云南省公路网交通量统计系统的设计与实现

徐荣荣，姚俊峰

（云南省交通科学研究院有限公司，昆明 650000）

0 引言

公路网交通流量调查是公路建设与管理的一项基础性工作，对促进公路交通事业的健康发展具有重要的保障作用，为公路规划、建设、管理、养护及公路信息化建设提供基础数据支撑。交通量观测站点是交通量统计和分析数据的直接来源，截至2017 年底，云南省共建成1 906 个交通量观测站，其中连续式自动观测站383 个、间隙式观测站665 个、比重式观测站858 个，形成了以连续式调查、间隙式调查及比重式调查相结合的云南公路交通情况调查体系，为云南省公路建设管理重大规划的制定和行业发展的科学决策提供了重要依据。

1 云南省公路网交通量统计系统的需求

1.1 系统功能需求

系统功能需求主要从业务应用、决策应用及公众出行服务角度进行分析，为用户提供报表生成、信息共享、决策分析、信息服务、协同管理等功能。目前，该系统主要用户包括交调统计业务人员、交通决策分析人员、公路规划设计养护人员及社会公众等，其需求如下。

1.1.1 交调统计业务人员

公路交调统计业务人员的需求集中在生成报表、决策分析、信息服务、协同管理等方面。交调业务人员需要通过系统快速地进行系统录入、在线填报及审核，导出报表，能够对统计数据进行及时、灵活、快速的查询，因此该系统要具备提供时空对比分析、趋势分析等功能，为交通管理决策提供支持。

1.1.2 交通决策分析人员

省级宏观决策分析人员的需求集中在信息共享、决策分析及信息服务功能等方面。通过分析省内过境通道、战略区域、重要节点（边境口岸、旅游景区、城市出入口）等交通量变化情况及相邻省份交通情况，对省内经济运行态势进行综合判断；结合路网里程、路网结构等指标对省内公路网适应程度进行辅助评价，制定省内公路发展政策。

1.1.3 公路规划设计养护人员

省级公路规划设计养护人员的需求集中在决策分析和信息服务方面。结合交通流量调查数据、公路基础数据分析省内路网的适应程度，制定本省公路发展规划、战略、方针政策；利用管辖区域内的交通量信息进行建设项目投资决策与管理，通过掌握公路重载交通分布情况，确定公路养护合理周期，制订养护方案、安排养护时序。

1.2 系统性能需求

1.2.1 安全性与可靠性

该系统管理的数据包括公路交调数据、公路网基础数据，具有一定信息安全保护要求，同时该系统属于实时在线业务系统，对可用性要求很高，要求具备7×24 小时不间断运行能力，因此该系统在设计和开发时需充分考虑系统的安全性和可靠性，在多个层面上提供相应的安全保障。

1.2.2 高性能与稳定性

该系统需要为用户和多个应用系统提供服务，所以设计人员从服务器处理能力、网络带宽传输能力、软件系统服务效率等角度进行综合分析，合理设计软件系统结构、数据存储配置方式，以确保系统在大量用户同时访问的高峰时段正常运行，系统要具有足够的处理能力，保障服务质量。

1.2.3 可维护性和扩展性

由于系统在使用过程中，功能会不断得到升级完善，因此设计人员在设计时充分考虑系统的扩展性需求，遵循模块化原则，采用了结构化程序设计思想，使得系统在模块、分类、编码及数据结构等方面，都具有良好的可伸缩性，做到层次性划分、模块化架构设计，这样既提高了系统的可维护性，同时能够根据需求进行灵活调整，满足系统未来升级和扩充的需要。

2 系统架构设计

系统采用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构，服务端分为系统应用层和数据存储层。系统应用层主要是数据的应用及展示，以及对数据的管理，包括综合分析应用、交调通App 及一些辅助管理的应用，如数据质量监控、数据接口管理等。在数据存储层，对数据库群进行功能划分，可分为3 类数据库群：①全省公路网的基础数据库群，包括公路基础数据库、交调基础数据库及地理信息数据库；②动态数据库群，包括调查采集数据库、交调共享数据库、行业相关信息库、业务协同数据库、系统运行数据库及知识模型数据库；③主题数据库群，包括交调统计数据库、运行监测数据库及综合分析数据库。系统功能架构如图1 所示。

