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重庆市高速公路GIS监控管理系统
GIS项目建议书

2010年3月

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第一章 系统总体技术方案
1.1系统总体结构
重庆市高速公路GIS监控管理系统主要功能是实现高速公路交通管理从简单、静态的管理到智能、动态的管理的转变，以交通管理地理信息系统为基础平台，将交通管理指挥系统各个系统集成在一起，成为一个有机的整体，在同一平台上对各子系统实施操作控制与管理，实现信息资源的共享。
根据重庆市高速公路GIS监控管理信息系统建设目标及建设内容，从以下几个层次（方面）描述重庆市高速公路GIS监控管理信息系统架构(如图1-1所示)：

图1-1 高速公路GIS监控管理信息系统架构图

1.2总体设计框架及ArcGIS实现
根据系统设计要求，GIS主要应用在交通管理数据平台、交通管理地理信息系统、交通管理指挥业务系统和交通信息服务应用系统建设中。ESRI公司的ArcGIS系列平台产品完全可以满足上述系统各个层面对GIS的要求。如图1-2 ArcGIS 软件配置图
交通管理指挥业务应用（ArcGIS Engine）

交通管理数据平台 （ArcGIS Server中的ArcSDE技术+Oracle）

交通管理业务应用
交通数据采集分析（包括手持设备采集）
交通控制业务应用
数据采集
数据管理

数据处理
交通管理地理信息系统-应用支撑平台（ArcGIS Server+ArcInfo）
GIS服务： 二维可视化服务、三维可视化服务、空间数据复制服务、空间分析服务、空间数据目录服务、空间数据编辑、空间数据管理
信息表示
安全服务
数据访问
事务处理
其他服务
公共数据库
（空间数据SDE）
专用数据库
（空间数据SDE）
数据库建设
图 1-2 ArcGIS软件配置图
交通管理地理信息系统—应用支撑平台
在应用支撑平台，配置的软件包括ArcGIS Enterprise Advanced Server及扩展模块（Job Tracking Analyst）、和ArcGIS桌面产品及扩展模块（Spatial Analyst、3D Analyst、Network Analyst、Data Interoperability）。
采用ArcGIS Enterprise Advanced Server构建共享交通数据平台、B/S应用以及专业地理信息分析和交通数据（移动）采集编辑等, 其中扩展模块（Job Tracking Analyst）进行交通实施数据跟踪分析处理；
市监控中心平台的系统管理和数据维护更新则必须要选ArcInfo，该产品是ArcGIS桌面端软件中功能最全的，它能担负起对整个系统进行有效管理的重任。可以使用ArcInfo建立交通地理数据库，地理数据的导入、导出，地理数据编辑维护，地理数据制图，地理数据服务制作；
ArcGIS桌面产品提供对ArcSDE空间数据的管理功能，包括空间数据(矢量和遥感影像数据)的定义、导入、导出、转换、复制、追加等功能。
在应用支撑平台部分，ArcGIS Server支持以面向服务的体系结构（SOA），通过Web Service提供统一的GIS服务。
从技术上而言，Web Service是一种部署在Web上的对象/组件，具有的开放通讯标准和强调互操作的特点已经使其成为异构系统集成的平台和主要手段。Web Service通过标准协议向网络程序提供一定的功能，通常采用的标准协议是SOAP(Simple Object Access Protocol)。使用WSDL(Web Services Description Language)详细的描述其接口，用户使用WSDL文档和Web Service进行交互。Web Service需要注册到UDDI注册中心（Universal Discovery Description and Integration），便于潜在用户查询、发现和使用。
