基于GIS的城市综合交通信息管理技术研究
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摘要
基于GIS的城市综合交通信息管理技术研究正越来越受到社会的广泛关注,相关信息系统的设计和开发也已展开,已经到了从整体上对其作进一步研究和集成的优化阶段,这就需要深入进行城市综合交通信息管理技术的研究,进行系统平台的设计、建设,将现有分散、独立运行的数据和系统进行整合、接入与集成,开发研制基于平台、分层次、分等级、统一的综合交通信息管理系统。城市综合交通信息管理系统的技术研究是一个十分复杂的系统工程,论文进行了比较细致地研究,主要内容和创新点如下:
1、分析了当前城市综合交通信息管理技术研究的背景和现状,剖析了综合交通信息管理系统的概念,明确给出了综合交通信息管理系统和平台的定义。分析了当前城市综合交通信息管理技术研究存在的主要问题,明确了论文的研究内容和基本思路。
2、分析了城市综合交通信息数据的需求,阐述了系统研制的主要原则,创新地提出了集约化发展城市综合交通信息管理系统的思想和方法。设计了系统的分级体系结构、功能结构和层次结构,设计了系统的网络结构,阐述了平台的软件系统和硬件系统的组成,进行了系统的接口设计和数据库设计。
3、重点对城市公交信息管理系统及其关键技术进行了分析研究。研究分析了公交换乘模型、线网优化模型和最短路径模型的算法与实现。论文创新地提出了两种公交换乘模型:基于搜索的公交换乘模型、基于有向图和拓扑关系的公交换乘模型。提出了基于成本的城市公交线网优化的算法,并在城市公交信息管理系统中实现。
4、提出了越江交通诱导模型,将多维研究技术相组合,分析随时间、空间和事件变化而发生的交通流变化规律,推导出越江交通诱导模型的基本算法。创新地提出了城市地面道路实时交通状态的“三态判别”算法。设计了越江交通信息采集传输子系统、数据分析处理子系统、信息发布子系统和安全维护管理子系统。
5、对基于GPS的公交监控调度管理的需求进行了分析,设计了基于GPS技术的公交监控调度管理系统体系结构、网络框架、逻辑结构和数据库。首次提出“统一网关”的概念,政府和企业统一通过该网关与车载智能系统进行通信联络,实时进行监控调度管理,建立和完善了“统一网关”模型,设计了“统一网关”通信协议。设计实现了公交车辆到站时间预测模型。设计了政府监控管理系统、企业调度管理系统和公众信息服务支持系统。
Currently, more and more attention has been paid to the research on the GIS-based technologies for integrated urban traffic information management (IUTIM). Information systems related to such research have started to be designed and developed. It is now in the phase of optimization with further and comprehensive research and integration of the existing systems, which requires in-depth technical research of IUTIM, designing and building system platforms, integrating and uplinking the separate, independently running data and systems, and developing platform-based, hierarchical, layered and unified systems for integrated traffic information management (ITIM). Technical research of the IUTIM systems is a systematic project of great complexities. This dissertation attempts to carry out a scrupulous study, with its main contents and innovations as follows:
1. This thesis analyzes the background and status quo of the current research on IUTIM, dissects the concept of ITIM system, and explicitly defines ITEM system and its platform. It also elucidates on the research contents and basic ideas of this dissertation by pointing out the main problems in the current technical research of IUTIM.
2. The dissertation analyzes the demands of the data of integrated urban traffic information. It discusses the main principles in system development and puts forward the innovative ideas and methods of developing IUTIM systems in an integrated fashion.It designs the layered architecture, functional and hierarchical structures. It designs the network structure of the system, discusses the makeup and functions of the computer software and hardware systems for the platforms, and designs the interfaces and databases for the system.
3. The focus is on the analysis and research of the transit information management (TIM) system and its key technologies. It analyzes the algorithms and realization of transit transfer model (TTM), transit network optimization model (TNOM), and the shortest path model (SPM). In the research of TTM, the dissertation innovatively puts forward two new models: the search-based TTM and the TTM based on directed graph and topological relations. In the research of TNOM, it puts forward an algorithm using the cost model. This model is realized in the TIM system.
4. The dissertation discusses the cross river traffic guidance (CRTG) model. Grouping together the multi-dimensional research techniques, it analyzes the fluctuation regularity of the traffic flow as a result of the changes of time, space, and event, and thus infers the basic algorithm of the CRTG model. It innovatively puts forward the algorithm of "three-state judgment" for the realtime status of the urban surface transportation. It then designs the subsystems of information collection and transmission, data analysis and handling, information dissemination and safety maintenance and management for the cross river transportation.
