智能交通管控平台总体设计.doc

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1、智能交通管控平台总体设计智能交通管控平台总体设计1.11.1 系统总体定位系统总体定位紧紧围绕“信息主导警务”的中心思想，以“信息服务为核心，宏观管控为手段，增强协调交通控制能力，营造全市交通安全、畅通、有序的管理格局”为总体目标，以现有的通信网络、交通管理业务系统及各大队等信息资源为基础，实现支队控制中心“指导、协调、服务”三大核心业务，建立先进实用、反应快速、运转协调、安全可靠的现代化公安交通监控和服务体系，满足全市道路交通安全宏观管控、应急监控以及跨地区、跨警种、跨行业协同合作的实战要求。 1.21.2 系统总体构架图和说明系统总体构架图和说明根据以上架构图，整个系统技术思路以 WEBG

2、IS 技术、J2EE 架构、结合 B/S 的通讯实现方式，采用组件化指导思路，形成了九大类应用功能集合。 信息统一接入与标准建设这部分重点是建立集数据、通讯、服务调用、数据交换等标准于一体的标准体系，采用 XML 技术形式，建立标准、统一的信息接入采集分发预处理规范。同时规范系统间通讯和减少异构带来的复杂性和故障隐患，从状态监控、量化监控上形成可视的预警监控功能，全面提升系统可靠性与故障定位能力。同时对接入信息按需存储、加工预处理，为各类应用功能的实时/历史数据访问、高效数据分析奠定基础。 集成应用子系统结合各级用户的关注专题、关注系统、关注区域、应用要求开发和处理数据，深化面向专题控制的各类

3、资源的可视化专题功能，实现个性化专题系统的展示与核心功能调用，充分发挥数据及资源集成的优势，实现各类资源的综合监控。建立如电视监控专题、交通信号专题、交通诱导专题、交通状态（交通实时流）专题、等等。同时凝练各系统中最精华最常用的功能，突出多种资源服务于同一目的综合应用，提供综合态势管理功能。1.31.3 信息统一接入与标准化设计信息统一接入与标准化设计1.3.11.3.1数据通讯标准体系管理数据通讯标准体系管理针对数据及通讯标准化不足的问题，建立集数据、通讯、服务调用、数据交换等标准于一体的标准体系，标准要做到适用性（适用当前） 、前瞻性（有建设指导性） 、全面性（框架全面） 、结构清晰（模块

4、化易解读） ，功能要做到标准易检索、易维护。 1）需要建立的以下类别的相关标准 视频监控相关标准 诱导信息发布相关标准 交通信号信息相关标准 地理信息相关标准 。 。 。 。2）数据通讯标准的构成包括以下内容： A）实时数据通讯标准B）功能调用标准C）数据交换标准 D）基础数据更新标准E）状态监测标准3）标准管理服务功能A）标准查询 交通控制集成系统建立了若干数据接入及数据交换的标准，并形成了相关的成熟标准文档，所有的标准文档都以电子结构化的方式进行存储，用户可以通过标准查询界面查询相关标准。查询常用的方法有：按系统查询，按时间、版本查询等。对于查询到的标准，可以进行在线浏览。B）标准下载对于

5、查询到标准，不仅可以在线浏览，还可以下载电子文档，进行离线阅读和打印。C）标准更新维护标准在应用一段时间以后，根据实际需要，进行升级和维护，新标准经过审核以后，上传到标准管理服务器上，同时形成标准的相关版本，用于记录标准的变迁过程。1.3.21.3.2接入接入/ /分发分发/ /报警监控一体化管理报警监控一体化管理基于标准，基于统一设计架构的、可靠的、实时的、通讯按需最优化的信息接入分发平台，规范系统间通讯和减少异构带来的复杂性和故障隐患，同时从状态监控、量化监控上形成可视的预警监控功能，全面提升系统可靠性与故障定位能力。1）数据接入配置管理功能建立通用、灵活的数据接入模块及接入数据项配置模块

