摘要：目前許多城市的交通設(shè)施還來(lái)不及適應(yīng)不斷壯大的車(chē)流量，越來(lái)越多的交通擁堵現(xiàn)象日益凸顯出來(lái)，傳統(tǒng)的交通設(shè)備難以滿(mǎn)足用戶(hù)需求。本文探討了智能交通系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r以及城市實(shí)時(shí)路況信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程，在傳統(tǒng)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)城市實(shí)時(shí)路況信息服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)主要通過(guò)Java語(yǔ)言編寫(xiě)，在Tomcat服務(wù)器上加載WebApp，用戶(hù)通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)頁(yè)顯示北京市地圖，獲取北京市實(shí)時(shí)路況信息，將北京市所有路況信息分成暢通、緩行、擁堵和暫無(wú)數(shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)界面上圖例的四種顏色，以圖層的形式展示出來(lái)，并將實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)保存到MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)；在地圖上添加視頻標(biāo)注，用戶(hù)可以隨時(shí)隨地點(diǎn)擊目標(biāo)位置獲取實(shí)時(shí)的目標(biāo)路口的現(xiàn)場(chǎng)視頻。

關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng)；視頻檢測(cè)；實(shí)時(shí)路況

近年來(lái)，實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)的采集由GPS浮動(dòng)車(chē)、線(xiàn)圈等方式轉(zhuǎn)向基于視頻圖像處理技術(shù)的交通信息采集方式（簡(jiǎn)稱(chēng)視頻檢測(cè)技術(shù)），已逐漸變成行業(yè)熱點(diǎn)［1］。目前國(guó)際上的智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport System，簡(jiǎn)稱(chēng)ITS）主要形成了美國(guó)、日本和歐洲三大研究陣營(yíng)，美國(guó)的IVHS、日本的RACS、AMTICS、UTMS、ARTS、SSVS、ASV、歐洲的RTI、ATT等都是和ITS具有同等含義［2］。國(guó)內(nèi)已初步建成4大類(lèi)ITS系統(tǒng)：道路交通控制、公共交通指揮與調(diào)度、高速公路管理、緊急事件管理，約30個(gè)子系統(tǒng)，分散在各交通管理和運(yùn)營(yíng)部門(mén)。在北京市已頒布的《北京交通發(fā)展綱要》中，明確了2010年初步實(shí)現(xiàn)智能化交通管理的近期目標(biāo)，并將建立以智能交通系統(tǒng)為技術(shù)支持的“新北京交通體系”作為北京城市交通發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，其中綜合信息平臺(tái)和智能交通控制系統(tǒng)是發(fā)展的重點(diǎn)［3］。結(jié)合當(dāng)今ITS發(fā)展現(xiàn)狀，確定以視頻檢測(cè)技術(shù)為主，以互聯(lián)網(wǎng)為數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，利用GIS的空間數(shù)據(jù)交互功能建立基于GIS的城市實(shí)時(shí)路況信息服務(wù)系統(tǒng)［4］。城市實(shí)時(shí)路況信息服務(wù)系統(tǒng)專(zhuān)注發(fā)展城市綜合交通信息內(nèi)容和信息共享服務(wù)業(yè)務(wù)，用戶(hù)可直接調(diào)用目標(biāo)視頻，在網(wǎng)頁(yè)上快速準(zhǔn)確地獲取可以直接解譯的簡(jiǎn)單信息，提高實(shí)時(shí)交通信息的準(zhǔn)確度和實(shí)時(shí)性以及用戶(hù)的體驗(yàn)感。

1 系統(tǒng)需求分析

1.1 用戶(hù)需求

用戶(hù)體驗(yàn)道路實(shí)時(shí)交通信息有3種最典型的需求：

（1）查看目標(biāo)城市總體的路段擁堵分級(jí)的狀況的顯示。

（2）查看目標(biāo)路段/區(qū)域的擁堵分級(jí)的狀況的顯示。

（3）行車(chē)過(guò)程中，查看前進(jìn)方向提供的最短路徑中各條路段擁堵分級(jí)的狀況的顯示。

1.2 系統(tǒng)界面分析

用戶(hù)界面設(shè)計(jì)應(yīng)友好、簡(jiǎn)單、易操作［5］；地圖符號(hào)清晰明顯；控件分級(jí)有序、合理；排版簡(jiǎn)潔、規(guī)整；圖例顏色分級(jí)美觀(guān)，易理解（如：紅色代表路段擁堵，綠色代表路段暢通）；界面應(yīng)采用異步刷新，使用戶(hù)在網(wǎng)頁(yè)上操作流暢，通過(guò)地圖切片技術(shù)與影響金字塔結(jié)構(gòu)在地圖上快速顯示目標(biāo)級(jí)別圖層的目標(biāo)地圖切片。