从组织结构上讲，Web Services是简单的IT技术，通常被用作基于商业目的的数据和功能集成，是实现面向服务的体系结构（SOA）的最常见的技术标准。
ESRI通过ArcGIS Desktop和ArcGIS Server为地理空间SOA提供支持。ArcGIS Desktop主要用于将空间数据定义和定制为可以重复利用的数据内容。我们可以在ArcGIS Desktop中定义和定制二维地图、三维场景、空间分析、地理编码和空间数据管理功能等，为用户业务应用提供可以共享的资源。
ArcGIS Server是一个广泛基于Web的GIS产品，能够提供即拿即用的Web应用以及实现二维、三维地图可视化、分析、数据访问/编辑、分发和空间信息复制管理服务。它提供了一个高效的、基于标准的平台，使得ArcGIS用户能够方便地创建基于标准的GIS服务。我们可以通过ArcGIS Server直接创建满足OGC标准的WMS服务或Google的KML服务。此外，ArcGIS Server还能够将其它产品提供的Services集成到体系结构中，包括ArcIMS、ArcWeb Services、ArcExplorer、OGC WMS、以及Google的KML Services等，实现资源共享。
ArcGIS Server是一种高度灵活的可伸缩的技术，能够在通用的IT基础架构中运行和支持地理空间SOA。ArcGIS Server能够提供相应的技术基础，以创建和执行基于GIS的Web Services。它所支持的地理空间SOA的通用服务包括地图（2D）和场景（3D）服务、地理定位服务（Geocoders和Gazetters）、空间分析服务（网络分析、栅格分析、影像处理等）和数据管理服务（复制、数据Check in/Check out、空间提取、转换、导出服务）。
交通管理指挥业务应用
在用户与应用端，配置ArcGIS Engine软件及扩展模块（Network Analyst）。
用户应用由交通管理业务应用、交通控制业务应用、交通数据采集分析三个用户应用组成。
针对不同应用，可以采用B/S与C/S相结合的方式来实现。其中，ArcGIS Engine主要是用于构建C/S桌面应用。
ArcGIS Engine是一个用于创建客户化GIS应用程序的开发者产品。ArcGIS Engine是基于ArcObjects之上的，ArcObjects是ArcGIS产品构建的一套核心的，具有丰富GIS功能的组件。ArcGIS Engine包含开发包和运行时两部分。我们可以通过ArcGIS Engine运行时将开发后的交通指挥业务系统应用部署在用户桌面。
交通管理数据平台
数据库是监控系统的存储管理实体，其中大部分信息均包含空间位置信息。数据库建设包括矢量图形数据库、影像图形数据库、社会经济数据库等。ArcGIS Server中包含的ArcSDE数据管理技术，是ArcGIS与关系数据库之间的GIS通道。它允许ArcGIS在多种数据库平台上管理地理信息。这些平台包括Oracle，Oracle with Spatial/Locator，Microsoft SQL Server，IBM DB2，和Informix。基于ArcSDE的Geodatabase可以支持海量数据和多用户并发访问，支持多种空间数据类型的统一存储和管理，包括矢量、栅格、地表、影像、拓扑、网络等，并维护空间数据的完整性和一致性。ArcSDE还通过版本管理来支持GIS的长事务处理，将高级复杂的GIS事务映射到DBMS的事务处理上。通过Geodatabase的事务处理模型，可以支持空间数据的多用户编辑，历史数据管理、空间数据check-out/check-in和分布式空间数据库的复制。因此，可以通过ArcGIS Server包含的ArcSDE技术满足高速公路GIS监控管理系统相关的数据库中空间信息的存储以及长事务管理的要求，如图1-3 监控中心数据同步模式。
根据高速公路监控业务功能（监控、通信、收费）情况，市监控系统管理体制分为二级：市监控中心和监控分中心。市监控中心与监控分中心间进行硬件联网，传输相关数据、视频图像、硬盘录像等。