6、，实现对数据接入的灵活配置，以期在将来数据接入服务、接入数据、接入服务器发生改变时，进行参数配置即可完成。主要的配置项有： 接入服务器 IP 地址及端口号配置 接入系统类别的配置 接入系统的身份验证配置（用户名、密码等） 数据接收频率配置 数据源类型（数据格式）配置 数据长度配置 数据发送协议配置2）数据分发配置管理功能建立通用、灵活的数据分发模块及配置服务模块，实现对数据分发的灵活配置，以期在将来数据分发对象、分发的数据格式接收终端发生改变时，进行参数配置即可完成。主要的配置项有： 接收终端 IP 地址段及端口号配置 接收终端身份验证信息配置（用户名、密码等） 分发数据格式定义配置 数据分发

7、频率配置 数据分发协议配置 数据分发端参数配置（如端口号等） 数据分发协议配置 分发状态配置（暂停分发、启动分发等）3）数据接入状态实时报警管理数据接入模块在接入各子系统的数据时，实时对接入的数据进行监测，当发现接入数据异常时，以显式的方式进行报警，并明确出报警类型（中断、超期等） ，如：数据连接中断报警，超期无数据报警（超过设定阀值） ，数据格式变更报警等。4）数据分发报警实时管理 数据分发模块在向各终端分发数据时，应实时对接收数据的终端进行跟踪监测， 当发现接收终端发生异常时，以显式的方式进行报警，并明确出报警类型，如：终端非正常退出，报文验证信息错误，终端应答错误等。5）数据接收量可视化

8、统计 对接收的数据以滚动数据窗口的方式进行实时监视，同时对数据接入量进行统计（如定时统计一次） ，并以曲线图的方式展示统计结果，微观上展示数据接收高峰期和持续时长，宏观上展示接入数据的变化趋势数据接收量进行实时统计，并以实时数据6）数据分发量可视化统计对分发的数据以滚动数据窗口的方式进行实时监视，同时对数据分发量进行统计（如定时统计一次） ，并以曲线图的方式展示统计，微观上展示数据分发（终端用户访问）高峰期和持续时长，宏观上展示分发的数据（终端访问量）变化趋势。1.3.31.3.3接口信息数据的接入接口信息数据的接入接入子系统及数据列表序号接入的子系统重点数据1交通状态交通流量数据、检测点位、

9、路段数据2交通监控视频数据3地理信息系统路网空间数据、交通设施空间数据4交通诱导系统诱导数据5交通信号系统实时灯色数据6电子警察系统违法数据、视频数据7非现场违法数据、视频数据1.41.4 软件技术路线软件技术路线1.4.11.4.1软件开发先进性及合理性软件开发先进性及合理性在以上整体的设计中考虑到技术上的因素主要从软件开发先进性及合理性、以及产品质量可靠性及性能这两项关键因素上进行考虑，在软件开发的先进及合理性上，主要体现在四大方面，我们主要考虑后台的跨平台，以及前端的人机交互的跨平台两方面考虑，1.采用多层架构的基于JAVA 的技术且选用主流的成熟框架解决了后台的跨平台，同时便于将来的维

10、护和延展，2.前端人机交互部分，我们选用富客户端技术 FLEX 进行综合展示其不仅可以解决当前的 B/S 模式，同时为将来的移动应用和掌上应用提供了良好的扩展性，3.同时在建立数据交换接口部分，采用以 XML为主定义标准规范，逐步形成自有的标准规范完成多种厂商，多种数据的兼容问题，4.在地图的应用上主框架采用公安部的 PGIS 技术，解决地图数据的维护和更新以及与上下级的互联互通问题，同时对于传统的ARCGIS、MAPINFO、SUPERMAP 等底层的支持依靠 PGIS 完整解决 GIS 跨中间件的支持。因此这四方面可以完全体现软件开发的先进及合理性上。1.4.21.4.2产品质量可靠性及性

