《基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 通信技術(shù)專業(yè)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 通信技術(shù)專業(yè)（76頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 摘 要 在社會現(xiàn)代化的進程中，公路交通的調(diào)度成為一個越來越重要的問題。為了解決應(yīng)急處置中和日常運營管理中存在的資源掌握不足、信息溝通不暢、監(jiān)測監(jiān)控不到位、決策不科學等問題，實現(xiàn)應(yīng)急資源、路網(wǎng)基礎(chǔ)信息、路網(wǎng)實際運行狀況的全面掌握和動態(tài)監(jiān)測，為山東高速公路股份公司促進可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建良好的交通服務(wù)新形象提供有力支撐。因此，建立一個具有智能性的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急系統(tǒng)顯得尤為重要。 本課題主要針對基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)開展研究工作：首先，介紹了基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系

2、統(tǒng)的研究這篇文章的研究背景、研究意義和國內(nèi)外關(guān)于這方面的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。然后講述了開發(fā)基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)所依賴的理論知識，包括數(shù)字視頻整合技術(shù)、基于SOA的GIS技術(shù)、GIS-T技術(shù)等。，對GIS及GPS等相關(guān)的技術(shù)知識進行了深入的研究。然后，通過對系統(tǒng)的需求分析，確立了我們需要建立一個什么樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)該具有什么樣的功能需求和非功能需求，又通過我們對高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)節(jié)，進行功能設(shè)計和數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，確立了我們要如何開發(fā)出高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，最后通過對高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)進行實現(xiàn)，最終解決了業(yè)主運營中問題，實現(xiàn)了系統(tǒng)的預(yù)

3、定目標。目前，系統(tǒng)已經(jīng)在山東省投入使用，并且在實際使用的過程中取得了良好的效果。 關(guān)鍵詞：高速公路，日常調(diào)度，應(yīng)急指揮，GIS Abstract In the process of social modernization, highway traffic scheduling become an increasingly important problem.In order to solve the daily operation management and emergency disposal of insufficient monitoring does not reach

4、 the designated position, resource control, command coordination work, sharing of information, decision-making problem such as unscientific, realize network based information, emergency resources and a comprehensive grasp of the road network actual running status and dynamic monitoring, in order to

5、promote the sustainable development of shandong expressway co., new image, build good transport service to provide strong support.Therefore, the establishment of an intelligent highway daily scheduling and emergency system is particularly important. This topic mainly aimed at the highway daily sche

6、duling based on GIS and emergency command system to carry out the research work: first of all, this paper introduces the highway daily scheduling based on GIS and emergency command system research of this article research background, research significance and the present situation and development tr

7、end at home and abroad about the research.Then tells the story of the highway development based on GIS daily scheduling and emergency command system relies on theoretical knowledge, including digital video integration technology, GIS technology based on SOA, GIS - T technology, etc.For the GIS and G

8、PS related technical knowledge of further research.And then, through analyzing the demand of the system, established the what kind of system, we need to build a this system should have what kind of functional requirements and non-functional requirements, and through our daily scheduling and emergenc

9、y command system for highway design, function design and database design, established the daily scheduling and how do we develop highway emergency command system, finally through to the highway daily scheduling and emergency command system implementation, finally achieved the highway daily schedulin

10、g and emergency command system.At present, the highway daily scheduling and emergency command system has been put into use in shandong province, and in the process of actual use has obtained the good effect. KEYWORDS：Highway;Daily Scheduling;Emergency Command;GIS 目 錄 摘 要 4 Abstract 4

11、目 錄 7 1 緒 論 9 1.1 論文研究背景 9 1.2 論文研究的意義 10 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 10 1.4 本章小結(jié) 11 2 相關(guān)技術(shù)介紹 12 2.1 VS2010和C# 12 2.2 SQL Server 2008 13 2.3 ASP.NET技術(shù) 14 2.4 用戶認證技術(shù) 14 2.5 數(shù)字視頻整合 17 2.6 基于SOA的GIS 17 2.7 GIS-T技術(shù) 18 2.8 本章小結(jié) 19 3 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的需求分析 20 3.1 功能需求分析 21 3.2 非功能需求分析

12、 26 3.3 本章小結(jié) 29 4 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的設(shè)計 31 4.1 系統(tǒng)設(shè)計概述 31 4.2 設(shè)計原則 34 4.3 功能設(shè)計 35 4.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 38 4.5 本章小結(jié) 47 5 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的實現(xiàn) 49 5.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 49 5.2 系統(tǒng)管理實現(xiàn) 50 5.3 調(diào)度指揮實現(xiàn) 66 5.4 統(tǒng)計分析實現(xiàn) 71 5.5 本章小結(jié) 72 6 結(jié)論 73 6.1 總結(jié) 73 6.2 展望 74 致 謝 75 參考文獻 76 1 緒 論 本章首先介紹

13、基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的研究的論文研究背景，然后對論文研究的意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢等一一作以介紹。 1.1 論文研究背景 本課題來源于山東高速公路股份有限公司調(diào)度指揮中心系統(tǒng)工程項目。 為了解決應(yīng)急處置中和日常運營管理中存在的資源掌握不足、信息溝通不暢、監(jiān)測監(jiān)控不到位、決策不科學等問題，實現(xiàn)應(yīng)急資源、路網(wǎng)基礎(chǔ)信息、路網(wǎng)實際運行狀況的全面掌握和動態(tài)監(jiān)測[1]，實現(xiàn)現(xiàn)場、分公司及總公司調(diào)度指揮中心之間之間通暢的應(yīng)急通信，建立統(tǒng)分結(jié)合、反應(yīng)快速、智能聯(lián)動的調(diào)度指揮系統(tǒng)，全面提高山東高速股份的應(yīng)急處置能力、運營管理效率、路網(wǎng)檢測水平、信息服務(wù)水平，保障高速公路運行的安

14、全和通暢，為山東高速公路股份公司構(gòu)建良好的交通服務(wù)新形象、促進公司的可持續(xù)發(fā)展。。 具體來說，本方案設(shè)計目標為： （1）建立智能聯(lián)動的調(diào)度指揮系統(tǒng)：通過網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)公司總部的統(tǒng)一接警，統(tǒng)一調(diào)度，統(tǒng)一管理，統(tǒng)一監(jiān)督；實現(xiàn)現(xiàn)場處置方案、信息發(fā)布方案、應(yīng)急資源調(diào)度方案、路網(wǎng)疏散方案智能化決策；實現(xiàn)信息、養(yǎng)護、路政等各部門在該系統(tǒng)的引導(dǎo)下協(xié)調(diào)一致、合理分工；實現(xiàn)系統(tǒng)高速運轉(zhuǎn)，增強應(yīng)急調(diào)度能力 [4]。 （2）實現(xiàn)集中管理和統(tǒng)一調(diào)度公路應(yīng)急資源：實現(xiàn)對公路沿線分布的所有應(yīng)急資源包括：人員、機械、車輛、物資的技術(shù)狀況、位置、數(shù)量的全面掌握和及時跟蹤，實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度應(yīng)急資源[3]。 （3）實現(xiàn)高速公路動