图 1-3监控中心数据同步模式
1.3 ArcGIS软件应用情况
1.3.1国家部委局ArcGIS平台用户（部分）
国家基础地理信息中心
国土资源部信息中心
交通部信息中心
国家海洋局信息中心
国家气象信息中心
国家环境保护部
农业部信息中心
中国气象局国家卫星气象中心
中华人民共和国外交部
国家发展和改革委员会交通能源司综合交通处
铁道部经济规划研究院信息中心
中华测绘技术服务公司（总参测绘局科技处）
第29届奥林匹克运动会组织委员会
国家广播电影电视总局无线局
建设部城市交通工程技术中心
建设部城市水资源中心
国家统计局人口社科司
国家发展和改革委员会地区经济司
民政部地名研究所地名信息系统研究室
民政部国家减灾中心
农业部草原监理中心
农业部规划设计研究院
水利部中国灌溉排水发展中心
水利部水土保持监测中心
农业部全国农业技术推广服务中心
农业部草原监理中心
武警总部作战勤务部
农业部规划设计研究院
中国人民解放军空军后勤部
信息产业部电子科学研究院总体部软件室
航天部信息科学研究院
中国地震局分析预报中心国家防震减灾中心国家应急指挥中心
1.3.2全国交通行业ArcGIS平台用户（部分）
北京市交通委员会
上海市交通委员会
浙江省交通厅
辽宁省交通厅
江苏省交通厅
贵州省交通厅
湖北省交通厅
四川省交通厅
湖南省交通厅
山西省交通厅
黑龙江省交通厅
陕西省交通厅
福建省交通厅
广东省交通厅
四川省公路局
重庆市交通委员会
河南省公路管理局
成都市交通委员会
福建省高速公路建设总指挥部
重庆市公路局
广东省公路管理局
云南省航务局
江西省交通厅公路局
泸州市路政支队
河北省交通厅公路管理局
吉林省高速公路管理局
1.3.3重庆市ArcGIS平台用户（部分）
重庆市地理信息中心
重庆市公路局
重庆市规划局
重庆市气象局
重庆市公安局
重庆市政管理委员会
重庆市地震局
重庆市环境保护局
重庆市统计局
重庆市卫生局
重庆市水利局
重庆市水文水资源勘测局
重庆市交通委员会
重庆市建设委员会
重庆高新技术产业开发区管理委员会
重庆市北碚区市政委
重庆市规划设计研究院
重庆市水土保持生态环境监测总站
重庆市巴南区市政园林管理委员会
重庆市南岸区市政绿化管理委员会
重庆渝北区市政管理委员会
重庆市渝中区综合行政执法局
煤炭科学研究总院重庆分院
重庆市江北区市政绿化管理委员会
重庆市万州区市政管理局
重庆市水利规划院
重庆市环境科学研究院
重庆大学建筑城规学院
重庆师范大学地理科学学院
重庆交通大学环境保护与资源开发研究所
西南大学资源环境学院
重庆交通大学河海学院

1.4 ArcGIS 报价
ArcGIS 软件报价
TO：

FROM：
ESRI China (Beijing) Ltd.
ATTN：

TEL：
028-86080839-230
FAX：

FAX：
028-86080839－212
DATE：

ArcGIS配置

序号
产 品 描 述
数量
单价(RMB)
小计（RMB）：
1
ARCGIS SERVER-ENTERPRISE-ADVANCED-V9.3.1
1
740,000
740,000
2
ARCGIS SERVER-JOB TRACKING-EXTENSION-ENTERPRISE-V9.3.1(服务器端跟踪分析模块)
1
170000
170000
3
ARCINFO-V9.3.1
1
180000
180000
4
ArcGIS Network Analyst extension.Single License.(桌面端网络分析模块)
1
31000
31000
5
ArcGIS Data Interoperability ANALYST-CON(桌面端数据互操作模块)
1
42000
42000
6
ARCGIS-SPATIAL ANALYST-CON(桌面端空间分析模块)
1
42000
42000
7
ARCGIS-3D ANALYST-CON(桌面端三维分析模块)
1
42000
42000
8
ArcGIS Engine-Developer Kit-V9.3.1
1
195000
195000
9
ArcGIS Engine-Extension-Network Analyst(网络分析)
1
21500
21500