11、能产品质量可靠性及性能在考虑到产品质量可靠性及性能方面由于本系统的特殊性其性能主要体现在这么几方面，1.由于集成资源多，对于数据交换有很高的要求。2.在地图上显示的静态资源多，如视频点的分布，信号点的分布等 3.地图上动态资源要求显示多且实时性要高。4.集成多种系统要求对于各接口状态提出更高的监控要求。对于数据交换部分，在本解决方案中通过多种技术进行解决，通过 TCP/IP 实时通信的方式解决实时性问题，通过WEBSERVICE 解决平台异构性问题，通过 ORACLE 数据库直接访问的方式解决数据直接交换问题。对于地图上实时性的问题，主要是显示上的性能问题，据我们测算如果选 C/S的地图模式可

12、以解决性能问题，但不能解决数据更新，程序更新维护的问题，我们的理想模式下是在 B/S 下解决所有问题，在基于浏览器的传统动态地图下，要实时显示大量的静态和动态资源基本上不太可能，地图部分就会影响整体性能的使用感受。因此我们选用的 PGIS 中的地图对于相对静止的常用电子地图即“底图”选用“瓦片式”地图进行调用，对于动态地图图层选用 WMS/WFS 方式进行展示，最的关键问题在我们的业务资源上如果仅仅选用此方式和浏览器结合的模式，当加载交警常用的业务资源时，当过一定的数据量后一般通用参考值约为静态资源 3000 个动态资源 500 个左右时会导致 IE 或其他浏览器性能延迟过大，稳定性降低，而我

13、们本次集成的资源总数将来会远远超过3000 个以上。因此我们根据此特点，选用的 FLEX 技术彻底解决图形在地图上大量加载的静态资源和动态资源的效率和稳定性问题。1.4.31.4.3软件总体技术架构软件总体技术架构我们将采用 J2EE 技术、使用 JAVA 语言作为系统主要开发技术，涉及到的一些具体技术架构在后续小结分析。J2EE 使用多层的分布式应用模型，应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。该应用模式解决了两层模式(client/server)的弊端，在传统模式中，客户端担当了过多的角色而显得臃肿，在这种模式中，第一次部署的时候比较容易，但难于升级或改进

14、，可伸展性也不理想，而且经常基于某种专有的协议通常是某种数据库协议。它使得重用业务逻辑和界面逻辑非常困难。而本次开发采用的基于 J2EE 的多层企业级应用模型将两层化模型中的不同层面切分成许多层，一个多层化应用能够为不同的每种服务提供一个独立的层。基本划分为运行在客户端机器上的客户端层（Client Tier） 、运行在 Web 服务器上的 Web 层（Web Tier） 、运行在 EJB 服务器上的业务层（Business Tier）和运行在 EIS 服务器上企业信息系统层（Enterprise Information System Tier） 。本次开发在各层次采用的主要技术如下图：1.1

15、.在客户端部分在客户端部分：在整个系统通讯架构中，客户端层次是利用操作系统自带的浏览器，这部分基本不需要部署任何额外的应用，除了需要访问特殊资源或根据特殊需要定制的 OCX 控件部分。客户端通讯主要采用 Ajax 技术，同时我们在构建基于Ajax 应用时会充分考虑程序代码的浏览器兼容性，因此能将系统对客户端的要求降到最低。关于采用 Ajax 技术的原因将在系统架构的通讯部分予以分析。即使在采用 ocx 时，我们的技术实现具体思路是，不采用 OCX 和后台数据库直接互操作，而是采用多层结构方式进行访问，让后台数据库和 OCX 之间为透明的，中间再加一层应用服务层，让 OCX 和应用服务层采用请求

16、服务的技术(WebService)的技术，利用 SOAP 函数调用，再由应用服务层和后台数据库进行互操作，这样一来除了解决系统的安全性，和易用性问题，对于系统的性能也会大大提高，且利于系统的扩展，同时满足了系统中对于运行环境的需要。2.2. WEBWEB 层与应用服务层的划分与部署层与应用服务层的划分与部署根据 J2EE 的 MVC 的开发思想，我们可以将从系统中抽象提炼大量的组件，举例如下： 页面结果展示组件、动作导向组件、字典维护组件、审批组件、身份认证及授权、跟踪审计组件、数据库的存取组件、业务逻辑处理组件、数据预处理汇总组件、异常捕捉逻辑组件、系统提示组件等等。属于视图层的组件将一定会

