式转型，提升机动输送和支援保障能力的重要途径和必然选择。

2 系統设计

2.1 系统设计目标

遵循国家交通行业信息系统建设相关标准和规范，以GIS平台为支撑，以交通运输综合信息数据库为核心，整合地方铁、公、水、空交通运输部门信息资源，构建横向联通地方交通战备各职能部门，末端延伸至交通专业保障队伍等保障单元的交通战备决策支持系统。实现交通战备保障资源全面掌握、保障能力快速可知、保障态势动态可视和保障行动实时可控，为遂行各种应急行动提供高效、智能的交通战备信息保障和辅助决策支持。

2.2 系统功能设计

系统主要包括以下功能：运输态势综合显控、运力信息查询统计、专业保障队伍查询、物资器材仓库查询、交通基础设施查询、标准交通标号标绘、数据产品生成与分发，以及常规的GIS空间分析等功能。

2.3 系统架构设计

交通战备决策支持系统涉及大量数据的处理、交互，同时要求有快速的态势显控和查询分析能力，所以本系统采用C/S体系架构。

数据库存储于后台服务器，态势显控和各种查询、分析、运算主要由客户端完成。采用这种方式，既可减轻服务器端压力，满足多用户并发访问需求;又可充分发挥各客户端的快速处理能力，满足系统安全性、稳定性需求。

2.4 系统体系结构

系统体系结构由网络支撑层、软件平台层、基础服务层、共性支撑层和功能应用层共5个层面构成，自下而上构成相互支撑的层次结构，如图1所示。

2.4.1 网络支撑层

依托政府专网和铁、公、水、空交通行业专网，构建纵向贯通省、市（州）、县三级、横向连接各交通行业职能部门的系统网络支撑层。

2.4.2 软件平台层

构建在硬件设施之上的平台软件，包括操作系统、数据库系统和商用软件等系统运行支撑环境。

2.4.3 基础服务层

主要包括交通运输综合信息数据库，基于数据库访问引擎、公共信息交换服务和信息传输服务的服务集成框架，以及专用的数据订阅分发服务。

2.4.4 共性支撑层

为规范不同功能单元的接口和信息交换约定，建立的松耦合的、统一的、通用的支撑层。由服务集成框架、客户集成框架和数据集成框架三部分组成。

2.4.5 功能应用层

主要由交通基础设施查询、运输态势综合显控、运力信息查询统计、专业保障队伍查询、物资器材仓库查询、数据产品生成与分发等共21个功能组件构成。

2.5 数据库设计

交通运输综合信息数据库由地理空间信息数据库、交通战备信息数据库、态势和运力信息数据库三部分组成，

2.5.1 地理空间信息数据库

存储二维和三维电子地图数据。二维电子地图是指国标或其它常用格式（如Mapinfo的mif/mid格式、Arclnfo的EOO格式等）的地理信息文件;三维电子地图指数字高程模型（DEM）和高清遥感影像数据。

2.5.2 交通战备信息数据库

存储铁路的路网、各分局、各车站的编组及对开能力，公路的路网、道路基本情况、通行能力及运力情况，铁路、公路的桥梁、隧道情况，机场、港口、电信、重点目标的分布、地理位置及运载能力等情况，物资器材仓库和专业保障队伍的分布、保障能力等信息。

2.5.3 态势和运力信息数据库

存储从铁路部门的调度指挥管理系统、铁路运输管理系统，公路管理部门的公路货运管理系统，海事部门的船舶交通管理系统，民航部门的航班运营管理系统、空管雷达监控系统等定时筛选采集到的运输态势和静态、动态运力信息。

3 系统实现

3.1 系统技术实现

系统采用软件工程、组件技术和数据库技术进行集成开发，具体技术路线如图2所示。

3.1.1 采用软件工程思想管理

根据系统设计需求，应用可视化建模工具Rational Rose建立用例、类、序列、活动、部署等整个系统完备的可视化模型，并生成c++代码框架;应用Data Modeler工具进行数据库建模，实现对象模型到数据模型转换;应用Microsoft Visual SourceSafe进行系统文档规范化统一管理。

