PPGIS在交通事故信息采集与分析中的应用

蒋 锐

（曲靖师范学院 信息工程学院 云南 曲靖 655011）

1 引言

随着信息技术和地理信息系统的发展，各种类型的地理信息系统在交通事故信息的收集，分析处理和预测等方面得到广泛运用。一直以来，交通事故信息系统都是由交通部门主导，至上而下的模式进行工作。这无疑增大了交通管理部门信息处理的工作量。如何有效利用公众力量，建立一个大众参与的，能够对交通信息进行收集、上报的应用系统成为亟待解决的问题。

2 研究采用的技术

2.1 PPGIS

指在形成一些和公众利益相关的决策过程中，利用GIS技术把公众引入到参与决策规划中，促进管理部门和公众之间的信息交流。PPGIS允许公民在地图上标记他们的观点，并将这些具有地理标识的信息存储在空间数据库中。这种方法不仅有助于管理部门利用地理可视化工具，直观地观察公众关心问题的确切位置，而且利用空间数据分析工具，在空间数据仓库中可以发现信息之间的隐藏知识。

2.2 SOLAP

联机实时分析技术是在多维数据库的基础上发展起来的，其主要概念是维度、成员、度量、事实和数据立方体。维度是用户感兴趣的主题，比如“时间”、“城市”和“事故类别”）。OLAP体系结构中涉及到3个组件：多维数据库、OLAP服务器和OLAP客户端。OLAP客户端可以通过OLAP服务器使用多维数据库。多维模型允许用户从不同的方面和细节的层次上看到不同层次的数据。Beddar在1995年首次引入了空间OLAP的思想来支持空间维度。通过集成GIS和OLAP，设计了一种新的解决方案并称为SOLAP。SOLAP系统体系结构由一个具有多维结构的时空数据库、一个空间OLAP服务器和一个OLAP客户端组成。空间OLAP服务器利用多维时空数据库，计算维度成员可能组成的度量值。

3 国内外相关工作

J.Wang等建立了基于空间聚类的实时交通事故风险的映射框架，用于确定在不同纬度上的，诸如事故集中区域、天气条件等许多因素，对事故风险的影响[1]。Y.Pei等针对用户的出行需求，建立了基于Web GIS的公交信息系统，为用户提供了查询、实时交通、出行规划等服务[2]。Yusoff等通过使用免费许可和易于获得的源代码进行修改和改进，建立了一个开源的基于Web GIS的道路管理系统，用以维持和管理在道路状况。在事故发生时，通过使用最短路径路由或救护车路径，在事故信息系统中起着非常重要的作用[3]。

4 系统管理的信息

系统需要管理的信息分为业务数据和空间数据。事故数据集包含事故严重程度（致命、非致命等）、事故地点（市、县、道路编号、路段、路段开始距离、地址等）、事故类型（追尾、违规停放、违章掉头、转向、闯红灯、超车等）、事故后果（撞击车辆、人、动物，公共设施、受伤人数，死亡人数等），事故车辆类型信息、事故的详细描述及图片等。空间信息包含事故发生的经纬度，事故易发区域等。时间数据记录事故发生的日期。环境信息记录事故发生时的天气、温度和亮度、道路条件如路面类型、道路宽度、人行道、连接类型、交通信号灯，速度限制等。

信息包含三个维度，一是事故信息，具有空间维度，且只有一个层次结构；所属城市，也具有空间维度，包含两个层次（城市和街道）；时间，非空间维度，有三个层次（年、季和月）。分析前需要使用空间ETL（Extract-Transform-Load）软件进行数据的抽取和转换，把各种形式的数据构建数据仓库。

5 原型系统的实现

原型系统中包含两个子系统。即PPGIS子系统和SOLAP子系统。前者用于对事故信息的采集，而后者用于对信息的分析和加工处理。系统分为三层，即表示层，业务逻辑层和持久化层。在PPGIS子系统中，表示层基于OPENLAYERS进行开发，包含一个用于显示地图的窗体，使用户能使用基本GIS功能，显示区域中各种交通事故的分布，并能采集、报告事故信息。业务逻辑层主要由基于GEOSERVER的地理信息服务器构成，通过WFS完成事故信息的采集。持久化层主要由Postgre SQL数据库完成对事故数据的空间、时间、环境和业务信息的存储。

SOLAP子系统由空间数据仓库，和各种工具软件组成。空间ETL软件能将数据从一种格式转换为另一种格式，并将数据输入到空间数据仓库中。系统使用PostgreSQL和PostGIS作为数据仓库，使用GeoMondrian作为SOLAP服务器。数据立方体逻辑模型采用雪花模式(snowflake schema)。通过数据仓库产生的XML文件，SOLAP服务器将空间数据仓库中的数据加载到数据立方体中，通过搜索不同维度，不同级别的数据并进行分析。交通管理部门使用空间分析系统，可以观测在不同的维度水平展现的信息。他们可以看到辖区内每周、每月或年度的交通事故报告。此外，通过可视化系统直观的显示结果，管理人员可以容易地对事故易发区域进行标定。

6 结论和展望

研究探讨了运用PPGIS和SLOAP技术架构交通事故信息系统。该系统支持公众参与报告交通事故，可以减轻信息录入的工作量，并促进公众和交通管理部门之间的数据交流。此外，基于SOLAP的数据提取与分析系统作为一种数据挖掘工具，用于汇总多渠道收集的事故信息，建立多维度的数据仓库，并通过空间分析工具帮助交通管理部门在已发生的交通事故信息和公众的建议中找到隐藏的知识，并把这些知识用于交通情况的预测和改善。系统是一个自下而上的信息收集和分析工具，能够收集交通事故的问题和改善意见，并传送给交通管理部门。它也有助于交通管理部门从公众的角度来寻找更好的管理解决方案，并对市民满意的交通管理改善方案。