1.3 系統(tǒng)功能分析

在網(wǎng)頁(yè)上加載顯示北京市地圖，由于實(shí)時(shí)路況信息龐大且難以獲取詳細(xì)信息，本系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用高德API，以圖層的形式獲取北京市實(shí)時(shí)路況信息，將圖層在網(wǎng)頁(yè)上加載到地圖中，在地圖上添加相應(yīng)圖例，對(duì)應(yīng)各路段的擁堵?tīng)顟B(tài)，用戶(hù)可以將其保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶(hù)可以查看相應(yīng)時(shí)間的該路段的擁堵?tīng)顟B(tài)對(duì)應(yīng)的概率；可以通過(guò)與交管部門(mén)合作，獲取北京市各十字路口和關(guān)鍵路段的視頻信息，這里利用本地?cái)?shù)據(jù)為北京北四環(huán)學(xué)院路橋西側(cè)的交通視頻數(shù)據(jù)。設(shè)置好相對(duì)路徑，模擬北京市各路口實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)交通視頻數(shù)據(jù)，在用戶(hù)需要觀(guān)看目標(biāo)路段的目標(biāo)視頻時(shí)，可以在網(wǎng)頁(yè)上顯示該視頻，并根據(jù)用戶(hù)個(gè)性化需求設(shè)置播放、暫停、快進(jìn)10秒、快退10秒、加速播放、減速播放、正常播放、提高音量、降低音量功能，見(jiàn)表1。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的技術(shù)路線(xiàn)是：從目前城市交通擁堵給大眾出行帶來(lái)的問(wèn)題出發(fā)，考慮城市實(shí)時(shí)路況信息服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)如何解決這些問(wèn)題，并從信息流程的角度將其分為信息采集、信息傳輸、信息處理與信息輸出四部分。信息采集內(nèi)容包括交通視頻圖像、GIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等，這些信息通過(guò)固定與移動(dòng)通信網(wǎng)傳輸?shù)较到y(tǒng)服務(wù)平臺(tái)，在系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算后，將實(shí)時(shí)的道路實(shí)時(shí)路況信息以圖層和現(xiàn)場(chǎng)視頻的形式，更直觀(guān)且便于用戶(hù)理解的形式提供給用戶(hù)。上述信息采集、信息傳輸、信息處理與信息輸出需要各種軟硬件設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)運(yùn)行流程：用戶(hù)在網(wǎng)頁(yè)上點(diǎn)擊相應(yīng)控件向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器在接收到命令后立即做出響應(yīng)，并與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將用戶(hù)需求的計(jì)算結(jié)果快速反饋到客戶(hù)端。系統(tǒng)邏輯流程如下圖1所示。

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

2.2.1 獲取實(shí)時(shí)路況信息

本系統(tǒng)獲取交通實(shí)時(shí)路況信息采用高德java script API進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了獲取實(shí)時(shí)路況的功能，并且支持將實(shí)時(shí)路況信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取實(shí)時(shí)路況流程如下圖2所示。

2.2.2 顯示交通路口狀況

（1）首先獲取北京市所有紅綠燈路口數(shù)據(jù)（視頻、目標(biāo)地點(diǎn)經(jīng)緯度）。

（2）將視頻的url（地址、相對(duì)路徑）和經(jīng)緯度通過(guò)ID關(guān)聯(lián)起來(lái)。

（3）在地圖上顯示這些數(shù)據(jù)。通過(guò)Ajax架構(gòu)，利用post請(qǐng)求（post請(qǐng)求是加密的）以表單的形式遞點(diǎn)ID，獲取紅綠燈路口上的視頻信息。數(shù)據(jù)加載完成。

（4）利用url重定向在地圖圖標(biāo)上顯示視頻數(shù)據(jù)ID。

（5）把url存儲(chǔ)到請(qǐng)求作用域（瀏覽器緩存的數(shù)據(jù)），半小時(shí)刷新一次。

（6）跳轉(zhuǎn)到視頻播放的界面。

（7）獲取視頻：獲取session（請(qǐng)求作用域緩存數(shù)據(jù)）作用域中的值url。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)所有相關(guān)數(shù)據(jù)。MySQL今是世界上使用最多的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)之一，數(shù)據(jù)庫(kù)性能高、易用性強(qiáng)，十分適合小型web開(kāi)發(fā)［6］。本系統(tǒng)根據(jù)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)特征將數(shù)據(jù)分為兩層：

