基于云平台的交通事故统计分析系统研究

彭尧

（江苏省测绘工程院，江苏 南京 210013）

随着经济的发展，中国公路建设取得显著成果。截至2019 年，中国公路总里程达484.65 万km，高速公路达14.026 万km，居世界第一。同时，中国汽车保有量逐年上升。据公安部统计，截至2021 年9 月，全国机动车保有量达3.9 亿辆，其中汽车2.97 亿辆[1]。

车辆的增多，增加了道路交通事故发生的概率。根据世界卫生组织（World Health Organization，WHO）报告数据[2]，每年有大约135 万人死于道路交通事故，平均每24 s 就有1 人在道路上失去生命；道路交通伤害是5～29 岁儿童和年轻人的主要死因，全球道路交通安全形势严峻[3-4]。交通事故已经成为人们生活中的一大安全隐患。特别是在交通设施不齐全、车辆速度普遍较快、公安警力缺乏的农村地区国省干线上，不论是交通事故发生率还是严重程度都大幅提升，这对公安系统管理道路安全提出了更高要求。

当前，江苏公安使用全省统一的警务基础信息大平台来管理所有警务。完整的警务系统功能全、适用业务范围广，但对交警的日常管理缺乏有力支撑，无法做到精细化管理。马会林等[5]在2021 年以GIS 技术为支撑，设计了基于GIS 的县级公安警务信息管理平台。胡裕军等[6-9]也先后设计了交通事故预警系统和信息系统，给出了交通事故统计、预警、管理的解决方案。这些交通事故预警和统计系统数据封闭、平台老旧、结构臃肿，难以实现“减量控大”的目标。基于上述现状，设计基于云平台的轻量化、简单易用、直面基层业务的在线交通事故统计分析系统。

1 关键技术

1.1 B/S 架构

Web 平台软件的开发一般使用B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）架构，该架构是当前网络应用开发的主要方式之一。在B/S 架构中，用户通过Web 浏览器向服务器端发送请求，服务器端处理该请求，并反馈信息发送给Web 浏览器端。该方式使用的通信协议一般为HTTP 协议，即“请求/相应”模型的超文本传输协议。B/S 架构的特点是客户端以Web 浏览器作为交互面板，表现形式更丰富，对客户端计算机算力要求低，并支持多点同时访问等。使用Tomcat 服务器作为本系统的服务器，因为它是一个轻量级且免费、开源的Web 应用服务器，适合并发访问数量不多的小型Web 应用。HTML5 是HTML 最新的修订版本，是主流的前端语言，具有更高的可用性，效率更高，同时改进了用户体验，能更好地支持移动设备和在线地图与相关业务的交互。

1.2 MVC 设计模式

MVC 是一种常用的Web 应用开发的设计模式，它分为视图（View）、控制器（Controller）和模型（Model）3 个部分，它们相对分离。模型用于实现储存数据与业务逻辑处理，属于程序的核心部分。视图属于Web 应用的页面呈现，用户可通过其进行查看的同时实现模型与视图间的交互。控制器接收用户需求，通过匹配模型与视图，实现用户的需求并管理用户与视图交互。MVC 设计模式如图1 所示。采用MVC 设计模式可以设计出清晰的逻辑结构，为系统提供规范的依据。

1.3 在线地图API

商业的在线地图有路网覆盖度广、地理要素丰富、使用度广的优点，省去了基础地理信息平台的建设过程，是轻量GIS 平台底图的良好选择。利用在线地图JavaScript API，可以构建基于空间信息的功能丰富、交互性强的在线地图应用。它还支持PC 端和移动端基于浏览器的地图应用开发，支持HTML5 特性的地图开发。本系统利用百度地图API 实现坐标转换、地理要素的个性化展示、点要素的新增等功能。

1.4 MySQL 数据库

MySQL 是一款安全、跨平台、高效的数据库系统，具有占用内存较小、开发成本相对较低、运行速度相对较快以及能够支持多种计算机编程语言的特点，且其对应的源码免费[10]。目前通常被广泛应用在Internet上的中小型网站中。本系统数据结构相对简单，对数据并发要求也不高，利用MySQL 作为本系统数据库，能在保证安全性较高的情况下，提高运行速度，降低使用成本。此外，MySQL 空间扩展不仅提供了空间数据的存储能力，而且还具备一些空间运算能力，这些功能通过MySQL 内建的几何函数实现，通过MySQL提供空间分析函数，能够对本系统简单的空间分析需求提供支撑。