5. This dissertation analyzes the demands for the GPS-based transit monitoring and dispatching management system (TMDMS), designs its system structure, network framework, logic structure and database. It puts forward, for the first time, the concept of "unified gateway". Hence, government departments and businesses are able to learn about realtime operation of vehicles and impose realtime monitoring and dispatching management. This dissertation founds and develops the model of unified gateway complete with a communication protocol. It designs ways to translate the model into real practice. The government's regulatory and administrative system, the monitoring and management system of businesses and the public information service supporting system are also drafted.
1、分析了当前城市综合交通信息管理技术研究的背景和现状,剖析了综合交通信息管理系统的概念,明确给出了综合交通信息管理系统和平台的定义。分析了当前城市综合交通信息管理技术研究存在的主要问题,明确了论文的研究内容和基本思路。
2、分析了城市综合交通信息数据的需求,阐述了系统研制的主要原则,创新地提出了集约化发展城市综合交通信息管理系统的思想和方法。设计了系统的分级体系结构、功能结构和层次结构,设计了系统的网络结构,阐述了平台的软件系统和硬件系统的组成,进行了系统的接口设计和数据库设计。
3、重点对城市公交信息管理系统及其关键技术进行了分析研究。研究分析了公交换乘模型、线网优化模型和最短路径模型的算法与实现。论文创新地提出了两种公交换乘模型:基于搜索的公交换乘模型、基于有向图和拓扑关系的公交换乘模型。提出了基于成本的城市公交线网优化的算法,并在城市公交信息管理系统中实现。
4、提出了越江交通诱导模型,将多维研究技术相组合,分析随时间、空间和事件变化而发生的交通流变化规律,推导出越江交通诱导模型的基本算法。创新地提出了城市地面道路实时交通状态的“三态判别”算法。设计了越江交通信息采集传输子系统、数据分析处理子系统、信息发布子系统和安全维护管理子系统。
5、对基于GPS的公交监控调度管理的需求进行了分析,设计了基于GPS技术的公交监控调度管理系统体系结构、网络框架、逻辑结构和数据库。首次提出“统一网关”的概念,政府和企业统一通过该网关与车载智能系统进行通信联络,实时进行监控调度管理,建立和完善了“统一网关”模型,设计了“统一网关”通信协议。设计实现了公交车辆到站时间预测模型。设计了政府监控管理系统、企业调度管理系统和公众信息服务支持系统。
Currently, more and more attention has been paid to the research on the GIS-based technologies for integrated urban traffic information management (IUTIM). Information systems related to such research have started to be designed and developed. It is now in the phase of optimization with further and comprehensive research and integration of the existing systems, which requires in-depth technical research of IUTIM, designing and building system platforms, integrating and uplinking the separate, independently running data and systems, and developing platform-based, hierarchical, layered and unified systems for integrated traffic information management (ITIM). Technical research of the IUTIM systems is a systematic project of great complexities. This dissertation attempts to carry out a scrupulous study, with its main contents and innovations as follows:
1. This thesis analyzes the background and status quo of the current research on IUTIM, dissects the concept of ITIM system, and explicitly defines ITEM system and its platform. It also elucidates on the research contents and basic ideas of this dissertation by pointing out the main problems in the current technical research of IUTIM.
2. The dissertation analyzes the demands of the data of integrated urban traffic information. It discusses the main principles in system development and puts forward the innovative ideas and methods of developing IUTIM systems in an integrated fashion.It designs the layered architecture, functional and hierarchical structures. It designs the network structure of the system, discusses the makeup and functions of the computer software and hardware systems for the platforms, and designs the interfaces and databases for the system.
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4. The dissertation discusses the cross river traffic guidance (CRTG) model. Grouping together the multi-dimensional research techniques, it analyzes the fluctuation regularity of the traffic flow as a result of the changes of time, space, and event, and thus infers the basic algorithm of the CRTG model. It innovatively puts forward the algorithm of "three-state judgment" for the realtime status of the urban surface transportation. It then designs the subsystems of information collection and transmission, data analysis and handling, information dissemination and safety maintenance and management for the cross river transportation.
5. This dissertation analyzes the demands for the GPS-based transit monitoring and dispatching management system (TMDMS), designs its system structure, network framework, logic structure and database. It puts forward, for the first time, the concept of "unified gateway". Hence, government departments and businesses are able to learn about realtime operation of vehicles and impose realtime monitoring and dispatching management. This dissertation founds and develops the model of unified gateway complete with a communication protocol. It designs ways to translate the model into real practice. The government's regulatory and administrative system, the monitoring and management system of businesses and the public information service supporting system are also drafted.
引文
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