15、靜態(tài)信息資源的有效整合，大大提高路網(wǎng)監(jiān)測水平：實現(xiàn)對高速公路沿線附屬設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施的基本信息、變化情況的掌握，建立功能較完善的信息采集和路網(wǎng)監(jiān)測體系，實現(xiàn)對路網(wǎng)運行狀況的監(jiān)測[2]。 1.2 論文研究的意義 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信信息技術(shù)、計算機技術(shù)能夠?qū)⒅笓]調(diào)度所需要的各類信息和功能整合到統(tǒng)一的信息大平臺，從而解決目前高速公路運營管理所面臨的問題，使得信息系統(tǒng)對路網(wǎng)運營管理起到更全面的支撐作用，提高高速公路管理部門保障出行安全、道路暢通的能力具有豐富的社會和經(jīng)濟效益[5]。 本研究將擁堵和安全作為高速公路運營管理的核心內(nèi)容，探索利用近年來出現(xiàn)的信息技術(shù)解決交通流擾動與擁堵和安全之

16、間的關(guān)系，實現(xiàn)對路網(wǎng)的全面、準確、及時監(jiān)控，提高道路交通事件的響應(yīng)時效和處置效率，提高路網(wǎng)協(xié)調(diào)監(jiān)管的智能化、信息化，將技術(shù)手段和管理手段相結(jié)合，最大程度的減少交通事件對社會生產(chǎn)和人民生活造成的影響，減少對生態(tài)資源的污染和能源的過度消耗，同時保障道路基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)良好，國有資產(chǎn)不受到過度損害[6]。 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 從國內(nèi)來看，目前的研究與技術(shù)開發(fā)都集中于若干獨立點，比如近年來為監(jiān)控道路運營情況而興起的高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)和交通事件視頻檢測系統(tǒng)、接受咨詢、求援報警的高速公路服務(wù)熱線系統(tǒng)[10]。然而，從調(diào)度指揮功能角度而言，以上研究內(nèi)容更像是構(gòu)成調(diào)度指揮系統(tǒng)整體的若干組件[1

17、8]。由于國內(nèi)研究側(cè)重于構(gòu)成調(diào)度指揮系統(tǒng)的組件，缺乏將組件整合的系統(tǒng)性架構(gòu)，不僅難以發(fā)揮各個組件的整體性功能，同時也限制了各個組件自身功能的發(fā)揮[1]。同時，由于在技術(shù)預(yù)測結(jié)果和出行行為上存在明顯的博弈行為，在諸如交通流預(yù)測等智能化領(lǐng)域的效果與人們的期望仍存在較大差距[2]。另外一個明顯的例子就是高速公路事件檢測，由于技術(shù)、外界條件等因素的限制和影響[19]，諸如視頻事件檢測、基于車流量和擁堵的事件檢測都不能同時保證較高的準確率、及時率和較低的誤報率，因此，若想較好地實現(xiàn)交通事件檢測這一功能，必須探索多途徑綜合進行報警信息辨?zhèn)?、驗證等功能，其中很重要的一種途徑就是將傳統(tǒng)事件檢測模塊與其它交通信

18、息采集模塊進行聯(lián)合驗證，從而保證信息的準確、及時、低誤報率[3]。 從國外來看，美、歐等發(fā)達國家的調(diào)度指揮體系建設(shè)已經(jīng)從對各個模塊功能的研究、建設(shè)發(fā)展為系統(tǒng)級的整合、完善[20]，因此，它們使用的調(diào)度指揮系統(tǒng)也最為先進。這種先進性主要體現(xiàn)在三個方面：先進的通信底層平臺、豐富的信息承載內(nèi)容，以及較高的智能化和分析決策支持能力[4]。 跟蹤國外調(diào)度指揮中心的建設(shè)及構(gòu)成可以發(fā)現(xiàn)，調(diào)度指揮系統(tǒng)的建設(shè)中必須注意人-人和人-機信息交互機制、信息承載地理信息平臺、事件檢測（報警）和處理機制的解決。以上幾個方面對系統(tǒng)整體功能的穩(wěn)定性、可靠性、以及系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮具有決定性的影響。只是，由于國內(nèi)外高速公路

19、的管理體制、職責劃分等具有各自不同的特點，在管理側(cè)重面上也有所區(qū)別，因此，需要根據(jù)國內(nèi)高速公路運營管理行業(yè)的特點進行調(diào)度指揮系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃與設(shè)計[8]。 調(diào)度指揮體系的建設(shè)與智能交通技術(shù)和以計算機、通信為代表的信息技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。近年來，新技術(shù)為調(diào)度指揮系統(tǒng)的研究注入了新的內(nèi)涵，使得高速公路路網(wǎng)日常調(diào)度和應(yīng)急指揮更加全面、準確、綜合，系統(tǒng)的智能化、信息化、科學化也有了更為堅實的基礎(chǔ)[9]。 1.4 本章小結(jié) 本章主要講述了基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的研究這篇論文的研究背景、研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。 2 相關(guān)技術(shù)介紹 2.1 VS2010和C

20、# VS2010是有微軟公司開發(fā)一種編程工具，它于2010年上市，是目前最流行的Windows平臺下開發(fā)環(huán)境。VS2010版本提供可視化的VS2010（Visual Studio 2010），是Visual Studio的一個經(jīng)典版本，相當于當年的6.0版。VS2010開發(fā)工具是一款以C#開發(fā)語言為基礎(chǔ)的一種開發(fā)工具，它屬于微軟公司，現(xiàn)有的技術(shù)有XNA、WPF、窗體應(yīng)用程序、、Silverlight等，在目前來說利用VS2010可以開發(fā)手機應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)游戲、窗體應(yīng)用程序、三維程序以及網(wǎng)站等，用處非常廣泛。 在VS2010中IDE經(jīng)過重新的設(shè)計，提高了可讀性，減少了各種雜亂，針對不必要的行

21、和各種漸變也都已經(jīng)刪除。同時VS2010的代碼編輯器使代碼更容易閱讀。我們可以通過按住Ctrl鍵，同時滾動鼠標的滾軸來進行放大和縮小操作。在VS2010中，從應(yīng)用程序生成任何類型的文本文件都變的更加容易。 VS2010支持了Windows Azure和微軟云計算架構(gòu)。助力易懂與嵌入式裝置的開發(fā)。實踐了當前最熱門的Agile/Scrum開發(fā)技術(shù)，升級了測試功能和工具，同時搭載了Windows7,Silverlight4與Office發(fā)揮了多核并行運算的能力。 C#與Java雖然有著幾乎一樣的語法和編譯成中間代碼再運行的過程，但是C#和Java有著明顯的不同之處，它借鑒了Delphi的一個特點

22、，與組件對象模型直接集成。它是一種簡單、安全、優(yōu)雅和穩(wěn)定的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言。它由C和C++衍生出來的編程語言。它繼承了C和C++強大的功能，同時去掉了它們比較復(fù)雜的部分，以其強大的操作能力和優(yōu)雅的語法風格成為.net開發(fā)的首選語言。 C#所開發(fā)的程序源碼和Java類似，它被編譯成中間代碼，然后通過.net虛擬機進行執(zhí)行。盡管C#語言擁有很多的優(yōu)點，但是它也有其自己的缺點。比如在比較舊的Windows平臺上，C#程序不能運行，因為C#語言必須要以.net的運行庫作為基礎(chǔ)，不同版本的操作系統(tǒng)可能.net的運行庫版本是不同的。而且不同的版本之間的兼容性并不是非常好，所以導(dǎo)致了它的致命性的弱點。C

23、#目前來說已經(jīng)在Windows平臺中占有主角的角色。但是JAVA語言在UNIX和Linux這些平臺中大展拳腳。 C#作為一門高級程序語言來說，主要應(yīng)用于微軟所開發(fā)的平臺當中，VS系列居多。C#語言的特點是，它是一門面向?qū)ο蟮母呒壋绦蛘Z言，它的封裝性特別好，對于首次開發(fā)應(yīng)用程序的開發(fā)人員來說非常容易上手，也簡單易學。所以如果想輕松掌握一門開發(fā)語言的話，C#高級程序語言是一個不錯的選擇。 2.2 SQL Server 2008 SQL Server 2008 是到目前為止最強大和最全面的SQL Server版本，它也屬于微軟的一種開發(fā)產(chǎn)品和VS2010同屬一家。因此它們具有比較好的兼容性。S

