1 引言
随着我国城市化进程的日益加快, 严峻的交通现状已经很难满足人们日益频繁的出行需求, 交通也已占据了人们生活和工作的一部分, 成为出行首当其冲面临的问题。由于城市建设的时序性和不均衡性, 交通拥堵、交通围挡、马路拉链等现象随处可见, 通过简单机械的交通管制或对路段的重新建设, 不能从根本解决城市交通拥堵问题, 而且会影响城市发展形象。智慧交通系统和物联网技术推进现代交通系统的研究, 而GIS技术是智慧交通的核心技术, 为智慧交通提供地理空间数据支撑、交通网络分析功能。
红绿灯作为交通系统的指示灯, 在城市交通系统中发挥着重要作用, 红绿灯的时长设计, 与道路通常车流量情况和道路通行能力有关, 大多被设定为固定值, 不能通过车流量变化动态调整红绿灯亮灯时长。本文运用GIS和数据库技术, 模拟红绿灯控制管理系统, 以属性对话框与数据库交互的方式, 实现红绿灯与所在道路数据的存储、编辑、定位、查询、分析等功能, 并能够通过道路车流量数据实时调整红绿灯时间, 进而减少道路路口车辆等待时间, 提高红绿灯下车辆的通行数量, 从而保证城市交通的顺畅度, 有效避免交通拥堵问题。
2 数据制作
获取影像数据。通过在影像地图上找到所选交通区域, 设立地标控制点, 并记录地标控制点的经纬度坐标, 用于坐标转换和影像校正。
坐标转换。通过坐标转换工具或程序, 将地标控制点经纬度坐标转换为地理坐标, 即由WGS84坐标系转换为西安80坐标系。
影像校正。在Arc GIS栅格配准中, 通过输入地标控制点地理坐标, 对影像进行校正。
栅格矢量化。以校正后的影像地图为底图, 创建红绿灯、道路、周边建筑、标注图层。红绿灯图层用点符号表达。道路图层用线表达, 并依据道路的宽度和单双行道属性, 对道路赋予不同颜色和显示宽度。周边建筑图层用面表达, 标注图层用文字表达。
3 数据库设计
在SQL Server数据库中, 建立红绿灯管理系统数据库, 并新建道路和和红绿灯数据表。道路数据表包含道路id、路名、路宽、车流量、单双行道、起点坐标、终点坐标、备注等属性字段, 红绿灯数据表包含红绿灯id、定位点坐标、红绿灯周期、红灯时间、绿灯时间、位置描述等属性字段。通过红绿灯、道路对象的id建立起图形对象和属性表之间的映射关系, 实现红绿灯、道路对象图形和属性的关联。
4 系统设计与实现
红绿灯数据管理。通过属性对话框与数据库的交互, 实现红绿灯和道路数据的编辑、更新、查询、定位功能。还包括地图浏览、图形编辑等基本的地图操作工具。
红绿灯控制。通过红绿灯定位点坐标与道路起始终点坐标匹配的方法, 可由红绿灯获取路口不同方位道路, 实现对道路定位和车流量等数据获取。通过红绿灯能够获取临接道路数量、红绿灯周期、不同方向道路车流量数据。由红绿灯坐标和道路坐标确定道路方向角, 通过角度比较获得道路相对红绿灯位置。通过不同方向道路车流量对红绿灯周期平均分配的办法, 计算出红灯和绿灯最优的亮灯时间, 并实时更新红绿灯数据库数据, 实现对红绿灯的动态控制。下图1为车流量信息查询并高亮显示车流量范围内的道路, 图2为由定位的红绿灯获取临接的道路车流量数据, 并根据车流量对红绿灯分配算法计算出优化红绿灯亮灯时间, 实时更新调整红绿灯时长。
5 总结
本文运用GIS和数据库技术, 通过对红绿灯系统数据制作、数据库设计、系统设计与实现, 以属性对话框与数据库交互的方式, 完整模拟红绿灯控制管理系统, 实现红绿灯和道路之间的综合查询和空间分析, 并能够通过道路车流量情况实时优化调整红绿灯亮灯时间, 实现对红绿灯的动态控制, 以此提高车辆通行效率, 保障城市交通系统顺畅, 为城市交通系统建设提供一种科学的研究方法。
摘要：城市交通系统作为城市文明和形象的重要标志, 与规划、路政、市政、园林等多个系统相关, 简单的交通管制和重新布局, 不能从根本上解决城市交通拥堵问题, 而红绿灯作为城市交通信号的指示灯, 更是疏解交通压力的重要枢纽。本文研究的GIS红绿灯控制管理系统, 是应用GIS、数据库技术, 通过对红绿灯、道路等交通数据的综合管理、联动查询和空间分析, 结合车流量信息合理分配并调整红绿灯亮灯时长, 从而对红绿灯进行控制和优化, 可以有效缓解城市交通拥堵问题, 是研究城市交通的重要内容。
关键词：GIS红绿灯,道路,车流量
参考文献
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