2.3.1 實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層

本系統(tǒng)主要需要存入目標(biāo)路段實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)路況需要數(shù)據(jù)：經(jīng)緯度、名字、ID、位置、擁堵?tīng)顩r、擁堵時(shí)間段、獲取數(shù)據(jù)時(shí)間。用戶(hù)發(fā)現(xiàn)擁堵路段，將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)，用以作為分析，見(jiàn)表2。

2.3.2 關(guān)鍵路口視頻數(shù)據(jù)發(fā)布層

本系統(tǒng)主要需要獲取紅綠燈路口的視頻數(shù)據(jù)，紅綠燈路口需要數(shù)據(jù)：經(jīng)緯度、名字、ID、位置和url（視頻地址）。當(dāng)用戶(hù)需要調(diào)用某路段上的目標(biāo)視頻的時(shí)候，可以通過(guò)url（統(tǒng)一資源定位器）也就是視頻的地址獲取視頻，見(jiàn)表3。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 服務(wù)端實(shí)現(xiàn)

城市實(shí)時(shí)路況信息服務(wù)系統(tǒng)采用JDBC（java database connection）對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，主要通過(guò)AJAX向后臺(tái)發(fā)送post請(qǐng)求，然后用servlet處理請(qǐng)求并返回相關(guān)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用json數(shù)據(jù)格式，統(tǒng)一將servlet封裝成一個(gè)接口，與前臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，關(guān)鍵代碼如下：

//與前臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互

@WebServlet（"/AddMarkerServlet"）

public class AddMarkerServlet extends HttpServlet {

@Override

public void init（）throws ServletException {

System.out.println（"sssssss"）；

3.2 前臺(tái)界面實(shí)現(xiàn)

獲取實(shí)時(shí)路況圖層信息，以圖層的形式將實(shí)時(shí)路況信息加載到地圖上，并在界面右上角中添加圖例：綠色代表暢通、黃色代表緩行、紅色代表?yè)矶?、灰色代表暫無(wú)數(shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)圖層中路段的擁堵?tīng)顩r，同時(shí)用戶(hù)可以在地圖上點(diǎn)擊目標(biāo)位置獲取經(jīng)緯度，然后點(diǎn)擊保存控件將目標(biāo)路段的擁堵?tīng)顟B(tài)（名稱(chēng)、坐標(biāo)、位置）信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)端查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)，返回json數(shù)據(jù)，前臺(tái)將其解析，通過(guò)addmaker函數(shù)將其顯示在地圖上，地圖界面上顯示點(diǎn)標(biāo)記如圖3所示。

結(jié)語(yǔ)

本文介紹了基于Java web的城市實(shí)時(shí)路況信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)全過(guò)程，包括系統(tǒng)平臺(tái)的介紹、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)主要功能開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)。從系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果到功能基本上達(dá)到系統(tǒng)預(yù)期的目標(biāo)。本系統(tǒng)界面友好，可操作性強(qiáng)，可以在不同的系統(tǒng)運(yùn)行，通過(guò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的圖層管理，位置查詢(xún)，實(shí)時(shí)路況信息獲取和選擇性保存入庫(kù)，圖層分類(lèi)和調(diào)用現(xiàn)場(chǎng)視頻等功能，為機(jī)動(dòng)車(chē)用戶(hù)提供了直觀(guān)的決策支持。

參考文獻(xiàn)：

［1］李康.大數(shù)據(jù)及其在城市智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用綜述［J］.信息通信，2016，10（12）：197-198.

［2］Kunicina N，Galkina A，Zabasta A，et al.Traffic Route Modelling and Assignment with Intelligent Transport System［J］.Electrical，Control and Communication Engineering，2015，7（1）：20-23.

［3］AbdelAty Mohamed，Zheng Ou，Wu Yina，et al.Real-Time Big Data Analytics and Proactive Traffic Safety Management Visualization System［J］.Journal of Transportation Engineering，2022，12（1）：332-344.

［4］陳寶軍，湯旻安.城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成人機(jī)界面的實(shí)現(xiàn)與分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，25（6）：37-38.

［5］安沈，于榮歡.基于MySQL的天地一體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建［J］.兵工自動(dòng)化，2021，40（12）：66-70.

作者簡(jiǎn)介：李菁（1995—），女，漢族，廣東佛山人，碩士研究生，助理工程師，研究方向：測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息系統(tǒng)。