图1 系统功能架构

3 系统功能设计

3.1 基础信息管理模块

基础信息包括静态信息和动态信息。站点静态信息主要包括站点基本信息、站点位置信息、站点设备信息、站点所属道路、站点扩展属性等；站点动态信息主要包括站点巡检记录信息、站点的维修维护记录及站点交通数据流量。

3.2 系统管理模块

对一个完整的系统来说，系统管理模块是必不可少的，系统管理模块主要包括系统权限控制、单位管理、系统日志管理及数据库管理等（见图2）。

图2 系统管理模块构成

3.3 数据通信与数据交换模块

数据通信与数据交换模块主要用于与部级平台及其他省级业务平台进行数据交换，系统提供了两种交换方式。一是数据包分发功能，主要用于按照通信协议要求，作为服务器端对站点数据进行实时分发，以满足不具备多端发送条件的交调站数据分发至不同交调平台、共享站点数据的需求。二是Webservice 应用接口，主要用于为其他非交调应用系统平台（如路网运行监测系统、公众出行服务系统等）提供数据，系统接口采用超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）应答方式，数据使用JSON 格式。

3.4 综合分析模块

综合分析模块主要对采集的交调数据，结合地图数据、公路网基础数据、轴载数据、电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）门架数据及历史数据等信息进行多角度综合分析和专题分析，综合分析模块功能包括口岸公路分析、旅游公路分析、重车监测分析、公路适应性评价、统计报表、分类分析、趋势分析、车道分析、黄金周分析及专题地图等。

3.5 信息报送管理模块

该模块主要为省、州、市、县、站各级交调业务人员提供基础信息、交通量调查、车速调查、比重调查、轴载调查等数据的入库、校验、数据审核、报表管理等服务。该模块功能包括基础信息管理、调查数据管理、多源数据管理、审核报送管理、统计报表5 个方面。

3.6 移动端信息服务模块

移动端信息服务模块主要是各类手机App 应用，为行业统计分析用户提供交通流量统计信息快速查询功能，为站点运营维护人员提供站点现场巡检、维修维护及数据校准功能。

3.7 数据质量监控模块

数据质量监控模块主要实现对站点运行状态、数据传输情况、数据处理情况及磁盘空间容量等的监测，并用于统计计算站点在线率、数据包完整率、及时率、准确率等指标。

4 系统实现

该系统采用前后端分离的软件系统架构，并通过WeBAPI 进行前后端交互。后端使用.Net Core，前端可根据需要配置各种界面（User Interface，UI）框架，如EasyUI、iView 等，移动App 端采用uni-app 框架，能够满足编写一套代码的需求，即可发布到IOS、Android、H5及各种小程序上面。

在数据存储方面，该系统使用分布式存储技术，将数据分散存储在多台独立的设备上，以解决集中存储带来的系统瓶颈问题。该系统通过应用元数据管理、系统弹性扩展、存储优化等多项技术，实现多台服务器分担存储负荷，并利用位置服务器定位存储信息，不但提高了系统的可靠性、可用性及存取效率，还易于扩展。在数据访问方面，该系统通过识别出热点数据并对其进行缓存或预取，以提高访问性能。

5 结语

云南省公路网交通量统计系统已上线运行，并实现了与“七彩云南智慧出行系统”“云南省交通运输公众服务系统”“路网运行监测系统”等系统的数据实时交换，有力保障了云南省交通行业信息化建设的协调发展。同时，该系统数据广泛应用于公路网规划与调整、公路建设投资评价、通行费预测、公路养护管理、路网运行监测与评价、交通应急处置、公众出行服务等领域。