24、QL Server 2008 具有可信任、高效和智能三個特點。本系統(tǒng)主要適用SQL Server 2008作為存儲工具，存儲中小學綜合應(yīng)用競賽平臺的所需要記錄的數(shù)據(jù)。SQL Server 2008 推出了許多新的特性和改革，與以往的版本有很大的不同?？梢哉f是目前為止最強大和最全面的的版本。此版本的愿望是滿足數(shù)據(jù)爆炸時代應(yīng)用程序的需要。在當前時代，信息儲存爆炸，也出現(xiàn)了各種新的信息類型，例如圖片、視頻等等。SQL Server2008可以滿足這些要求，它的存儲類型包括XML、e-mail、時間/日歷、文件、文檔、地理信息等。同時提供了數(shù)據(jù)的交互作用。具有數(shù)據(jù)的搜索、查詢、數(shù)據(jù)分析、報表、數(shù)據(jù)整合

25、和強大的同步能力。 SQL Server 2008 提供了可信任的、高效的和智能的三個特點?？尚湃蔚闹傅氖枪究梢杂泻芨叩陌踩?、可靠性和擴展性來運行他們最關(guān)鍵的應(yīng)用程序。高效的指的是SQL Server 2008 可以提高公司的開發(fā)效率和管理他們數(shù)據(jù)所需要的基礎(chǔ)設(shè)施以及時間和成本。智能的指的是SQL Server可以提供一個非常全面的平臺，當用戶需要的時候可以提供給他發(fā)送觀察以及信息。 SQL Server 2008 可以對數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件和日志文件等等進行加密，而且無需改動應(yīng)用程序。通過加密，可以滿足公司遵守規(guī)范和關(guān)注數(shù)據(jù)隱私的要求。SQL Server 2008 為加密和密鑰提供了一

26、個相當全面的解決方案，為了滿足安全性的需求，公司提供給供應(yīng)商安全密鑰。SQL Server 2008 主要是通過主持第三方密鑰管理和硬件安全模塊產(chǎn)品這種方式，來滿足需求。 2.3 ASP.NET技術(shù) A是一種開發(fā)Web程序的一種架構(gòu)。它的基礎(chǔ)的底層為網(wǎng)頁，它支持HTML和XHTML兩種網(wǎng)頁內(nèi)容。A的控件分為內(nèi)置和外置兩種，內(nèi)置的有HTML控件和用戶控件兩種，外置的控件，如果需要使用它，我們需要在未使用之前添加它到vs.環(huán)境中，然后就可以使用這個新控件了。如果想成為一個優(yōu)秀的程序員，我們不僅僅要掌握它的框架，明白它的原理，而且我們還要熟悉DHTML。同時對各種瀏覽器以及不同版本的瀏覽器都有有

27、所了解。因為往往存在一個瀏覽器之間不兼容的問題，在這個瀏覽器中，可以正常使用的一個網(wǎng)站，換到另外一個瀏覽器或者其余版本的瀏覽器就會出現(xiàn)頁面變形甚至顯示不全等等各種情況。目前有很多人對asp和認識不清，誤以為是一種東西，asp是一種解釋性的編程框架，而則是編譯性的框架。A的后綴采用.asp和aspx.cs兩種形式，實現(xiàn)代碼的分離。這樣顯得更加的直觀和易懂。 Asp是微軟公司的一項技術(shù)，它可以嵌入到網(wǎng)頁中的一種腳本，可以由因特網(wǎng)服務(wù)器執(zhí)行的服務(wù)器端腳本技術(shù)。它通常運行于IIS之中的程序。它是技術(shù)的前身。A開發(fā)的往常通常使用微軟公司的IDE進行開發(fā)，本課題使用的是微軟公司開發(fā)的VS2010開發(fā)工具

28、，目前最新的版本應(yīng)該是VS2012。ASP.NET是建立在通用的開發(fā)語言之上的，也就是Ｃ＃開發(fā)語言，它的實現(xiàn)完全依賴于虛擬機，因此它擁有跨平臺的特性。它可以使用微軟公司的IIS進行發(fā)布。 ASP.NET的原始設(shè)想是希望可以讓開發(fā)人員像VB這些開發(fā)工具一樣，使用事件驅(qū)動的模式，來開發(fā)網(wǎng)頁和應(yīng)用程序。ASP.NET巧妙的利用了窗體字段和JavaScript腳本把事件的傳遞模型隱藏起來了。為了確保事件可以被引發(fā)，讓時間驅(qū)動能夠被運行，控件事件引發(fā)的命令需要的參數(shù)是由JavaScript腳本在用戶端引發(fā)的。 2.4 用戶認證技術(shù) 1、身份認證與系統(tǒng)授權(quán) 提起這些我們都不陌生，在一個學校內(nèi)，教務(wù)

29、查詢系統(tǒng)必須有你的身份認證，只有通過相關(guān)的系統(tǒng)認證，才能進入系統(tǒng)，進行系統(tǒng)內(nèi)部功能的操作。所以說，身份認證主要是指根據(jù)用戶輸入的密碼和口令，判斷其是否有權(quán)限對系統(tǒng)進行訪問，是保證信息安全、用戶合理使用和訪問信息資源的一種比較簡便有效的方法。在身份認證時，系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置安全管理閥門，對于非法用戶進行警告和拒絕其訪問，這個閥門在保證信息安全和系統(tǒng)安全方面起著重要的作用。 在現(xiàn)階段，在各個系統(tǒng)中，主要存在以下幾種有效的身份認證方式，下面進行簡單的介紹，其中很多認證方式是其中多種方式的綜合： （1）初級身份認證：這種身份認證方式是最簡單和使用最廣的，其主要是為每個合法用戶設(shè)置一個標識，并把此標識在系

30、統(tǒng)中進行存儲和維護，達到系統(tǒng)和用戶都能夠共同認可的水準。通常的應(yīng)用方式為用戶名和口令。 （2）中級身份認證：中級身份認證機制的安全性要比初級身份認證要高，使用起來的資源占有率也高，在進行使用的時候，一般把原始標識經(jīng)過一定的算法和手段進行加密，使其在計算機系統(tǒng)中存入的信息和用戶信息不通，以保證其安全性，這種身份認證一般采用公用密碼和私用密碼相結(jié)合，共同驗證，需要進行兩重密碼，這個也是一種不對稱的認證形式。在這種方式下，首先為部門內(nèi)部的人，再者有著對于某一個人的專屬身份驗證，操作起來的安全性也較高。 （3）高級身份認證：這種方式同初級以及中級身份認證相比，具有了更多特有的物理特征，其中的物理特

31、征有我們也比較了解和成熟的指紋識別技術(shù)、聲音辨別技術(shù)、瞳孔視網(wǎng)膜鑒別技術(shù)，上述特征都是某一個人所特有的特征，可能某一項在人群中的概率只有幾千萬分之一，當幾項配合時，概率基本上為零，這樣既避免出現(xiàn)模仿的發(fā)生，因而具有更高的安全系數(shù)。所以這就意味著對于這些生物學信息的認證，相比設(shè)置密碼機械式的保密措施來的更加安全，但是相對應(yīng)的帶來的成本也比較高、必須由本人親自到達現(xiàn)場才行，這種要求高花費，在實際應(yīng)用中要考慮到實際收益，在現(xiàn)實中的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)一般不會采取這種方式。 安全認證子系統(tǒng)主要有：認證服務(wù)模塊、客戶端安全管理模塊和授權(quán)服務(wù)模塊等三部分組成。對于認證服務(wù)模塊，主要是針對系統(tǒng)的使用者——用戶，進

