组件式GIS在高速公路监控软件设计中的应用

段 拙

辽宁艾特斯智能交通技术有限公司 辽宁沈阳 110000

高速公路的建设情况可以反映一个国家和地区的交通发达程度乃至经济发展的整体水平，车速、交通量、通行能力是高速公路设计的基本依据，三者之间又是互为因果，我国高速公路建设在起步阶段时其交通流量一般远未达到设计容量，同时对高速公路的监控也存在明显的不足。然而随着我国经济社会的快速发展，我国许多高速公路已经开始出现拥挤现象，与此同时随着通车里程的不断增加，高速公路发生灾害的风险也随之加大，表明对高速公路进行实时监控的研究和应用有着重要的现实意义。

1 高速公路综合监控系统功能模块设计

1.1 高速公路综合监控开发方式

将GIS系统应用于交通监控系统中符合综合自动化发展趋势，GIS与监控系统一体化的根本目的是实现二者的优势互补，而实现GIS与监控系统集成一体化的方法主要有：①在监控系统中集成GIS的功能，但开发功能有限，且与信息管理系统的衔接很不方便；②在GIS中集成监控系统的功能；③通过数据库实现关联集成；④组件化方式；采用组件化模式，较好的实现监控系统和GIS系统图形、数据显示的一体化问题，可以方便地嵌入到通用的开发环境和很好地满足要求实现的功能，本文所探讨的高速公路监控系统就是基于组件式设计模式进行开发[1]。

1.2 高速公路管理与信息化系统模式

高速公路监控系统由地面数据采集控制服务，通信接口装置，区域管理监控站点，路用机电控制设备及高速公路综合监控软件组成，高速公路监控系统是一个地理范围分布很广的系统，从监控中心的硬件设备到高速公路沿线布设的一系列外场设备，都必须进行统一协调的管理。文中探讨的高速公路监控系统是基于C/S架构的分布式网络监控系统，由区域总中心和路段分中心的多级分层的分布式构架。相应地，其软件也包括总中心和分中心两类监控系统。基于统一管理、降低成本、提高效率的要求，一般高速公路监控管理系统由：区域监控管理中心、区域监控管理分中心的模式构建，区域中心为监控调度总中心，其权限在于可以监控整个区域内的设备和对分中心进行管理，监控系统分中心负责所辖路段的日常交通管理，实施道路设备的监视与控制职能，另外还需要向上一级区域监控中心上传监控数据，为区域管理决策提供信息和数据。并与相关路段、隧道监控系统交换信息，对实时信息进行有效的发布，高速公路区域分中心是交通信息化建设的基础站。

1.3 监控系统软件功能设计

基于SuperMapObjects组件式的可视化监控平台进行系统的开发，组件式GIS是由一系列可拆分、可协作、可裁减的GIS组件构成的具有高度伸缩性的GIS软件平台[2]。对于同一规范的各种组件可以实现其无缝集成，可以使用数据采集与监视控制系统组件与GIS组件协同实现监控应用系统的功能从而形成紧凑的、一体化的可执行程序。系统在管理分中心的应用软件主要由数据采集与通信、电子地图检测、数据分析、设备用户管理、数据库服务五个部分组成，数据采集与通信实时采集监控计算机系统收集的外场设备状态，电子地图检测汇集交通数据、紧急工作状态和监控设备的工作状态以及交通流量将其存入服务器数据库；数据分析根据采集的相关控制数据，进行交通监控和统计、视频图像查询工作，以及向可变情报板发布信息与控制命令。设备与用户管理的主要功能是对用户进行统一管理、系统维护信息和系统日志显示等。GIS系统与监控系统相互联系，两个系统有数据交互，数据通过公用数据库完成交互和共享，后台数据库与其共用，实现了GIS系统独立开发而又与监控系统交互的目标．

2 关键技术

传统GIS系统是以显示实时性不强的静态地图信息为主，因此普通视频监控难以实现与地理位置结合的整体联动显示。基于GIS的视频监控能够做到将地理信息与视频监控相结合，其主要应用为：①在GIS地图上可以显示所有的视频监控点的空间位置信息；②通过选择相应的摄像机（CAM）对象可以快速地切换到目标所在区域，同时在地图上高亮显示监控点；③地理信息与监控视频以可视化的方式结合，既能展现监控摄像机空间地理信息，还能动态地显示区域内的实时画面；④能够给出监控点的摄像机属性信息，包括：名称、编号、位置、设备桩号、所属区县等。视频信息部分作为一个控件嵌入到系统中，应用程序调用其外部接口将视频图像集成到系统界面之中，与视频监控管理平台协作进行，动态调用视频监控管理平台的视频数据，可以提供对现场直观的视频监视。GIS对象与监控摄像机通过对应的ID号实现关联，使得监控点的静态信息显示可以通过读取G IS数据库相应的属性数据即可完成[3]。

3 结语

将GIS系统与高速公路监控系统进行整合是高速公路自动化发展趋势。高速公路的信息化，主要是针对诸如电力设备、通信线路、火灾险情、实时视频等各种设备状态的数字化，实现统一调度、管理和控制，随着高速公路的建设公里数增加，信息点增多，若有机地结合的地理信息系统（GIS），借助于GIS灵活、方便、强大的功能，最大程度上的避免信息点过多造成的误读、误判和误操作，会使集中管理更加方便、合理、快捷，也会使得高速公路的集中管理带上一个新的高度，这是高速公路管理领域的必然趋势，结果表明：实现了设备实时数据及其状态的监视，完成GIS地理环境的图形管理与分析，为用户提供了直观、友好、功能完善的可视化操作界面。