17、部署在 WEB 服务器层，对于控制层中的动作导向组件库在实际部署时将会跨越 WEB服务器和应用服务器，对于模型层中的组件如数据库存取组件、数据预处理汇总组件、业务逻辑处理组件等可以明确将在最终部署时放到应用服务器(业务逻辑层)，将不会出现在 Web 服务器层中。同时，在 J2EE 应用服务层将部署通讯架构的对象缓冲池及对应的缓冲池管理器，这个层次的应用的是系统通讯架构和核心应用。对象缓冲池将完全通过缓冲池管理器来管理，缓冲池管理器对外暴露相应的 API，供客户端和其它应用访问，同时缓冲池管理器透明的管理物理数据源和缓冲池对象之间的同步和更新。3.3. 在后台数据库层上的部署在后台数据库层上的部

18、署数据库服务层部署相关的数据对象，这些对象基本上都是由缓冲池管理器来管理，其它应用一般不会直接访问这些数据表，以确保物理数据和缓冲池对象的一致性。考虑到部分后台功能、数据处理功能对系统的性能要求很高，以及一些安全性的问题，我们也会在开发中采用数据库层功能（存储过程、包）提供其调用接口。1.4.41.4.4人机界面交互界面人机界面交互界面在整体系统应用中采用的具体技术为 Spring+Hibernate的组合，Hibernate 技术负责后台逻辑对象的处理，Spring负责整个应用框架的处理，WEBService/XML 主要负责数据交互部分的技术，在整体系统的技术应用整合和集成上由Spring

19、 来处理。1.4.51.4.5地图处理部分地图处理部分本系统的开发的主要特点是不仅仅依托于 PGIS 本身的技术与功能，更重要的是引入了图片引擎的空间数据发布能力和 ORACLE SPATIAL 的空间数据分析能力，因此技术架构发生了变化。PGIS 将主要提供对空间数据的维护和服务管理、图片引擎将结合 ARCGIS 实现空间数据发布、ARCSDE 组件依然主要实现空间数据存储接口、同时采用ORACLE 数据库软件集成的 SPATIAL 空间数据引擎强化本系统所需要的空间分析能力。以下重点介绍图片引擎的空间数据发布应用和 ORACLE SPATIAL 的空间数据分析能力。应用图片引擎进行开发：在

20、业务信息可视化查询过程中需要快速进行地图切换和无缝平移，整个响应过程需要在 1 秒以内完成。传统的WEBGIS 软件采用的机理是：首先由浏览器向服务器发出地图请求，服务器端根据请求实时和空间数据库连接获取地图数据，并利用服务器的地图渲染技术生成地图图片，然后传递给客户端。因此，传统 WEBGIS 在切换和平移过程中需要有较长时间的等待，并需要较高的服务器性能支持，仍然难以满足应用要求。在本系统中使用栅格地图图片服务引擎，其机理是预先按照一定的要求将地图数据栅格化，在浏览器中浏览地图无需等待就可实现地图切换和平移，定位信息以矢量方式传递到浏览器在线刷新和显示。栅格地图图片服务引擎不仅适用于专网高

21、速宽带用户，也适用于通过无线网络访问的巡逻车用户，满足大用户、快速访问要求。主要特点1地图拼接机制采用地图拼接机制把一大块地图分割成一定大小的图片，在下载过程中分别下载，保证地图的快速显示。2地图缓存机制采用了浏览器的缓存机制，只要访问过的地图就可以采用缓存中的地图进行显示，不需要再次进行下载。3出版级地图显示品质传统的 webgis 的实时生成地图 API 的功能有限，从而影响实时生成的地图质量。但是采用专业的地图出版系统可以生成出版级别的高品质地图。4AJAX 异步传输机制利用 AJAX 异步传输技术，实现处理和界面显示分离，地图数据在后台的异步处理，能够保证 WEB 应用和客户端应用一样