32、行身份認證工作，包含以下內(nèi)容：用戶信息統(tǒng)計（用戶名和令牌）和用戶數(shù)據(jù)庫。 用戶認證引擎和一般的用戶認證管理方式不同，在現(xiàn)實應(yīng)用中，它通過相應(yīng)的代理軟件實現(xiàn)一個圖形化的用戶管理界面達到對用戶的認證，這樣既可以實現(xiàn)用戶管理又可以提高系統(tǒng)的可操作性。對于安全客戶端而言，本系統(tǒng)主要采用COM方式實現(xiàn)對身份的認證。上面是對于部件系統(tǒng)的設(shè)計與支持技術(shù)，下面對系統(tǒng)整體身份認證進行詳細的設(shè)計，其主要在SOAP基礎(chǔ)之上建立的，這樣帶來眾多好處的同時，也產(chǎn)生了一個問題，那就是建立客戶端時應(yīng)該基于SOAP環(huán)境進行設(shè)計和運行，但是，在實際的操作中，這部分設(shè)計工作相當復(fù)雜，而且會隨著SOAP的不同而不同，這樣軟件的實

33、現(xiàn)帶來了很大的困難。在實際的設(shè)計應(yīng)用中，創(chuàng)建了一個應(yīng)用在客戶端的中間層對象。對于該中間層對象，也有著不同的要求，首先，讓該對象使用表轉(zhuǎn)化的COM對象，使用相關(guān)的技術(shù)，對系統(tǒng)內(nèi)部所有的SOAP協(xié)議進行分裝，使數(shù)據(jù)的調(diào)用和溝通高效化。與此同時，該接口必須實現(xiàn)和WSDL服務(wù)器端實現(xiàn)完美的統(tǒng)一化的接口，這樣就能達到客戶端在SOAP環(huán)境下完美展現(xiàn)。再者，在系統(tǒng)內(nèi)部，可以通過SDK工具實現(xiàn)不同組件接口的完美結(jié)合，具體情況應(yīng)該以實際情況中系統(tǒng)的效率以及使用的環(huán)境所定。 實際應(yīng)用中，對于每個具體的模塊，需要相應(yīng)的具體的操作人員，所以，系統(tǒng)的管理人員在進行系統(tǒng)操作配置時，需要對每位操作員在該模塊的操作許可進行

34、設(shè)置，不越權(quán)但是也不能將權(quán)限設(shè)防不夠，否則都會對系統(tǒng)的實際應(yīng)用產(chǎn)生很大的影響，只有權(quán)限開放合適，才能達到更好的實際操作效果，在實際應(yīng)用過程中，我們一般以權(quán)限點為基礎(chǔ)設(shè)置，這樣在系統(tǒng)總體部署的時候，就可以方便的對各個子系統(tǒng)的安全權(quán)限進行審查和登記，隨后，在上述安全等級和核查的基礎(chǔ)上，對新納入的權(quán)限按照一定的方法進行角色配置。 一般情況下，在數(shù)據(jù)安全保護上一般采取SSL技術(shù)完成，這種技術(shù)已經(jīng)在網(wǎng)頁服務(wù)器等各種類型的開發(fā)手段中得到了廣泛的應(yīng)用，其目的就是用來進行數(shù)據(jù)傳遞安全的保護，主要是確保瀏覽器和服務(wù)器之間關(guān)鍵數(shù)據(jù)安全傳遞。相對而言，它具有以下三個特點： （1）能夠利用簡單的技術(shù)，快速方便的實

35、現(xiàn)； （2）對硬件設(shè)備要求相對較低； （3）系統(tǒng)整體性和安全性能能夠滿足設(shè)計的要求。 2.5 數(shù)字視頻整合 實現(xiàn)了視頻的數(shù)字化，數(shù)字化的視頻包括全部道路視頻，收費站廣場視頻。通過視頻的全部數(shù)字化編碼，減少故障點、減少與原先監(jiān)控系統(tǒng)的沖突、縮小單編碼設(shè)備故障的影響范圍、杜絕瀏覽圖像被切換或者根本瀏覽不到期望視頻的情況。實現(xiàn)了計算機桌面的視頻的點播、控制[5]，實現(xiàn)了通過手機進行視頻的瀏覽。 采用分布式部署的點播服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻的集中控制分發(fā)，提高視頻傳輸效率。實現(xiàn)了事件檢測儀錄像的播放。通過視頻整合平臺，可以對道路情況、應(yīng)急人員、應(yīng)急車輛等實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控。為3G無線網(wǎng)絡(luò)提供視頻監(jiān)控信息

36、，有權(quán)限的用戶可以進行遠程控制。 2.6 基于SOA的GIS 全面基于SOA的架構(gòu)體系，方便系統(tǒng)集成和擴展。 應(yīng)用支撐平臺擔負著對下管理匯集數(shù)據(jù)，對上支撐應(yīng)用的核心作用，并提供全系統(tǒng)信息共享服務(wù)，平臺的設(shè)計實施以SOA理念為指導(dǎo)，實現(xiàn)內(nèi)部軟件層次化、構(gòu)件化設(shè)計。GIS服務(wù)是平臺建設(shè)的重要內(nèi)容之一，它覆蓋了平臺服務(wù)的各個層次。合理運用SOA理念[35]，將GIS平臺軟件提供的各類服務(wù)恰當?shù)胤庋b、部署到平臺的各個層次，以保證其在邏輯上成為一個有機的整體，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和軟硬件資源共享并為總體系統(tǒng)工程服務(wù)是招標文件的重要任務(wù)。遵循SOA理念，GIS平臺軟件和支撐平臺的其他重要軟件、數(shù)據(jù)共同構(gòu)成應(yīng)用

37、資源和數(shù)據(jù)資源，它們所提供的功能服務(wù)可以在這一層進行必要的定制或擴展；基本功能服務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)直接通過連通服務(wù)和適配器進行連通和轉(zhuǎn)接，適配器和連通服務(wù)實現(xiàn)現(xiàn)有服務(wù)的統(tǒng)一封裝，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)的互操作并保證系統(tǒng)模塊間的松耦合性。 在地圖上標記各種應(yīng)急資源所在位置。能夠根據(jù)應(yīng)急資源管理的情況，動態(tài)調(diào)整應(yīng)急資源所在位置、資源數(shù)量等屬性信息。 2.7 GIS-T技術(shù) 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)將采用了GIS－T技術(shù)。下面對GIS概念、GIS在交通中的發(fā)展、GIS－T關(guān)鍵技術(shù)、問題及解決方案進行簡單描述。 1）GIS概述 GIS（Geographic Informatio

38、n System，地理信息系統(tǒng)）是一門綜合性學科，起源于20世紀60年代，結(jié)合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理。GIS 技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作集成在一起。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的區(qū)別是對空間信息的存儲管理分析，從而使其在廣泛的應(yīng)用在公眾和個人企事業(yè)單位，包括環(huán)境、資源、石油、電力、土地、交通、公安、航空、市政管理、城市規(guī)劃等領(lǐng)域。 比較成熟的GIS軟件公司有：美國mapinfo公司的mapinfo，ESR

