基于GIS的公路交通事故信息

DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity基于GIS的公路交通事故信息分析系统研究与开发研究生：裘炜毅导师：杨东援教授专业：交通运输规划与管理DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity研究背景我国交通事故次数、死亡人数、受伤人数和直接经济损失呈逐年上升趋势对交通运输系统安全性的重视交通安全信息管理从安全角度考虑道路设计国外相关事故信息系统美国:FARS(FatalityAnalysisReportingSystem)GES(GeneralEstimatesSystem)加拿大:TRAID(TrafficAccidentInformationDatabase)DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity问题的提出如何管理交通事故数据，满足不同分析需求？传统交通事故分析方法的特点不同用户对交通事故的分析需求交通管理部门道路设计部门交通事故分析的不确定性交通事故数据分析和管理对信息技术的要求DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity问题域与解决方法问题域技术手段和方法技术成熟度如何管理事故数据数据库系统成熟如何组织事故数据关系数据模型和多维数据模型成熟如何表现事故的空间信息地理信息系统成熟/发展快空间信息的定位问题线性参照系比较成熟分析事故的方法传统事故统计分析方法成熟联机分析处理—决策支持技术成熟/发展快如何建立事故分析系统软构件技术成熟/发展快DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity主要研究内容从系统的需求分析出发，确定系统的功能以及相应的系统体系结构关键技术研究系统的信息组织模型多维数据模型、线性数据模型交通事故的分析模型研究数学统计分析模型、联机分析处理原型实验系统的研究和开发DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity系统需求分析与功能的确定需求分析阶段的基本任务：准确地定义未来系统的目标，确定为了满足用户的需要系统必须做什么功能性需求和非功能性需求系统功能基本查询分析空间查询分析属性数据查询数据维护数据录入数据的一致性空间数据属性数据应用扩展功能事故统计指标事故统计图表输出事故多发路段评价回归分析其它事故分析模型辅助决策分析联机分析处理DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity系统体系结构以GIS为平台的C/S结构模块化设计开放式的数据库设计服务的多样性采用软构件技术实现系统集成可扩展性方法库用户GIS平台应用功能模块基本功能模块多维数据模型联机分析处理系统模型库ODBC数据维护辅助信息数据库空间数据库属性数据库DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity多维数据模型为什么采用多维数据模型组织交通事故数据？面向的处理类型不同操作型与分析型面向的需求不同不确定性DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity操作型与分析型数据的区别操作型数据分析型数据细节的综合或提炼的在存取时准确的代表过去的数据可更新的不更新的操作需求事先可知道操作需求事先不知道事务驱动分析驱动面向应用面向分析一次操作数据量小一次操作数据量大支持日常操作支持决策需求DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity多维数据模型的基本概念维度维的类别维的层次数据的粒度分解与合成切片、切块和旋转面向主题数据立方体天气位置事故性质一般重大特大晴雨雪DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity基于关系数据库的多维数据模型实现概念模型：信息包图逻辑模型：星形或雪花形图物理模型：事实表、维表事故分析原因路面天气分类时间位置日期形态驾龄照明控制DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity物理模型示例AccidentanalysisIDintRoad_keyintProvince_keyintCity_keyintSection_keyintLocationfloatYear_keyintMonth_keyintDay_keyintWeek_numintDay_nightintHour_keyintOccur_timetimeSort_keyintWeather_keyintDrive_timeintRoad_surfaceintDay_nightDay_nightintExplainchar(10)sortSort_keyintSortchar(16)weatherWeather_keyintWeatherchar(10)driverDrive_timeinttime_explainchar(10)LocationRoad_keyintProvince_keyintCity_keyintSection_keyintSection_namechar(10)RoadRoad_keyintRoad_namecharchar(16)ProvinceProvince_keyintProvince_namechar(16)CityCity_keyintCity_namechar(16)DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity线性参照系的数据模型线性参照系：各种公路信息按照起讫点里程进行空间定位的方法线性参照方法：根据已知点确定公路上任意未知点点位的方法，采用里程桩法动态分段技术：在不改变空间实体的前提下，建立线性要素上任意路段与多重属性信息之间的关联DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity线性参照系的概念数据模型DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity线性参照系的面向对象模型基准（Datum）基准与控制ID基准与控制Name控制点（Anchorpoint）控制点ID控制点Name控制点度量偏移控制段（AnchorSection）控制段ID控制段Name控制段起点控制段终点控制段长度起点终点网络（Network）网络ID网络Name网络边（Link）边的起节点边的终节点方向和阻抗节点（Node）节点ID节点Name节点基准偏移导线（Traversal）导线ID导线参考点(TraversalReferencePoint）参考点的节点偏移线性参照法（LRM）DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity线性参照系的面向对象模型交通特征特征ID特征Name事件点事件ID基准偏移点事件事件ID事件点位置线性事件事件ID事件起点事件终点起点终点面事件事件ID事件点位置DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity空间数据库与属性数据库的建立图的管理图层的管理空间图形实体的管理属性数据库的建立系统的元数据和编码原则Views湖南省公路网图107国道xxx国道xxx国道岳阳段汨罗段长沙段二中队一中队三中队纵断面平面图横断面ID系统属性表ID外部数据表DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity交通事故的数学分析模型常用的统计指标人口事故率、车辆事故率、运行事故率等统计图表事故分类图、事故24小时分布图、事故里程分布表等事故多发路段的评价指在较长一段时间内，发生的公路交通事故数量或特征与其他路段相比明显突出的某一路段点回归分析DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity联机分析处理（OLAP）用于支持复杂的分析操作，侧重对决策人员和高层管理人员的决策支持，可以应分析人员要求迅速、灵活地进行大数据量的复杂查询处理，并且以一种直观易懂的形式将查询结果提供给决策人员。OLAP的数据环境——多维数据用户驱动，面向分析DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversityOLAP的实施数据层接口应用逻辑层接口表示层SQL存取多维存取RDBMS服务器关系型OLAP服务器客户多维数据模型多维综合引擎多维视图多维数据模型多维综合引擎多维视图基于关系型数据库的实现采用软构件技术，集成Excel数据透视表功能DepartmentofRoad&TrafficEngineeringTongjiUniversity系统原型系统介绍支持公路交通交通事故信息分析的原型系统HighwayTrafficAccidentInformationAnalysisSystembased-onGIS（HTAIAS）以ArcViewGIS为平台原型系统的功能主要包括：属性数据库管理，交通事故的查询，图表统计分析，交通事故的指标统计，OLAP等功能。