22、的效果。5金字塔地图组织根据不同比例尺显示的要求生成相应的显示地图图片，形成金字塔结构地图组织，在不同比例尺下调入相应级别的地图显示。1.4.61.4.6富客户端技术（富客户端技术（FLEX/AIRFLEX/AIR）通过我们深入行业的需求，根据二维 gis 表现丰富图形化的特点，在主要的人机交互部分采用 FLEX 技术进行开发，同时结合到移动的特点，考虑系统的一致性以及完整性采用 FLEX 结合 AIR 的技术进行，既保证了高品质的运行性能又保证了系统之间的可移植性和一致性。下面将简要介绍一下所采用技术的特点。Flex 通常是指 Adobe Flex，它是涵盖了支持RIA（Rich Inter

23、net Applications）的开发和部署的一系列技术组合。Flex 是一个高效框架，可用于构建具有表现力的 Web 应用程序，借助它开发人员可以创建更直观、更引人入胜的跨平台富 Internet 应用程序，它们可以提高客户、合作伙伴和员工的数据管理和解释效率。从而提高工作效率和用户满意度。将微型应用程序或组件嵌入现有网站中，或借助使用 Flex 构建的浸入式、单屏应用程序彻底改变您的 Web 体验。这些应用程序利用 Adobe Flash Player 和 Adobe AIR 运行时跨浏览器、桌面和操作系统实现一致的部署。同时 Adobe Flash Builder（之前称为 Adobe

24、 Flex Builder）软件可以通过智能编码、交互式遍历调试以及可视设计用户界面布局等功能加快开发。Flex 提供一个现代、基于标准的语言和编程模型，该模型支持公共设计模式。使用基于 XML 的声明性语言 MXML 描述 UI 布局和行为，使用面向对象的ActionScript3.0 编程语言创建客户端逻辑。Flex 还包含一个丰富的组件库和一个交互式 Flex 应用程序调试器，组件库中的上百个久经考验、可扩展的 UI 组件可用于创建富 Internet 应用程序 (RIA)。开发人员使用 MXML 语言定义 Flex 应用程序的用户界面布局、外观和行为。使用面向对象、基于业界标准 ECM

25、AScript 的 ActionScript3.0 语言构建客户端应用程序逻辑。MXML 和 ActionScript 被一起编译到一个 SWF 文件中，它构成了Flex 应用程序。Flex 框架提供开发人员为浏览器或桌面快速构建富 Internet 应用程序 (RIA) 所需的声明性语言、应用程序服务、组件和数据连接性。同时可以通过 Open Source Flex SDK 项目扩展并增强开放源框架，从而满足您的需求。使用 Flex 创建的 RIA 可运行于使用 Adobe Flash Player 软件的浏览器中，或在浏览器外运行于跨操作系统运行时 Adobe AIR 上，它们可以跨所有主

26、要浏览器、在桌面上实现一致的运行。连接到 Internet 的计算机中超过 98% 装有 Flash Player，这是一个企业级客户端运行时，它的高级矢量图形能处理要求最高、数据密集型应用程序，同时达到桌面应用程序的执行速度。通过利用 AIR，Flex 应用程序可以访问本地数据和系统资源。Air 即 Adobe AIR 是一个跨操作系统的运行时，它允许开发人员结合 HTML、JavaScript、Adobe Flash 和 Flex 技术以及 ActionScript，在包括台式机、上网本、Tablet、智能手机和电视在内的各种设备上部署富 Internet 应用程序 (RIA)。AIR 允

27、许开发人员使用熟悉的工具（如 Adobe Dreamweaver CS5、Flash Builder 4、Flash Catalyst CS5、Flash Professional CS5 或任何文本编辑器）构建他们的应用程序并轻松交付一个可跨操作系统使用的应用程序安装程序。AdobeAdobe AIRAIR 与浏览器相区别与浏览器相区别Web 浏览器使用户能够与通常位于某个服务器上的某个网站上的内容和应用程序进行交互。Adobe AIR 使用在浏览器中使用的功能和技术构建以支持在桌面上进行应用程序的部署。通过为用户和开发人员提供一个关于如何交付和使用借助 Web 技术构建的应用程序的选择，A