39、I公司的arc/info，超圖，四維等。 2）GIS在交通中的發(fā)展 隨著高速公路的大力發(fā)展，在日常運營管理和應(yīng)急處置過程中，當前系統(tǒng)存在的決策不科學、指揮協(xié)調(diào)不靈、監(jiān)測監(jiān)控不到位、信息溝通不暢、資源掌控不足等問題，對當前路網(wǎng)實際運行狀況、路網(wǎng)基礎(chǔ)信息、應(yīng)急資源及路網(wǎng)實際運行狀況的缺乏全面掌握和動態(tài)監(jiān)測。通過GIS在高速公路中的應(yīng)用，即交通地理信息系統(tǒng)GIS-T，可以有效解決這些問題。 GIS－T具有強大的交通信息服務(wù)和管理功能，通過GIS－T的應(yīng)用，收集、整理、存儲、管理、綜合分析高速公路的所有應(yīng)急資源（包括：人員、機械、車輛、物資）的技術(shù)狀況、位置、數(shù)量，事故處理進展，實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度

40、應(yīng)急資源，建立智能聯(lián)動的調(diào)度指揮系統(tǒng)。 3）GIS在本平臺中的應(yīng)用 基于GIS平臺技術(shù)，實現(xiàn)對高速公路動靜態(tài)信息資源的有效整合，在全矢量化的電子地圖基礎(chǔ)之上實現(xiàn)交通空間信息和屬性信息的全面管理，實現(xiàn)對高速公路沿線附屬設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施的基本信息、變化情況的掌握，建立功能較完善的信息采集和路網(wǎng)監(jiān)測體系。GIS平臺架構(gòu)圖如圖2-1所示。 圖2-1 GIS平臺架構(gòu)圖 路網(wǎng)監(jiān)測運行分析系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口圖 GIS和頁面展示 視頻分析結(jié)果 視頻 設(shè)備狀態(tài)、交通流、氣象信息 事件、設(shè)備狀態(tài)、交通流信息 事件信息、設(shè)備狀態(tài) 視頻、設(shè)備狀態(tài) 視頻質(zhì)量檢測系統(tǒng) 視頻控制系統(tǒng) 濟萊路交通

41、監(jiān)控系統(tǒng) 濟青路圖文發(fā)布系統(tǒng) 事件監(jiān)測系統(tǒng) 全程監(jiān)控系統(tǒng) 路網(wǎng)監(jiān)測運行分析系統(tǒng) 新建接警單 空間數(shù)據(jù)庫引擎 空間數(shù)據(jù)庫 空間數(shù)據(jù)庫客 戶配置管理端 空間數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)是GIS系統(tǒng)的重要組成部分，主要包括比例尺設(shè)計、地圖投影、分層數(shù)據(jù)、專題圖數(shù)據(jù)等。本系統(tǒng)將圖層數(shù)據(jù)分成兩部分：高速公路相關(guān)的圖層和底圖。高速公路相關(guān)的圖層主要有收費站、服務(wù)區(qū)、機構(gòu)、路況信息、消防單位等；底圖包含行政區(qū)劃、水系、橋隧、路網(wǎng)等主要信息；，這些數(shù)據(jù)需要相應(yīng)的算法進行加工整理，并與屬性數(shù)據(jù)相結(jié)合。GIS平臺對空間數(shù)據(jù)提供顯示、控制、查詢、輸出等多項功能。 2.8 本章小結(jié) 本章主要講述了基

42、于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，包括數(shù)字視頻整合、基于SOA的GIS、和GIS-T技術(shù)。 3 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的需求分析 日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)架構(gòu)在統(tǒng)一的交通地理信息系統(tǒng)（GIS-T）之上，系統(tǒng)主要功能包括：接案(警)管理、應(yīng)急資源管理、調(diào)度指揮管理、應(yīng)急輔助決策和事后分析與評估。下面對系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)進行描述[11]。 接案(警)管理主要功能包括：快速接案(警)、案(警)情初步分析等功能。實現(xiàn)對電話、人工、路網(wǎng)檢測分析等報案(警)方式的快速響應(yīng)，實現(xiàn)對接案(警)信息的記錄和存儲[12]。 應(yīng)急資源管理主要功能包括：應(yīng)急預(yù)案管理、

43、管理機構(gòu)管理、應(yīng)急車輛管理、應(yīng)急物資管理、人員隊伍管理、典型案例管理等功能。實現(xiàn)應(yīng)急處置過程中所需的各類資源類型、位置、數(shù)量、狀態(tài)等信息的動態(tài)管理[13]。 調(diào)度指揮管理主要功能包括：日常調(diào)度管理和應(yīng)急指揮等功能。利用GPS定位技術(shù)實現(xiàn)對所有車輛定位，根據(jù)接案(警)管理的信息，各級管理機構(gòu)人員調(diào)度權(quán)限范圍內(nèi)的車輛和人員，做到結(jié)合巡查排班計劃，合理地調(diào)度最近的巡查車輛處理各種事件[14]。根據(jù)應(yīng)急輔助決策分析事件應(yīng)急程度，對所有應(yīng)急車輛、機械設(shè)備、人員物資進行統(tǒng)一調(diào)度。 應(yīng)急輔助決策主要功能包括：信息發(fā)布方案制定、現(xiàn)場處置方案制定、疏散方案選擇、應(yīng)急資源調(diào)度、突發(fā)事件分析等功能[15]。實現(xiàn)

44、在突發(fā)事件發(fā)生后，通過接案(警)管理模塊采集突發(fā)事件的信息，結(jié)合事件進展跟蹤，對危害程度、持續(xù)時間、影響范圍、事件級別等進行綜合分析，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案的匹配和專家意見，輔助生成應(yīng)急方案。 事后分析與評估實現(xiàn)對事件本身及其應(yīng)急處置效果的分析和評估。 高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的總體業(yè)務(wù)流程圖如圖3-1所示。 圖3-1總體業(yè)務(wù)流程圖 3.1 功能需求分析 日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)架構(gòu)在統(tǒng)一的交通地理信息系統(tǒng)（GIS-T）之上，通過采集各類動靜態(tài)信息，實現(xiàn)日常和突發(fā)事件情況下的接案(警)管理、應(yīng)急資源調(diào)度、應(yīng)急輔助決策及事后分析和評估功能[5]。 日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的總體功能如下

45、： 1、實現(xiàn)對系統(tǒng)自動報案(警)和人工報案(警)的快速接案(警)，案(警)情定位及確認，案(警)情初步分析，及時聯(lián)系相關(guān)責任區(qū)域的應(yīng)急通訊組，并向相關(guān)下屬部門和外部單位電話通知案(警)情，案(警)情錄入及查詢、統(tǒng)計功能。 2、采用知識庫管理技術(shù)實現(xiàn)對各種應(yīng)急預(yù)案的數(shù)字化管理，實現(xiàn)對典型案例的數(shù)字化管理。 3、實現(xiàn)對調(diào)度指揮管理機構(gòu)、應(yīng)急車輛、應(yīng)急物資、人員隊伍等各類應(yīng)急資源的統(tǒng)一管理，對這些資源位置、數(shù)量、技術(shù)狀態(tài)進行管理和維護，并提供電子地圖和列表形式的查詢功能。 4、實現(xiàn)車輛查詢、車輛搜索和最近車輛定位、智能調(diào)度、時間估算、現(xiàn)場信息反饋、應(yīng)急決策信息接收等調(diào)度指揮功能。 5、在突

