高速公路网信息集成发布系统设计

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  摘要:高速公路网信息集成发布系统是一个基于分布式数据库应用系统,面向用户的网络存储管理,通过有效地组织各个公路段上监测系统发来的数据信息进行分析,提供给使用者和它的一系列子系统,为用户的出行体统便利,也为各个管理部门提供实时有效的数据分析,提高运营和社会经济效益,为社会公众提供更优质的服务。
  关键词:信息集成发布;运营效益
  中图法分类号:TP391 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)33-1286-03
  
  Highway Network Information Integration System Design Published
  SUN Wei, LUO Pei, GENG Guang-hong
  (The third hospital of shandongliaocheng, Liaocheng 252000,China)
  Abstract: release system of information integration for express waynetwork is an applying system based on distributed database, oriented users web storage management, effectively organizing and analyzing the data information delivered by monitoring systems of every expressway sections to provide users with its series of subsystems in order to facilitate users’ travel, as well as to supply everymanagement sections with real time and effective data analysis for improving their operation and social economy efficiency and providing high quality service for the public.
  Key words: Published information integration;Operating efficiency
  
  1 概述
  我国于“九五”开始的扩大内需,在加大包括交通等基础设施建设的政策下,高速公路建设台阶式飞速发展,通信、信息网络、因特网、多谋体等技术日新月异,高新技术也逐渐应用到高速公路的机电项目上,随着近年高速公路局域网络的投入运营,高速公路管理部门都在思索,路段管理如何向路网管理的过渡,先进的管理思想和旧有的手段,如何利用第三代高速公路的信息网络技术平台用于管理的决策及提升日常工作效率,所以一种构建于高速公路系统、通信平台和信息网络平台之上综合网络信息系统,在1-2个五年计划期间将得到快速发展,目的是最大限度的提升与发挥目前高速公路建设管理系统和高速公路运营业务管理系统中,已应用建设项目管理信网和机电工程大量信息的巨大沉淀的潜力,以及高速公路收费拆分系统减少人力物力,提高运营和社会经济效益,能为社会公众提供更优质的服务。
  
  2 需求分析
  随着社会经济的发展,高速公路项目建设速度加快,IT业/信息技术飞跃发展,由于高速公路在快速发展时期,其建设资金来源渠道各异,使得建成后的高速公路运营管理模式各不相同。不少高速公路硬件项目由于资金及规模而采取分段建设,高速公路的效益未能充分发挥,但随着各省小区域高速公路路网的形成,如何利用现代化的管理手段和技术最大限度发挥出高速公路的运营效益,是我们认真对待的项目。虽然多数高速公路已安装了通信、监控和收费系统,但基本上处于独立运作的管理模式,作为省高速公路管理部门未有信息网络的平台,而各路段由硬件系统采集的各类收费和监控的数据及信息仍留在各路段内的监控中心,不能上传至总公司,有待将其数据信息与上层信息网络有机联系并充分利用与共享。所以一种基于原来公路系统的高速公路信息集成发布系统势在必行。
  在高速公路网内,交通调度工作需要及时了解、收集和处理公路网运行信息,掌握路网运行动态,及时发现和正确处置影响路网正常运行的各种重大事件,最大限度地维护路网的畅通运行。另外,由于各种原因导致路网交通流分布不均,部分路段过分拥挤、车速缓慢甚至发生拥堵,而部分路段则比较空闲,影响路网整体功能的发挥,因此,在日常管理中需要对路网运行状态进行分析,给予评价,并根据具体情况采取交通诱导等方式予以影响、调整。在路网发生特情时(比如路网在各种恶劣天气条件下或发生重、特大交通事故等各类突发性事件),各级管理人员将针对具体情况,根据“现场处置,统一协调,分级负责,快速高效”的工作原则,会同有关部门共同采取相应措施。另一方面,维护路网的正常运行还需要车辆驾乘人员提供有关信息,让他们了解路网的有关动态,取得他们的理解、支持和配合。
  
  3 系统构架设计
  高速公路网信息发布系统就是运用数据库、通信、信息、控制、计算机网络等多种高新技术为高速公路使用者提供道路信息、客货车等公交信息和其它与其相关的信息系统,以帮助用户正确地选择出行方式、出行路线,及时地安排和调整出行计划或工作计划。其主要是通过高速公路监测系统车辆检测器、摄像机、气象检测设备采集交通、气象等动态信息,经信控中心计算分析处理后传送给用户,同时向用户提供地理数据、紧急服务信息、驾驶员服务信息、旅游景点资料、客运及物流运输企业信息等多种静态信息。使用者可在家中、办公室、旅行车、公交车等各种场所利用个人通信工具完成信息的咨询、接收和交换。其结构框架如图1。
  3.1 高速公路信息发布网络体系组成
  1) 数据采集系统;
  2) 分布式数据库平台;
  3) 信息发布系统;
  4) 子系统及使用者。
  3.2 系统实现功能
  3.2.1 集成功能
  高速公路各自系统可能来自不同的厂家、不同的产品,分别实现相应的子系统功能。系统集成之后,将在指挥中心建成一个把各子系统功能集成为高层应用的操控平台,由高层的操控平台针对同一交通事件进行处理时,指挥员可以协调联动各个不同的子系统。
  