28、dobe AIR 很好地补充了浏览器。Adobe AIR 运行时扩展了浏览器以外的 Web 应用程序，为更引人入胜、性能更出色的在线/离线应用程序创造了新机遇。Flex 框架为新的 AIR API 提供本机支持，Flash Builder 4 提供构建、调试、打包和签署为运行于 Adobe AIR 上构建的应用程序所需的全部工具。借助 Adobe AIR 运行时，您可以在浏览器以外提供具有品牌的富 Internet 应用程序 (RIA)，从而与客户更紧密地联系在一起。Adobe AIR 使用与构建 Web 应用程序相同的久经考验、经济有效的技术，因此开发和部署可以快速完成并且风险较低。您可以使

29、用您的现有 Web 开发资源创建引人入胜的品牌应用程序，这些应用程序可以在所有主要桌面操作系统上运行。通过将 Adobe AIR 作为您的 RIA 战略的一部分使用，可以扩大产量、增强客户满意度、提高客户保持率、降低成本。1.51.5 支撑系统平台设计支撑系统平台设计1、数据服务平台：数据服务平台由 2 台数据库服务器、2 台 SAN 交换机、1 台存储阵列构成。数据库服务器采用互备模式，运行 ORACLE 数据库软件（同时支持实时数据、历史数据、必要的多媒体数据、GIS 矢量数据等）.2、负载均衡：建议使用硬件负载均衡实现应用服务、通讯服务、GIS 发布服务等多层面的负载均衡，硬件负载均衡性

30、能高、可靠性强，支持的协议完善，同时具有较好的接口与开发配合。建议采用 2 台负载均衡器通过热备方式提供服务。3、通讯服务平台：通讯服务平台是控制中心系统实时获取和交换信息的接口，采用负载均衡模式对外对接，建议采用 2 台中低端小型机来提供服务，由通讯服务应用软件配合负载均衡器来确保系统高性能与容错。4、应用服务平台：应用服务平台是部署控制中心各类业务应用逻辑的重要环节，采用负载均衡模式对外提供服务，应用服务器群建议采用 PC 服务器群来提供服务，配置 2 台 PC 服务器安装 LINUX 操作系统，中间件可部署WEBSPHERE 或 WEBLOGIC 按需通过负载均衡配置应用。5、GIS 发

31、布服务平台：GIS 发布服务平台采用负载均衡模式对外提供服务，建议采用 12 台 PC 服务器群来提供服务，安装 LINUX 操作系统，按需通过负载均衡配置应用。1.61.6 系统整体技术特点系统整体技术特点成熟标准、统一平台利于全面接入控制集成系统所需的资源面对众多技术模式不同、功能层次不同的前端监测设备，系统架构设计采取松耦合的模式，在采集发送、通讯接收、数据标准化处理、业务功能各环节上具备高相对独立性，并基于从大量实践中总结形成的完善的数据标准、通讯标准来实现各环节的衔接，这就为用户实现最大程度的设备选择自由度，保护各阶段的投资、支持按需灵活选择最优性价比的前端监测设备，从而达到设备多样

32、化与应用一体化的境界。高效稳定的可视化实时信息展示系统采用客户端按需智能订阅信息技术、信息展示局部根据变化实时更新技术、GIS 栅格图与矢量数据有机结合等方式，确保系统在地理信息可视化展示、实时信息动态展示等方面的稳定性和操作流畅性，支持上万动态资源的流畅实时展示。高效稳定的可视化实时信息展示，可确保各级控制人员快速发现警情、实时有效的对警情进行监测，对交通进行调控。凝练各系统精华，注重专项应用集成系统接入了电视监控、道路状态（交通流量） 、诱导屏、交通信号等系统数据，凝练了各系统中最精华的部分，并辅助于电子地图进行直观的展示。专项应用主要分为：警情监测，视频路况巡查及事件现场监控，路况播报、交通诱导信息督察。整合多种资源，突出综合应用在同一张地图上，综合展示警情、警力，更加直观的监测警情周边的警力情况，便于警情变化态势的直观展示，为及时、快速、准确的处警提供第一手资料，为警力的投向及投量提供决策依据；事件现场视频监控可实时监控现场画面；交通诱导系统可连续发布交通诱导信息，引导车辆合理分流、绕行，减缓事件现场的交通压力。