价格合计：

第二章 应用支撑平台的GIS服务
应用支撑平台是高速公路监控系统（包括信息及信息处理能力等资源）的管理者和服务的提供者，它是一个逻辑整体。在应用支撑平台中，前面我们提到，与GIS相关的功能，主要通过ArcGIS Server提供对面向服务的体系结构（SOA）的支持，以Web Service的方式提供GIS服务。以实现数据和应用的分离。ArcGIS Server可以支持的GIS服务类型包括：
2.1二维地图服务
二维地图服务以提供对二维电子地图的访问服务。创建地图服务之前，需要通过ArcGIS桌面产品创建地图文档，指定矢量和栅格数据源，创建专题图，设置注记，然后通过ArcGIS桌面或基于浏览器的ArcGIS Server管理器发布为地图服务。发布的地图服务可以预先创建地图缓存以提高地图显示和访问效率。地图服务是最常见的GIS服务，它包含一组可选的功能，包括基于浏览器对空间数据库的编辑能力，发布为基于OGC标准的WMS服务能力，以及发布为Google的KML服务的能力。
高速公路监控系统中的交通信息服务可以使用二维地图服务来实现，建设交通信息服务系统，主要服务方式包括网站、短信、热线、广播以及车载导航等，服务内容包括静态交通基础设施信息服务、动态交通信息服务、出行常识信息服务等。
2.2三维地图服务（Globe服务）
在ArcGlobe（ArcGIS桌面3D分析扩展模块的一部分）中创建的Globe文档可以发布为ArcGIS Server的globe服务。Globe服务提供对三维地球的访问能力，可以交互使用三维地球，并将它与其他地理信息叠加显示。
可以在ArcGlobe，ArcReader和新的免费的ArcGIS Explorer应用中使用globe服务。Globe服务还可以被发布为KML服务，被其他的可视化应用所使用。
2.3 空间分析服务
在高速公路监控系统中，涉及到很多专业的决策分析模型，这些模型以空间数据为基础，分析的结果需要在用户应用中展现。ArcGIS Server提供一个简单的机制可以将ArcGIS桌面中构建的空间分析工具和模型发布为服务器上的任务，供远程的客户端调用，而任务本身在服务器端执行。这种将空间分析模型和脚本发布为Web服务的能力，使得GIS服务器变得异常强大。这些空间分析服务可以被多种客户端访问和使用，包括浏览器，免费的ArcGIS Explorer，ArcGIS桌面产品以及通过ArcGIS Engine构建的应用等。
2.4空间数据服务
空间数据服务允许我们使用ArcGIS Server通过LAN，WAN或Internet访问空间数据库。该服务可以支持空间数据库的编辑，数据库复制，通过数据抽取下载拷贝，以及对空间数据库的查询操作。空间数据服务可以使用任何类型的空间数据库，包括ArcSDE空间数据库，个人化空间数据库和文件空间数据库。但是从安全性，数据完整性，高性能和可伸缩能力方面考虑，ArcSDE空间数据库推荐使用企业级ArcSDE空间数据库。
当管理分布在不同位置的空间数据库时，空间数据服务尤其有用。在高速公路监控系统中，市监控中心可以和监控分中心 ArcSDE空间数据库之间可以进行空间数据同步。一旦建立空间数据库，市监控中心和监控分中心可以将ArcSDE空间数据库在Internet上发布为空间数据服务。然后我们可以通过空间数据服务定期在Internet上进行同步更新，在两个数据库服务器间共享变化的部分。
第三章 总结
高速公路GIS监控管理信息系统属于“数字高速公路”一部分，是以统一数据中心为基础，依托路网地理信息视化平台，融合无线通讯传输、计算机处理、专家分析系统等信息技术，以及DBMS、MIS、GIS、GPS等先进的管理技术建立的高速公路信息化管理平台，面向社会、公众的综合信息门户。
Ø 实现了高速公路数据资源的集中存储和充分共享，避免了信息孤岛；
Ø 实现了高速公路总公司门户网站和各种专项业务应用系统的集成，从而实现全公司业务的全过程网络化、数字化、流程化、规范化处理，提高整个公司集团的管理能力和服务水平。
Ø 有利于高速公路各业务部门协调配合，提高工作效率，减少运营成本，减少重复劳动；
Ø 有利于提升高速公路通行能力，提高高速公路利用率，做到安全、快捷、畅通；
Ø 有利于加强预见能力，加快对事故、突发事件处理能力，减少事故发生率，防患未然；
Ø 有利于积累高速公路管理知识、经验，方便领导对全局的把握，有助于领导果断决策、科学决策。