46、發(fā)事件情況下，實現(xiàn)對事故級別、程度、影響區(qū)域的分析，實現(xiàn)對應(yīng)急資源選擇和調(diào)度方案的自動生成以及最佳運輸路徑的推薦，實現(xiàn)疏散方案（含收費站封閉/放行方案）、現(xiàn)場處置方案、信息發(fā)布方案的系統(tǒng)推薦，為領(lǐng)導(dǎo)進行應(yīng)急調(diào)度指揮提供輔助決策支持。 6、對應(yīng)急處置過程進行記錄，對事件處置效果的事后分析和評估。 下面我們通過用例圖來展示高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的功能需求。 接案管理的用例圖如圖3-2所示。 圖3-2 接案管理用例圖 用例說明：在接案管理中，調(diào)度指揮中心調(diào)度人員可以接警、確認案情、調(diào)取視頻、分析案情、查詢預(yù)案、查詢案例等操作。 應(yīng)急預(yù)案管理用例圖如圖3-3所示。 圖3-

47、3 應(yīng)急預(yù)案管理用例圖 用例說明：在應(yīng)急預(yù)案管理中，調(diào)度指揮中心調(diào)度人員可以錄入預(yù)案、編輯預(yù)案和查詢預(yù)案。 管理機構(gòu)管理用例圖如圖3-4所示。 圖3-4 管理機構(gòu)管理用例圖 用例說明：在管理機構(gòu)管理中，調(diào)度指揮中心調(diào)度人員可以錄入機構(gòu)數(shù)據(jù)、編輯機構(gòu)數(shù)據(jù)、查詢機構(gòu)數(shù)據(jù)、查詢機構(gòu)數(shù)據(jù)。 應(yīng)急車輛管理用例圖如圖3-5所示。 圖3-5應(yīng)急車輛管理用例圖 用例說明：在應(yīng)急車輛管理中，調(diào)度指揮中心調(diào)度人員可以導(dǎo)入車輛信息、錄入車輛信息、修改車輛信息、查詢車輛信息、定位車輛位置。 應(yīng)急物資管理用例圖如圖3-6所示。 圖3-6應(yīng)急物資管理用例圖 用例說明：在應(yīng)急物資管理中，調(diào)度

48、指揮中心調(diào)度人員可以導(dǎo)入應(yīng)急物資、錄入應(yīng)急物資、修改應(yīng)急物資、查詢應(yīng)急物資。 人員隊伍管理用例圖如圖3-7所示。 圖3-7人員隊伍管理用例圖 用例說明：在人員隊伍管理中，調(diào)度指揮中心調(diào)度人員可以錄入人員信息、修改人員信息、查詢?nèi)藛T信息、錄入值班表。 典型案例管理用例圖如圖3-8所示。 圖3-8典型案例管理用例圖 用例說明：在典型案例管理中，調(diào)度指揮中心調(diào)度人員可以錄入案例、修改案例、查詢案例。 調(diào)度指揮用例圖如圖3-9所示。 圖3-9 調(diào)度指揮用例圖 用例說明：在調(diào)度指揮中，調(diào)度指揮中心調(diào)度人員可以應(yīng)急指揮、日常調(diào)度、權(quán)限管理、應(yīng)急方案管理、智能調(diào)度、車輛查詢等等

49、。 3.2 非功能需求分析 1）性能需求分析 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)屬于面向突發(fā)事件的應(yīng)急指揮系統(tǒng)，也屬于面向公眾的服務(wù)系統(tǒng)，也屬于面向管理部門的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)的性能應(yīng)該從多方面考慮，滿足以下幾點： （1）系統(tǒng)可用性 由于工程涉及到山東高速股份的安全應(yīng)急管理，對系統(tǒng)的可用性要求較高，系統(tǒng)能夠7*24個小時高效運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)的可用性（A=MTBF（平均無故障工作時間）/MTBF+MTTR（平均維修時間））應(yīng)達到99.99%。 （2）保證系統(tǒng)響應(yīng)速度能在用戶心理能接受的范圍內(nèi)，并不影響業(yè)務(wù)工作，或造成工作的低效率。 在各業(yè)務(wù)非高峰期間內(nèi)進行簡單搜索，能在2

50、秒內(nèi)返回結(jié)果；高峰期間的簡單查詢操作，能在1秒內(nèi)返回結(jié)果[16]。 在各業(yè)務(wù)非高峰期間內(nèi)，進行特定條件的一般查詢，能在1秒內(nèi)返回結(jié)果；高峰期間的簡單查詢操作，能在2秒內(nèi)返回結(jié)果。 在各業(yè)務(wù)非高峰期間內(nèi)進行多條件組合查詢、統(tǒng)計分析，能在10秒內(nèi)返回結(jié)果；高峰期間的復(fù)雜查詢操作，能在15秒內(nèi)返回結(jié)果。 （3）系統(tǒng)可擴展性 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)，隨著社會的不斷發(fā)展，調(diào)度指揮的業(yè)務(wù)模型需要進行不斷的完善。因此，系統(tǒng)需要有較強的可擴展性[17]。 （4）系統(tǒng)安全保密性 系統(tǒng)需要較高的網(wǎng)絡(luò)安全性，能防止病毒、黑客等侵入和攻擊，禁止未授權(quán)的用戶訪問系統(tǒng)；因為工程所需的數(shù)據(jù)包

51、括應(yīng)急資源、路政執(zhí)法等，有較高的保密要求，需要保障數(shù)據(jù)的安全性。 2）安全性需求分析 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)屬于一個面向群眾、政府的系統(tǒng)，需要處理各種應(yīng)急事件和日常事件，因此在安全性的需要方面應(yīng)該滿足以下幾條： （1）會話在一定的閑置期后應(yīng)失效。 （2）通過策略支持不同級別的系統(tǒng)訪問，訪問級別由有限的用戶來控制。 （3）系統(tǒng)訪問策略應(yīng)根據(jù)以下方面來定義：管理員、維護員、普通操作員。 （4）口令：區(qū)分大小寫。 （5）授權(quán)：不同用戶有不同的授權(quán)級別，按角色授權(quán)。 （6）數(shù)據(jù)：口令和敏感數(shù)據(jù)對所有用戶都是隱藏的，數(shù)據(jù)傳輸時加密敏感性數(shù)據(jù)。 （7）日志：對于用戶的

52、登錄、參數(shù)及數(shù)據(jù)的更改記錄日志，并可進行日志查詢。 3）界面展現(xiàn)需求分析 界面展現(xiàn)需求分析主要分為對主體功能布局和交互模式約定兩個方面進行分析，下面分別進行描述。 （1）主體功能布局 主界面中應(yīng)該有不需要登陸就可以使用的功能，同時提供登陸功能 （2）交互模式約定 功能使用模式：系統(tǒng)提供工具欄，通過工具欄調(diào)出相關(guān)功能的浮動窗口。浮動窗口默認居中顯示，位置及大小可定制。 空間地物屬性查看方式：默認采用單擊的方式，比如要查看地圖上某個車輛的信息，通過在地圖上左鍵單擊車輛圖標，彈出車輛信息浮動窗口。 列表功能處理模式：在列表最后一欄提供“操作”列，用于組織相關(guān)的針對行的業(yè)務(wù)動作，一般情