  图2
  
  3.2.2 信息采集功能
  高速公路已建成的业务子系统如收费管理、紧急救援系统、办公自动化、交通事件检测等子系统,在日常办公过程中不断产生大量的业务数据,这些数据分别存储在不同的业务系统中,只能为其他业务系统提供有限的信息查询服务。系统集成之后,将由操控平台对这些信息进行统一的收集、处理、对外发布等。
  3.2.3 监视功能
  监视整个高速公路范围内的交通态势。指挥中心将实时监视整个高速公路路网内各种机电设备的工作状态、各服务器及其上运行服务的工作状态、整个路网的道路服务水平、紧急事件的发生及处理情况、道路施工情况以及天气状况、交通管制等实时信息。
  3.2.4 指挥调度功能
  当发生交通事件时,例如交通事故、设备故障、道路维护、突发事件等,高速公路管理者可在指挥中心利用系统集成后的操控平台对相关部门如警方、医护、消防等进行调度,并可对整个调度过程进行记录,方便事后由专家进行评估并完善预案处理。
  3.2.5 预案及辅助决策功能
  在指挥调度功能中已经提及,系统集成后操控平台可建立预案系统,当类似交通事件再次发生时,管理者可参照预案进行指挥调度。集成后中央数据库将存储大量的共享交通信息,利用数据仓库及数据挖掘的原理对这些信息进行处理,可为交通管理提供辅助决策的功能。
  3.2.6 服务功能
  系统集成的最终目的是提供服务功能。高速公路系统集成的服务功能包括两方面的内容:一是对用户主体提供信息服务,其次是对其他应用系统提供服务。对用户主体提供的服务主要是面向社会的服务以及面向高速公路运营管理人员的服务,可提供主图道路是否拥挤、路面视频图像、地图显示等功能。对其他应用系统提供的服务主要是利用用户登录、权限管理、日志管理、字典管理等应用模块,以WebService 的形式提供服务接口。另外,还可以为整个交通共用平台提供信息输入输出接口。
  
  4 信息交换和共享模式
  在整个公路系统中,各段公路通常采用不同的技术和体系结构来构建自身的信息系统,使得跨平台数据共享与访问成为困难。而管理部门大都是相互独立的应用系统,这就给我们做这个系统造成了数据交换上的麻烦,为了改变以上情况,我们采用异构数据库系统完成数据交换部分的问题。
  4.1 异构数据库系统的异构性主要体现
  4.1.1 计算机体系结构的异构
  各个参与数据库系统的可以分别运行在大型机、小型机、工作站、PC或嵌入式系统中。比如子系统就可以是大型机,而使用者就一般采用的是pc机。
  4.1.2 基础操作系统的异构
  各个数据库系统的基础操作系统可以是UNIX、WindowsNT、Linux等。
  4.1.3 DBMS本本身的异构
  可以是同为关系型数据库系统的Oracle、SQL Server等,也可以是不同数据类型的数据库,如关系、模式、层次、网络、面向对象、函数型数据库共同组成一个异构数据库系统。这个有各个公路段的本身建立时的系统决定。
  异构数据交换与共享系统就是要实现路况信息的高度共享。而如果没有共享,管理者无法监测到路况的信息就无法做出适当的决定,使用者更是无法有效的使用公路。因此,在分布式的数据服务器上,在数据安全的基础上,从整体上进行管理。提供用户一个简单的应用截面和强大的管理系统。(如图2)
  4.2 系统使用模式
  1) 在一个服务器数据中心设置数据服务器,在N个加盟的分数据中心设置数据服务器,各数据服务器向元数据服务器登录。由系统管理员在元数据服务器上定义和建立一个或多个元数据库。用户安装客户端,向主数据中心申请帐号和授权。
  2) 各分数据中心用户将数据上载于各自的数据服务器上,而将元数据登录到主数据中心的元数据服务器上,系统自动建立连接,进行一体化管理。
  3) 各地用户远程连接元数据服务器,检索浏览元数据、远程下载所需数据。异构数据交换与共享系统是基于元数据和分布式数据管理技术的共享管理系统。它通过元数据和网络系统管理分布于不同地点的、各种不同类型、任何格式的数据,包括办公文档、电子报表、数字照片、多媒体文件、GIS数值地图、遥感影像、设计图纸和数据库等,使各种不同格式的数据可以在不同部门和业务系统之间进行流通、交换和共享利用。
  异构数据交换与共享系统可以将任意格式的数据存放在任意多个分布式数据服务器上,而将包含数据搜索和描述信息的元数据登录到元数据服务器上。服务器之间通过局域网或国际互联网连接,可以随数据量增大、新数据源加入和共享用户树的增加而随时扩展。用户可以通过客户端系统(C/S方式)或网页浏览器(B/S方式)两种方式提交数据、登录元数据、或查询元数据及下载所需数据。在异构数据交换与共享系统支持下,不同部门或不同业务的数据可以由各自的专用服务器存储管理,通过公共的元数据服务器查询使用,完美地实现数据交换和信息共享。多个元数据服务器可以通过该系统数据交换服务器代理,实现一点查询。
  异构数据交换与共享系统支持各种操作系统(MS-Windows、UNIX、Linux等),支持以C/S和B/S两种方式使用,并提供应用开发接口(API),通过各种常用编程语言(VC 、VB、Java、HTML、Java Script、ASP、JSP、OCX、Java Applets等)进行二次开发、系统集成和扩展。
  
