1 引言
隨著我國城市化進程的日益加快, 嚴峻的交通現狀已經很難滿足人們日益頻繁的出行需求, 交通也已占據了人們生活和工作的一部分, 成為出行首當其沖面臨的問題。由于城市建設的時序性和不均衡性, 交通擁堵、交通圍擋、馬路拉鏈等現象隨處可見, 通過簡單機械的交通管制或對路段的重新建設, 不能從根本解決城市交通擁堵問題, 而且會影響城市發展形象。智慧交通系統和物聯網技術推進現代交通系統的研究, 而GIS技術是智慧交通的核心技術, 為智慧交通提供地理空間數據支撐、交通網絡分析功能。
紅綠燈作為交通系統的指示燈, 在城市交通系統中發揮著重要作用, 紅綠燈的時長設計, 與道路通常車流量情況和道路通行能力有關, 大多被設定為固定值, 不能通過車流量變化動態調整紅綠燈亮燈時長。本文運用GIS和數據庫技術, 模擬紅綠燈控制管理系統, 以屬性對話框與數據庫交互的方式, 實現紅綠燈與所在道路數據的存儲、編輯、定位、查詢、分析等功能, 并能夠通過道路車流量數據實時調整紅綠燈時間, 進而減少道路路口車輛等待時間, 提高紅綠燈下車輛的通行數量, 從而保證城市交通的順暢度, 有效避免交通擁堵問題。
2 數據制作
獲取影像數據。通過在影像地圖上找到所選交通區域, 設立地標控制點, 并記錄地標控制點的經緯度坐標, 用于坐標轉換和影像校正。
坐標轉換。通過坐標轉換工具或程序, 將地標控制點經緯度坐標轉換為地理坐標, 即由WGS84坐標系轉換為西安80坐標系。
影像校正。在Arc GIS柵格配準中, 通過輸入地標控制點地理坐標, 對影像進行校正。
柵格矢量化。以校正后的影像地圖為底圖, 創建紅綠燈、道路、周邊建筑、標注圖層。紅綠燈圖層用點符號表達。道路圖層用線表達, 并依據道路的寬度和單雙行道屬性, 對道路賦予不同顏色和顯示寬度。周邊建筑圖層用面表達, 標注圖層用文字表達。
3 數據庫設計
在SQL Server數據庫中, 建立紅綠燈管理系統數據庫, 并新建道路和和紅綠燈數據表。道路數據表包含道路id、路名、路寬、車流量、單雙行道、起點坐標、終點坐標、備注等屬性字段, 紅綠燈數據表包含紅綠燈id、定位點坐標、紅綠燈周期、紅燈時間、綠燈時間、位置描述等屬性字段。通過紅綠燈、道路對象的id建立起圖形對象和屬性表之間的映射關系, 實現紅綠燈、道路對象圖形和屬性的關聯。
4 系統設計與實現
紅綠燈數據管理。通過屬性對話框與數據庫的交互, 實現紅綠燈和道路數據的編輯、更新、查詢、定位功能。還包括地圖瀏覽、圖形編輯等基本的地圖操作工具。
紅綠燈控制。通過紅綠燈定位點坐標與道路起始終點坐標匹配的方法, 可由紅綠燈獲取路口不同方位道路, 實現對道路定位和車流量等數據獲取。通過紅綠燈能夠獲取臨接道路數量、紅綠燈周期、不同方向道路車流量數據。由紅綠燈坐標和道路坐標確定道路方向角, 通過角度比較獲得道路相對紅綠燈位置。通過不同方向道路車流量對紅綠燈周期平均分配的辦法, 計算出紅燈和綠燈最優的亮燈時間, 并實時更新紅綠燈數據庫數據, 實現對紅綠燈的動態控制。下圖1為車流量信息查詢并高亮顯示車流量范圍內的道路, 圖2為由定位的紅綠燈獲取臨接的道路車流量數據, 并根據車流量對紅綠燈分配算法計算出優化紅綠燈亮燈時間, 實時更新調整紅綠燈時長。
5 總結
本文運用GIS和數據庫技術, 通過對紅綠燈系統數據制作、數據庫設計、系統設計與實現, 以屬性對話框與數據庫交互的方式, 完整模擬紅綠燈控制管理系統, 實現紅綠燈和道路之間的綜合查詢和空間分析, 并能夠通過道路車流量情況實時優化調整紅綠燈亮燈時間, 實現對紅綠燈的動態控制, 以此提高車輛通行效率, 保障城市交通系統順暢, 為城市交通系統建設提供一種科學的研究方法。
摘要：城市交通系統作為城市文明和形象的重要標志, 與規劃、路政、市政、園林等多個系統相關, 簡單的交通管制和重新布局, 不能從根本上解決城市交通擁堵問題, 而紅綠燈作為城市交通信號的指示燈, 更是疏解交通壓力的重要樞紐。本文研究的GIS紅綠燈控制管理系統, 是應用GIS、數據庫技術, 通過對紅綠燈、道路等交通數據的綜合管理、聯動查詢和空間分析, 結合車流量信息合理分配并調整紅綠燈亮燈時長, 從而對紅綠燈進行控制和優化, 可以有效緩解城市交通擁堵問題, 是研究城市交通的重要內容。
關鍵詞：GIS紅綠燈,道路,車流量
參考文獻
[1] 孫文彬.GPS和GIS在智能交通系統ITS中的應用[J].鐵路航測, 2002.
[2] 丁曉紅.城市智能交通信號控制與仿真系統研究[碩士論文].上海交通大學, 2006.
[3] 錢萌, 程樹林.基于C#.NET的交通燈管理仿真[J].吉林大學學報, 2007.
[4] 方鵬程.GIS技術在交通網絡分析中的應用研究[碩士論文].東南大學, 2010.
[5] 楊晉浩, 谷菲, 蒲濤.仿真在交通燈管理中的應用[J].成都大學學報, 2007.