53、況下業(yè)務(wù)動作以超鏈接的方式。對于列表功能，如果數(shù)據(jù)項比較多，采用分頁的方式顯示。 4）實時性需求分析 實時性需求分析分為對數(shù)據(jù)的實時性和對信息傳遞的實時性進行需求分析。下面針對這兩個方面進行分別描述。 （1）數(shù)據(jù)的實時性 數(shù)據(jù)的實時性是指外部系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)如何及時的推送或抽取到指揮調(diào)度中心項目中去。影響數(shù)據(jù)實時性的因素及應(yīng)對策略如表3-1所示。 表3-1 影響數(shù)據(jù)實時性的因素及應(yīng)對策略表 影響因素 應(yīng)對策略 外部系統(tǒng)的穩(wěn)定性和采集數(shù)據(jù)的實時性等 不可控 軟硬件技術(shù)設(shè)施的處理能力（網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器） 不可控 數(shù)據(jù)庫的性能及負載 數(shù)據(jù)庫性能調(diào)優(yōu) 數(shù)據(jù)抽取工具的性能

54、工具調(diào)優(yōu)、優(yōu)化抽取規(guī)則 數(shù)據(jù)抽取的策略（包括采集頻率、采集方式） 針對不同類型的數(shù)據(jù)確定合適的采集頻率，降低對數(shù)據(jù)庫的壓力；盡量采用增量采集和減少抽取數(shù)據(jù)項的方式，減少采集數(shù)據(jù)量。 （2）信息傳遞的實時性 信息傳遞的實時性是指發(fā)生某個事件以后，事件能夠及時的推送到客戶端的過程。影響信息傳遞實時性的因素及應(yīng)對策略如表3-2所示。 表3-2 影響信息傳遞實時性的因素及應(yīng)對策略表 影響因素 應(yīng)對策略 外部系統(tǒng)的穩(wěn)定性和采集數(shù)據(jù)的實時性等（如果需要與外部系統(tǒng)交互） 不可控 軟硬件技術(shù)設(shè)施的處理能力（網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器） 不可控 應(yīng)用服務(wù)器中間件 集群和調(diào)優(yōu) GI

55、S平臺中間件 集群和調(diào)優(yōu) 數(shù)據(jù)庫的性能及負載 集群和調(diào)優(yōu) 客戶端瀏覽器的處理能力 使用高性能客戶端瀏覽器 程序本身的處理邏輯 優(yōu)化處理邏輯（使用緩存、減少與數(shù)據(jù)庫交互、優(yōu)化業(yè)務(wù)邏輯等），客戶端和服務(wù)端的數(shù)據(jù)壓縮，減少客戶端和服務(wù)端的交互等等。 3.3 本章小結(jié) 本章主要講述了基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的功能需求分析和非功能性需求分析。在功能需求分析中主要通過業(yè)務(wù)流程圖和相關(guān)的用例圖來對本系統(tǒng)的功能進行需求分析。在非功能需求分析中主要通過對性能需求、安全性需求、界面展現(xiàn)需求和實時性需求進行分析。 4 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的

56、設(shè)計 本章主要講述基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)的設(shè)計，分別從系統(tǒng)的總體設(shè)計和詳細設(shè)計兩個部分進行說明。 4.1 系統(tǒng)設(shè)計概述 大量實踐統(tǒng)計表明，在大規(guī)模軟件開發(fā)中有70%的錯誤來自需求和設(shè)計階段。良好的需求分析和軟件設(shè)計過程不公可以提高軟件開發(fā)效率，也是確保軟件產(chǎn)品正確、可靠的基礎(chǔ)。 軟件設(shè)計是軟件開發(fā)的重要階段之一[26-28]，是把軟件需求轉(zhuǎn)換為軟件表示的過程，也是將用戶需求準確轉(zhuǎn)化為軟件系統(tǒng)的唯一途徑。在需求分析質(zhì)量得到保證的前提下，軟件設(shè)計質(zhì)量就是最重要的，關(guān)系到軟件的最終實現(xiàn)，包括對軟件編程、測試和維護的直接影響。 軟件設(shè)計質(zhì)量管理工作主要從以下幾個方面開

57、展： （1）軟件設(shè)計評價標準。軟件設(shè)計質(zhì)量的分析和評價包含3個方面：質(zhì)量屬性、質(zhì)量度量以及質(zhì)量分析與評價技術(shù)。對于軟件設(shè)計的質(zhì)量屬性（可維護性、可移植性、可測試性、可追蹤性、正確性、健壯性、目的的適應(yīng)性）的實現(xiàn)，也就是軟件設(shè)計的目標。當然，還可以進一步區(qū)分這些軟件設(shè)計的質(zhì)量屬性： 1）軟件運行時間評價的質(zhì)量屬性：性能、安全屬性、可用性、功能性、可使用性。 2）軟件維護時間評價的質(zhì)量屬性：可修改性、可移植性、可復(fù)用性、可集成性、可測試性。 3）與體系結(jié)構(gòu)本質(zhì)質(zhì)量相關(guān)的質(zhì)量屬性：概念完整性、正確性、完備性和可構(gòu)造性。 軟件設(shè)計的評價還依賴于軟件規(guī)模、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量的度量，包括復(fù)雜度、耦合性、

58、內(nèi)聚性等的度量。使用度量可以評定或定量估計軟件設(shè)計的不同方面，對于軟件設(shè)計度量方法，根據(jù)設(shè)計方法，可以分為兩類： 1）面向功能（結(jié)構(gòu)化）設(shè)計的度量。通過功能分解得到的設(shè)計結(jié)構(gòu)，通常表示為結(jié)構(gòu)圖，可以計算其多種度量。 2）面向?qū)ο笤O(shè)計的度量。設(shè)計的總體結(jié)構(gòu)通常表示為類圖，可以計算多種度量，也可以計算每個類內(nèi)部的內(nèi)容的度量。 軟件設(shè)計的評價工具和技術(shù)比較多，以幫助設(shè)計人員確保軟件設(shè)計的質(zhì)量，包括： 1）軟件設(shè)計評審。有正式的和非正式的，通常是以小組方式進行，來驗證和保證設(shè)計結(jié)果的質(zhì)量。 2）靜態(tài)分析。正式或非正式的靜態(tài)分析技術(shù)，可以用于評價一個設(shè)計 。 3）模擬與原型。軟件設(shè)計通過軟件

59、系統(tǒng)設(shè)計模型來表示，軟件設(shè)計評價可以轉(zhuǎn)化為軟件系統(tǒng)設(shè)計模型的評價，這是評價設(shè)計的動態(tài)技術(shù)。 （2）軟件設(shè)計原則?？梢园阉譃榛驹瓌t、設(shè)計的思想原則和設(shè)計的技術(shù)原則。設(shè)計的基本原則是軟件設(shè)計的宗旨，設(shè)計的思想原則可以指導(dǎo)設(shè)計的技術(shù)原則。 軟件設(shè)計的基本原則是設(shè)計過程中，始終以質(zhì)量為目標，設(shè)計始終以質(zhì)量目標－設(shè)計目標而展開。設(shè)計越簡單越好，只要滿足質(zhì)量目標和功能需求，越簡單越有利于編程、測試和維護，系統(tǒng)的可靠性、性能會越高。 軟件設(shè)計的思想原則包括： 1）用戶需求遠比技術(shù)重要。 2）需求其實很少改變，改變的是對需求的理解。 3）接受變化。 4）不要低估軟件規(guī)模的需求。 5）在軟件