  5 信息存储
  5.1 网络存储的要求
  在这种分布式信息发布系统中,我们可以应用网络提供给我们的功能来进行信息存储,使用者和子系统的大量信息都需要通过网络进行存储和转移。
  1) 使用者在不同的地点,例如办公室、家、甚至出差到外地等。虽然笔记本电脑的出现部分地解决了在不同地点完成同一工作的问题,但是其价格相对较高、携带不便,仍然不能很好地满足用户的需求。因此,用户向网络提出了保存工作过程中文件、个人信息等需求。
  2) 子系统在各自的服务器上有存储空间,但是,由于这种存储模式受限于服务协议和各个服务器自身的管理方式,而他们都需要去总的服务器上面交换数据。
  5.2 实现功能
  针对上述存储服务中的要求,我们提出了一套有效地解决高速公路数据存储问题的方案,为用户提供了可扩展的、完整的、透明的存储空间和可靠的存储服务并实现以下功能。
  1) 所有使用者通过单一登录就可以访问到一片完整的、可靠的存储空间。系统本身为用户提供一片固定大小的存储空间,同时,用户还可以将自己在其他服务器上的存储空间添加到虚拟存储空间中,由系统完成对这些异构的存储空间的统一管理。用户可以通过访问本系统提供的统一接口,同时访问到属于自己的多块存储空间。
  2) 用户操作简单。用户可以通过专业软件访问虚拟存储空间。这种访问操作与用户访问本地硬盘上文件的操作一样简单、方便。
  
  图3
  3) 在文件存储方面,系统提供了更灵活和可靠的服务高速公路分布式系统中的存储系统是基于Client/Server结构的,图3描述了系统的整体模型。从图3可以看出,系统的存储管理服务器作为系统的Server端,主要负责组织和管理本地存储设备和网络上的存储服务器,其主要功能是:
  ①管理分布的、异构的存储服务器,使其在功能上成为一片完整的、可靠的、大容量的虚拟存储空间。
  ②为用户存取数据提供统一的接口。
  在这个系统中,存储管理服务器就是我们的数据库服务器,各个存储服务器就是每个DB,而客户计算机就是我们的使用者了,它可以对使用者存储在虚拟存储空间上的数据实行检错、纠错和加密等处理,维数据的完整性和保密性。客户(Client)端的用户也就是使用者通过访问存储管理服务器完成对虚拟存储空间的访问。
  
  6 结束语
  高速公路网信息集成发布系统是一个基于分布式数据库应用系统,网络应用,以及网络存储管理等多方面的一个系统,是面向用户的网络存储管理,也是一个大型的信息集成系统,它通过有效地组织各个公路段上监测系统发来的数据信息进行分析,提供给使用者和它的一些列子系统,为用户的出行体统便利,也为各个管理部门提供实时有效的数据分析,有效地克服了原有的各个路段独立运行的不便利条件,为未来的高速公路建设提供了良好的思路。
  
  参考文献:
  [1] 陈洪俊.分布式数据库在高速公路信息网中应用[M].北京:电子工业出版社,2003.
  [2] 刘春凤.信息集成发布系统[M].北京:机械工业出版社,2005.
  [3] 李群策.高速公路相关辅助设施建设[M].上海:同济大学出版社,1999.
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