文/樊江

交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施是交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐，其效能是反映其在交通運(yùn)輸中體現(xiàn)出的實(shí)際保障能力，是重要的影響因素。構(gòu)建交通基礎(chǔ)設(shè)施效能評(píng)估GIS系統(tǒng)，能夠?qū)煌ɑA(chǔ)設(shè)施效能評(píng)估提供可視化、定量化的支持和分析手段。

1 系統(tǒng)指導(dǎo)思想及總體架構(gòu)

交通基礎(chǔ)設(shè)施效能評(píng)估GIS系統(tǒng)，總體框架從橫向看，分為數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)審驗(yàn)子系統(tǒng)、評(píng)估分析子系統(tǒng)三大子系統(tǒng)。在縱向上，采用縱向分層的思想進(jìn)行細(xì)化分解：

（1）“細(xì)分”的思維。交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施效能評(píng)估系統(tǒng)的橫向分層是概括的、籠統(tǒng)的，采用細(xì)分的思維，將相關(guān)需求進(jìn)行縱向拆分。

（2）“服務(wù)”的思維。利用服務(wù)細(xì)分系統(tǒng)邏輯，系統(tǒng)下層相對(duì)上層稱為功能層，具體實(shí)現(xiàn)某種計(jì)算或展現(xiàn)服務(wù)；上層相對(duì)下層稱為業(yè)務(wù)層，通過(guò)聚合服務(wù)實(shí)現(xiàn)自身邏輯，形成服務(wù)棧的模型。

（3）“自私服務(wù)”的思維。層與層之間通過(guò)應(yīng)用接口進(jìn)行溝通，高內(nèi)聚、低耦合，最終達(dá)到系統(tǒng)高效、快速實(shí)現(xiàn)的目的。

（4）“數(shù)據(jù)過(guò)濾”的思維。單個(gè)層遵循“寬進(jìn)嚴(yán)出”，實(shí)現(xiàn)過(guò)濾的效果，即本層不對(duì)上層提出要求。內(nèi)部對(duì)于本層處理的數(shù)據(jù)做嚴(yán)格的校驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題數(shù)據(jù)，則丟棄之，以保證本層處理邏輯的正確，避免問(wèn)題數(shù)據(jù)被逐次放大。

（5）“等級(jí)”的思維。層間通信時(shí)，上層可以調(diào)用下層功能，而下層不能調(diào)用上層功能，下層只能通過(guò)“回調(diào)”或“事件通知”和上層通信，避免層間依賴關(guān)系混亂。

（6）“小內(nèi)核，大外延，工程庫(kù)”的思維。在縱向分層的實(shí)施過(guò)程中，保持高度的抽象，遵循一個(gè)邏輯只寫一次的理念，將成熟的代碼模塊做成工程程序庫(kù)，以應(yīng)用程序接口和上層業(yè)務(wù)層交互，以實(shí)現(xiàn)較高的重用率。

基于上述的系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，將交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施效能評(píng)估系統(tǒng)縱向分為五層：數(shù)據(jù)模型層、通用服務(wù)層、集成環(huán)境層、應(yīng)用模型層和系統(tǒng)總控層。

2 系統(tǒng)功能模塊

圍繞“摸清底數(shù)”、“評(píng)出效能”、“研提對(duì)策”，建立“以評(píng)牽建”的管理建設(shè)模式，經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)業(yè)務(wù)部門的需求調(diào)研，梳理得到交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施效能評(píng)估GIS系統(tǒng)功能模塊共分為綜合視圖體系模塊、地圖操作模塊、查詢分析模塊、單項(xiàng)設(shè)施效能評(píng)估模塊、設(shè)施體系效能評(píng)估模塊、評(píng)估管理模塊6個(gè)部分。

綜合視圖體系模塊用于實(shí)現(xiàn)國(guó)家、區(qū)域、行政區(qū)劃等不同空間尺度下交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的綜合性可視化展現(xiàn)，包括單個(gè)設(shè)施展現(xiàn)、單一類型設(shè)施展現(xiàn)、設(shè)施體系展現(xiàn)。

地圖操作模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖及三維場(chǎng)景保存、放大、縮小、漫游、全圖顯示、圖形繪制及屬性設(shè)置、設(shè)施編輯等，屬于基礎(chǔ)性的通用地理信息系統(tǒng)功能。

查詢分析模塊用于在不同區(qū)域不同設(shè)施按照不同方式進(jìn)行檢索查詢，并將查詢結(jié)果顯示便于瀏覽查看，分為區(qū)域查詢、設(shè)施查詢、空間聯(lián)合查詢功能。