60、設(shè)計中沒有捷徑可以走。 6）不要對某一種設(shè)計模式、體系結(jié)構(gòu)崇拜，任何體系結(jié)構(gòu)都有它身的優(yōu)點和缺點，設(shè)計模式也一樣。 7）溝通對設(shè)計質(zhì)量的提高同樣重要。 8）工具只是手段，不能代替一切。 9）理解完整的軟件開發(fā)過程。 10）常做驗證，早做驗證。 軟件設(shè)計的技術(shù)原則關(guān)注耦合度和內(nèi)聚性，耦合度是程序結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間相互關(guān)聯(lián)的度量，內(nèi)聚性是模塊獨立性的另外一個形象因素，它們影響軟件的復(fù)雜程度和設(shè)計質(zhì)量，高耦合性或低內(nèi)聚性的系統(tǒng)是很難維護的。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的準則如下。 1）改進軟件結(jié)構(gòu)，提高模塊獨立性，降低軟件模塊間的耦合度和提高模塊間的內(nèi)聚性。 2）模塊適當?shù)膰L試、寬度、扇出和扇入。

61、 3）力爭降低模塊接口的復(fù)雜度。 4）設(shè)計單入口單出口的模塊。 5）模塊功能應(yīng)該是可以預(yù)測的。 （3）軟件體系結(jié)構(gòu)。把系統(tǒng)分解成可相互交互的組件，明確組件之間如何交互，這些組件構(gòu)成軟件體系結(jié)構(gòu)。 可以把軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計比喻成軟件的骨架，因此體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接關(guān)系著軟件產(chǎn)品的關(guān)鍵性因素。一個良好的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個可擴展的和可改變的系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 （4）軟件設(shè)計模式。設(shè)計模式使用人們可以更加簡單和方便地去復(fù)用成功的軟件設(shè)計和體系結(jié)構(gòu)，從而能夠幫助設(shè)計者更快更好地完成系統(tǒng)設(shè)計。來設(shè)計出更加優(yōu)秀的軟件。 （5）軟件設(shè)計優(yōu)化。自從軟件系統(tǒng)首次被分成許多模塊，模塊之間有相互作用，組合起來有

62、整體的屬性，就具有了體系結(jié)構(gòu)。模塊化是使得軟件能夠?qū)Ω稄?fù)雜問題所應(yīng)具備的屬性，也是使得軟件能夠被有效地管理維護所應(yīng)具備的屬性。因為驗證模塊及模塊內(nèi)部設(shè)計是否合理對軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計是很重要的。對于模塊設(shè)計的準則主要從以下幾個方面進行： 1）模塊的劃分是否合適、模塊與模塊之間是否有一定的獨立性。 2）每個模塊的功能和接口定義是否正確。 3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和定義是否正確。 4）模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)流和控制流的定義是否正確。 在軟件設(shè)計中，接口設(shè)計也是至關(guān)重要的，下面的準則有助于確保正確的設(shè)計接口。 1）軟件接口設(shè)計、硬件接口設(shè)計和通信接口設(shè)計范圍是否全面，設(shè)計是否準確，其中包括硬件接口的檢查。 2）接口

63、功能是否完備，與其它模塊和接口之間是否交互是否正常。 在開展軟件設(shè)計階段開發(fā)質(zhì)量保證活動時，要充分考慮軟件設(shè)計的原則和準則，針對概要設(shè)計、詳細設(shè)計、體系結(jié)構(gòu)等方面，制定詳細的質(zhì)量評審方案，評估實際完成情況與制定的質(zhì)量標準的偏離程度，質(zhì)量保證小組組織技術(shù)專家、需求分析師、軟件設(shè)計師，與項目管理者密切配合，及時發(fā)現(xiàn)錯誤、改進缺陷、降低風險、提升質(zhì)量。同時，確保軟件設(shè)計階段形成的設(shè)計文檔能夠為軟件開發(fā)師、測試人員提供切實的指導(dǎo)，確保軟件設(shè)計文檔作為軟件代碼開發(fā)階段的入口條件，符合軟件開發(fā)的需要。 4.2 設(shè)計原則 基于GIS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)具有業(yè)務(wù)邏輯需求多邊、數(shù)據(jù)量大對安全

64、性的要求有比較高等特點，因此本系統(tǒng)的設(shè)計必須遵循以下原則： 1、完整性原則 該系統(tǒng)要確保具有一定的完整性，數(shù)據(jù)輸入的時候要進行一定的數(shù)據(jù)檢測，確保數(shù)據(jù)的正確，設(shè)置一定的約束條件，確保在數(shù)據(jù)處理的過程中，不至于因為數(shù)據(jù)的輸入錯誤而導(dǎo)致處理異常。 2、實用性原則 目前，計算機技術(shù)，尤其是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度往往超乎人們的想象，每年新推出的技術(shù)和產(chǎn)品層出不窮，人們永遠希望利用新技術(shù)，新產(chǎn)品，但是，新品往往會對應(yīng)用環(huán)境提出新的要求，如果新的投資不能同步，再新的技術(shù)和產(chǎn)品，也不能真正發(fā)揮起自身的優(yōu)勢，因此設(shè)計者必須根據(jù)投資的強度、運行條件等因素，對所建系統(tǒng)以及所用技術(shù)和產(chǎn)品進行客觀地評估。

65、 3、可擴充性、可延展性原則 可擴充性和可延展性主要包括兩個方面的內(nèi)容：一是硬件設(shè)備選擇的擴充和擴展性，例如計算機配置要留有余地，網(wǎng)絡(luò)通信要考慮峰值效應(yīng)等，本系統(tǒng)更要關(guān)注的是軟件開發(fā)的擴充和擴展性。要充分考慮數(shù)據(jù)查詢的多樣性，數(shù)據(jù)交換的接口標準以及軟件模塊的可重構(gòu)性等，使得系統(tǒng)功能發(fā)生變化時，可以較快地加以更新和擴充。 4、安全性原則 系統(tǒng)的安全是非常重要的，對于本系統(tǒng)來說，面臨的都是高速公路監(jiān)控及調(diào)度各種資料，一旦泄露可能造成不可預(yù)知的危害。因此系統(tǒng)的安全尤為重要。他們都有眾多的機密是不希望別人知道的，因此在系統(tǒng)設(shè)計的時候，需要考慮到安全性的因素。首先進入到本系統(tǒng)的人員都要使用密碼進入

66、，同時對密碼等數(shù)據(jù)加密，確保不會因為密碼被盜導(dǎo)致系統(tǒng)被入侵。同時根據(jù)系統(tǒng)日志查看，除了系統(tǒng)的管理人員，其他人員是不允許進入到本系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)的修改的。 5、客戶友好性原則 系統(tǒng)開發(fā)的好壞，提供給客戶使用的功能是否易用、友善是一個重要的評價標準，本項目遵循客戶友好性原則，在客戶的操作界面、系統(tǒng)回應(yīng)速度、數(shù)據(jù)的查詢組合等方面給出合理和盡可能滿意的設(shè)計方案和實施結(jié)果。 4.3 功能設(shè)計 系統(tǒng)總體上可以分為系統(tǒng)管理、統(tǒng)計分析和調(diào)度指揮三個部分[7]。其中系統(tǒng)管理有包括車輛管理、預(yù)設(shè)一個集通訊組管理、應(yīng)急管理機構(gòu)管理、應(yīng)急人員管理、應(yīng)急隊伍管理、調(diào)度指令管理、方案規(guī)則管理、應(yīng)急部門管理、GPS設(shè)備管理、應(yīng)急預(yù)案管理等，統(tǒng)計分析有包括車輛公里數(shù)統(tǒng)計、案情統(tǒng)計、案情查詢等，調(diào)度指揮又分為案情管理、應(yīng)急方案管理、臨時應(yīng)急通訊組管理、集群通訊、攝像機查詢、GPS設(shè)備查詢、應(yīng)急值班表管理、案情上下移和地圖交互操作[6]?；贕IS的高速公路日常調(diào)度與應(yīng)急指揮系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖如圖