3.1.2 基于组件对象模型（COM）标准开发

系统所有功能组件以交通专用地理信息系统（ TGIS）二次开发平台为基础，遵循COM技术标准进行开发，封装完成后的各个功能组件可按业务需求，分类集成、分层集成，满足不同用户需求。

3.1.3 应用Microsoft Visual CH 2010开发环境进行系统集成

因为c++可以和TGIS提供的SDK很好结合，并具有使用灵活、执行效率高等特点，所以系统中所有组件均应用C++开发，同时为了保持程序设计环境的统一，系统整体界面也用C++编写。

3.1.4 应用Oracle进行数据库管理

由于涉及到海量数据存储、长事务处理、多用户并发访问等问题，所以在数据库管理系统上选择Oracle;数据库访问引擎基于ADO封装完成，实现对空间、非空间数据的高效存取。

3.2 系统功能实现

3.2.1 交通基础设施显控与查询

能够实现专业保障队伍、物资器材仓库和铁、公、水、空各种交通基础设施在电子地图上的分类、分级可控叠加显示;能够为用户提供“以图查库”和“以库查图”等多种方式的目标快速定位、属性信息实时查询;并能提供地图的常规操作和目标编辑等功能。

3.2.2 交通运输态势综合显控

依托态势和运力信息数据库，可在电子地图上实时或近实时地显示铁、公、水、空综合运输态势;也可根据用户需求，实现铁、公、水、空运输态势的分类、分级可控显示;并预留GPS和北斗接口，满足应急状态用户扩充需要。

3.2.3 交通运力查询统计分析

依托态势和运力信息数据库，能够以范围选取或图形选取方式，查询统计某区域内铁、公、水、空不同输送方式的静态、动态运力情况，并可以图、文、报表的方式打印输出。

3.2.4 专业保障队伍和物资器材仓库查询

能够以范围选取或图形选取方式，查询某区域内铁、公、水、空所有专业保障队伍和物资器材仓库信息，并按距离选取中心点远近自动进行排序，查询结果可以图、文、报表的方式打印输出。

3.2.5 地理空间分析

能够结合道路通行状况、主要经由点、规避点等信息，进行运输最优路径分析;能够实现通视、距离、面积、坡度、叠置、缓冲区等空间分析功能，并以形象、直观、立体的显示方式进行表现。

3.2.6 标准交通标号标绘

能够应用国标交通标号，在电子地图上实现各种交通计划预案或实施方案的图形化标绘;并支持以图层方式的定制导出或直接打印输出;交通标号库预留接口，可扩充新交通标号导入，保障未来应用需要。

3.2.7 数据产品生成与分发

能够根据具体任务或用户特定需求，从交通运输综合信息数据库中提出相关信息，并以Word文档或电子表格形式定制生成交通保障信息表、运力保障分布态势图和铁、公、水、空运输态势图等数据产品，并以定向推送的方式进行传输与分发。

4 应用实例

以专业保障队伍及物资器材仓库查询为例。比如：辅阳大桥被洪水冲毁，我们应用“交通基础设施查询”功能可快速定位到辅阳大桥所在位置;以辅阳大桥为圆心，应用“专业保障队伍查询”功能，可快速搜索出距辅阳大桥周围五十公里范围内的所有交通保障队伍，并按距离远近自动进行排序;点击距离辅阳大桥最近的（32公里）“白山市公路运输保障大队”，可快速查询保障大队联系电话、人员情况、装备情况等;如果桥梁维修需要物资器材保障，可以应用“物资器材仓库查询”功能，输入搜索范围和物资名称，比如“321钢桥”，可以快速查询出庆丰岭仓库有321钢桥，以及钢桥的跨径、数量、质量状况等信息。

5 结束语

以信息平臺建设为牵引，按照“军地一体、平战结合，需求牵引、融合发展”的思路，我们构建了集数据整合、辅助分析、态势感知、产品分发等功能于一体的交通战备决策支持系统。该系统的研发对于促进军地交通运输部门深层次、全方位融合发展，进一步推进交通战备保障模式转型，有效提升了交通运输应急保障能力，具有重要的现实意义。

参考文献

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[2]汪海平，金亮，方思源.努力加强交通战备信息化建设[J]，国防，2015 （05）： 63- 65.

[3]朱志宏，王井盛，军地一体化装备维修保障模式研究[J]，科技应用，2017 （03）：18.