1.5 云平台

云计算采用百度的云服务器BCC（Baidu Cloud Compute，百度云计算）。云服务器BCC 是处理能力可弹性伸缩的计算服务，管理方式比物理服务器更简单高效，可根据业务需要创建、释放任意多台云服务器实例，提升运维效率。快速部署应用构建稳定可靠的基础，降低网络规模计算的难度，更专注于核心业务创新。优点为：①升级灵活，随时拓展或缩减云服务器数量；②成本低，按需使用；③高可管理性，可通过客户端或VNC 远程登录BCC；④高可靠性，可几秒内将数据快速迁移恢复。

2 系统设计

2.1 数据库设计

采用概念数据模型设计来对系统业务中的对象进行抽象，使用E-R 图对交通事故统计分析系统的概念模型进行表示，如图2 所示。该系统使用到6 个对象，分别是系统身份管理（Login）、事故人员（ACPerson）、事故车辆（ACCar）、事故信息（Pta）、道路信息（Road）、路口点（Cross）。

图2 E-R 概略图

其中将道路信息（Road）、路口点（Cross）等矢量数据转化为json 数据，再导入系统数据库。这样一方面保留了数据图形信息；另一方面避免了使用ArcSDE 等专业、庞大的地理信息平台的数据引擎，降低了成本。

2.2 功能设计

系统功能围绕事故管理展开，业务流程如图3 所示，分为事故记录、事故统计、事故预警3 个业务。功能上可以分为地图管理、事故管理、统计管理、预警管理、隐患管理等模块。

图3 业务流转图

2.2.1 事故记录

事故记录流程是事故信息输入的窗口。通过系统，用户可以标记位置创建事故点，并填写事故详细信息。系统内置的道路信息已经按照路段和路口进行预处理，并标记了唯一ID。事故点创建时，系统通过缓冲区分析的方式选取点位附近的路段或路口信息并枚举到表单中供用户根据实际情况选择。为了方便管理，部分字段如案件编号、事故时间、所在行政区划信息等，可以通过生成随机码、系统自动生成、空间查询等方式获取并存入数据库。系统通过图形查属性的方式，实现对已有事故信息的修改和删除。事故表单的交互页面如图4 所示。

图4 事故页面

2.2.2 事故统计

事故统计是对已有事故信息的查询和显示过程。系统将用户设置的查询条件发送到后台，后台解析查询条件，并根据条件查询系统数据库，反馈查询结果，并通过json 数据传值到前端，以表格或定位点形式显示。用户交互方式分2 种：一种是属性条件查询，如图5 所示，用户通过对条件进行设置，如车辆类型、认定程序、时间段等，查询符合条件的已有事故信息；另一种是通过空间位置查询，如通过路段、行政村范围等特定的空间范围查询事故信息，以表格或定位点形式显示，大致实现过程如图6 所示。

图5 查询统计功能

图6 事故统计过程

2.2.3 事故预警

事故预警是本系统的核心功能。系统基于地理位置，记录事故点的基本信息，包括发生时间、车辆类型、人员信息等，也绑定了道路特征，包括道路的上行、下行、十字路口、丁字路口等特征。与统计功能不同的是，事故预警功能的对象是道路特征段、时间段、行政村区域等信息。通过大量事故点历史信息的采集，结合发生的路段、时段、严重程度或事故频次等信息，按需自定义给出特定时间段道路各段的排名情况，对高发路段和时段进行预警，也可形成事故多发路段分级渲染图，如图7 所示，用以辅助更好地管理和调配警力，并开展日常安全宣传，实现“一路口一档案，一路段一档案”。在精细化管理的背景下，系统也可以实现以行政村为单位的事故统计分析。

图7 事故路段分级渲染图

3 系统应用

该系统经过设计、编码、部署，并在江苏省南通市某交警中队上线试运行6 个月，记录辖区内交通事故300 多起。实现了交通事故基于位置记录、查询、修改，也实现了交通事故基于位置、时间段、人员特征、事故类型的个性化统计，还能根据交通事故的频率和程度，实现路段分级的渲染，取得了良好的效果。

4 结束语

针对当前中小城市交通事故管理中存在的困难，准确分析农村地区交通干线交通事故管理的需求，将轻量化、精细化、简单易用作为系统设计目标，通过构建基于在线地图展示的云平台交通事故统计分析系统，实现交通事故的记录、统计、分析预警，帮助工作人员更好地掌握辖区内交通事故的时间分布、空间分布以及事故黑点，辅助更加科学、高效地调配警力，优化道路附属设施建设，推动道路安全智能化管理。