單項(xiàng)設(shè)施效能評(píng)估模塊是對(duì)設(shè)施進(jìn)行逐個(gè)逐項(xiàng)評(píng)估，查找該設(shè)施所存在問(wèn)題，提供效能評(píng)估數(shù)據(jù)展示和指數(shù)評(píng)估模型功能。效能評(píng)估數(shù)據(jù)展示采用兩種方式：一是對(duì)該設(shè)施效能數(shù)據(jù)進(jìn)行文本可視化展示；二是對(duì)某一類設(shè)施效能評(píng)估存在問(wèn)題，從問(wèn)題類型、存在問(wèn)題設(shè)施數(shù)量以及對(duì)應(yīng)的設(shè)施以報(bào)表形式整理匯總。效能指數(shù)評(píng)估模型實(shí)現(xiàn)設(shè)施類型選取、模型數(shù)據(jù)初始化、評(píng)估結(jié)論圖表、評(píng)估報(bào)告導(dǎo)出功能。

設(shè)施體系效能評(píng)估模塊針對(duì)于區(qū)域內(nèi)交通基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成的統(tǒng)一整體進(jìn)行效能評(píng)估，為設(shè)施體系空間分布規(guī)律、容量規(guī)模統(tǒng)計(jì)、服務(wù)區(qū)范圍可視化提供定量化的評(píng)估分析手段。設(shè)施體系效能評(píng)估模塊分為空間分布分析、設(shè)施統(tǒng)計(jì)、服務(wù)區(qū)地理模型三部分?？臻g分布分析集成鄰近點(diǎn)指數(shù)、地理集中指數(shù)、空間基尼系數(shù)、不平衡指數(shù)、密度分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施體系的空間分布格局規(guī)律定量化分析；設(shè)施統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)不同設(shè)施類型數(shù)量、區(qū)域統(tǒng)計(jì)，為體系評(píng)估提供統(tǒng)計(jì)圖、統(tǒng)計(jì)報(bào)表和統(tǒng)計(jì)報(bào)告；服務(wù)區(qū)地理模型提供設(shè)施體系服務(wù)區(qū)范圍地理可視化分析工具。

評(píng)估管理模塊提供權(quán)限管理、成果管理兩大功能，權(quán)限管理用于實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶權(quán)限設(shè)置；成果管理實(shí)現(xiàn)成果儲(chǔ)存、成果查詢、成果匯總、成果導(dǎo)出功能。

3 關(guān)鍵支撐技術(shù)

在交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施效能評(píng)估GIS系統(tǒng)研發(fā)中，涉及到的主要關(guān)鍵支撐技術(shù)有數(shù)字地圖數(shù)據(jù)組織技術(shù)、四級(jí)空間索引技術(shù)、虛擬仿真場(chǎng)景實(shí)時(shí)目標(biāo)視點(diǎn)控制技術(shù)、流程化處理引擎技術(shù)、插件式開發(fā)應(yīng)用技術(shù)。

數(shù)字地圖數(shù)據(jù)組織技術(shù)，采用分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)，按照分層分塊組織和管理模型，基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理和文件管理相結(jié)合的辦法，對(duì)獲取的影像成果數(shù)據(jù)、矢量地圖數(shù)據(jù)、原始柵格地圖數(shù)據(jù)等集成，并在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上來(lái)方便地管理、分發(fā)和使用這些數(shù)據(jù)，使之更好的服務(wù)于評(píng)估業(yè)務(wù)。

四級(jí)空間索引技術(shù)，采用四叉樹索引、R 樹索引、圖幅索引和動(dòng)態(tài)索引機(jī)制，提供數(shù)據(jù)的訪問(wèn)路徑或指針，通過(guò)篩選作用，排除大量與特定空間操作無(wú)關(guān)的空間對(duì)象，便于空間目標(biāo)的查詢以及提高各種空間數(shù)據(jù)操作的速度和效率。

虛擬仿真場(chǎng)景實(shí)時(shí)目標(biāo)視點(diǎn)控制技術(shù)，采用SGAPI平臺(tái)，結(jié)合視點(diǎn)控制理論與方法，按照單目標(biāo)局部視圖、單目標(biāo)實(shí)時(shí)跟隨和多目標(biāo)全局視圖，通過(guò)不同的開關(guān)量控制三種視點(diǎn)方式的切換，達(dá)到快速、方便的操控視點(diǎn)變換和對(duì)空間情況的把握。

流程化處理引擎技術(shù)，用于數(shù)據(jù)處理、加工和系統(tǒng)應(yīng)用。流程化處理引擎由原子處理活動(dòng)（GeoProcess Action）、過(guò)程處理數(shù)據(jù)（Proce-dure Data）、關(guān)系流（Relation Flow）、數(shù)據(jù)庫(kù)引擎（SDE）4種要素組成。

插件式開發(fā)應(yīng)用技術(shù)，用于搭建系統(tǒng)整體開發(fā)框架，以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)或OCX控件的形式形成工程代碼庫(kù)，構(gòu)建文件操作、Socket套接字操作、串口操作、XML操作、串行化、加密解密、數(shù)據(jù)映射、評(píng)估算法等工具重用箱，通過(guò)插件之間的通信契約，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，從指導(dǎo)思想和系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊、主要關(guān)鍵技術(shù)，探討了交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施效能評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)于推動(dòng)交通運(yùn)輸設(shè)施效能評(píng)估具有積極意義。