陈 宇李 俊韦桃贤

（1.南宁市公安局交通警察支队，广西 南宁 530028；2.广西海蓝数码科技有限公司，广西 南宁530022）

基于GIS的城市道路交通安全管理系统

陈 宇1李 俊2韦桃贤2

（1.南宁市公安局交通警察支队，广西 南宁 530028；2.广西海蓝数码科技有限公司，广西 南宁530022）

地理信息系统在30年内取得惊人的发展，广泛应用于很多领域。在城市道路交通安全管理上使用GIS系统可以完善道路交通管理的手段，提升城市道路交通安全管理的水平，减少事故的发生，使事故对道路通行的影响最小化，为各级管理部门和事故处理部门的宏观管理、微观分析及决策提供全面服务。文章分析了GIS技术应用于城市道路安全管理系统的必要性及优点，探讨了基于GIS的城市道路安全管理系统的功能、设计思路及其开发的技术路线。这对建立实用的安全管理系统，提高道路安全管理水平及拓宽GIS的应用领域具重要的意义。

城市道路交通；安全分析；GIS

1 现状分析

随着中国经济的快速发展，中国汽车保有量也在不断增长，城市道路交通安全问题毫无疑问已经成为人们生活中的最重要问题之一。根据有关数据统计，2010年我国道路交通事故件数、受伤人数、死亡人数和直接经济损失四项指标分别达到了219521起、254075人、65225人和9.3亿元人民币。面对如此严峻的道路交通安全形势，如何才能有效避免交通安全问题已经成为一个重要的课题。

驾驶员的生理和心理状态、车辆的性能、道路状况和设施配置，这些都是能影响到城市道路安全的因素，所以城市道路交通安全涉及到的因素很多。其中这些因素可以分为静态因素和动态因素，这两种因素之间的相互作用，是道路交通安全管理的特点和难点。现行道路交通安全管理系统对动态信息的采集、分析和处理能力很差，无法对动态因素进行实时监控和管理。同时，与道路交通安全相关的各功能模块的集成尚不够成熟，没有建立起统一的道路交通安全管理系统。

目前，我国缺乏先进的现代化交通控制手段和安全管理、事故检测和处理系统。现在大多数城市的道路交通管理中大量的统计数据无法发挥其在分析预测和实时控制等方面的作用。地理信息系统(GIS)是一组具有图形数字化、空间数据管理、检索、模型运算和多种输出功能的软件，它可以将空间数据和交通管理中各种属性数据结合起来的特性，提供直观的查询统计界面，并进行事故分析预测、提供交通控制指令等强大功能。应用GIS综合开发和实现基于GIS的城市道路交通安全系统，可以为交通指挥和事故管理部门提供一个卓有成效的管理平台，为提升交通指挥部门的管理业务水平起到积极的意义。

2 城市交通的特点

2.1 行人、非机动车多

人口密度高是城市的特点，特别是在上班和下班的交通高峰时段，道路拥挤异常。

个别行人的交通安全意识差，对于交通法规观念淡薄，经常交通违章。在无安全防护设施的路段和无交通信号、无交警指挥的交叉路口处，经常会有行人随意地横穿马路翻越围栏或在车道上行走。如此人车混行，道路交通状况十分混乱，十分容易造成交通事故的发生。

2.2 机动车多

现在我国经济的迅速发展，各种车辆如私家车、办公用车、公共汽车、出租车的数量迅猛增长，城市道路负担越来越重，拥堵现象时有发生。特别是在大中城市，每天上下班都是堵车的。

再加上个别机动车驾驶人交通意识差，无视交通法规，行驶无规律，争道抢行，任意停车，妨碍其他车辆行驶。如此交通状况，影响机动车辆行驶速度，降低道路通行能力，十分容易造成交通堵塞，甚至发生事故。

2.3 道路拥挤

道路是城市建设的基础设施，虽然随着城市的发展，有关部门对道路进行了大量的建设和改造。但是由于各种原因，城市的道路状况并不能适应现代交通发展的需要。城市交通发展的一大矛盾问题，始终是路少车多，在一定程度上制约了经济发展的速度。此外，县级城镇道路，交通信号基础设施不完善，交通网络布局不合理，占道摆摊和违章建筑也降低了现有道路的利用率。

2.4 交通设施完善

大中型以上的城市交通信号、安全设施较为完善。立交桥的出现提高了道路畅通能力，缓解了城市交通不堪重负的局面。

3 系统设计

3.1 系统结构

3.1.1 软件结构

基于GIS的城市道路交通安全管理系统的主要分为五大模块：

（1）道路交通信息的采集和处理；

（2）道路交通信息查询；

（3）交通事故信息统计分析和预测；

（4）交通事故的管理模块；

（5）交通基础数据管理模块。

图1 软件结构

3.1.2 数据存储结构

交通事故信息分为两种，一种是用文字描述的属性信息，另一种是记录交通事故发生的照片和影音信息。系统运行有一定事件后，交通事故的数据量非常大，文件的存储和检索的性能将会大大降低。为提高文件存储和检索性能，必须有一个独立的系统模块对文件进行处理。

图2 数据存储结构

3.2 系统功能

近年来，通过信息化手段降低城市道路交通事故率有了长足的进展，其中之一就是将地理信息系统（GIS）应用到城市道路交通安全管理中。地理信息系统（GIS）是由计算机软硬件和地理信息数据组成，可以有效地维护、分析及显示所需格式地理信息的综合信息系统。城市道路交通GIS应是道路交通安全管理的有力武器，它不仅能为各级管理部门和事故处理部门的宏观管理、微观分析及决策提供全面服务，同时还能为工程技术人员分析事故提供多一种手段。

3.2.1 基础数据管理

系统具有道路交通设施基础数据录入与管理功能，在地图上进行操作，相比以往的文字列表型信息更直观、更方便。基础数据包括：

（1）路网信息。包括道路名称、道路的长度、路段的速度限制和在道路限制的车辆种类、通行时段，是否为单行道等。

（2）道路信息。包括道路的方向、车道种类、车道数量、车道限速和车道宽度、道路占用情况。

（3）交通设施信息。包括交通指挥岗亭、交通信号灯和交通标志的信息。公共汽车、地铁车站的位置，测速雷达、监控摄像头等数据采集设施的位置等。

3.2.2 交通事故信息管理

各种类型的交通事故数据和相关的指标数据都可在GIS系统地图上进行条件查询，并可以饼图、直方图、曲线图等直观的图形报表显示出来，图形显示可任意放大缩小。对记录事故的照片、影像也可以进行存储、检索和播放，更全面的记录事故的发生和结果。不同事故类型可按照用户要求分别显示或整体显示，最大限度地提高工程技术人员的事故分析水平和安全管理人员的决策能力及效率。

3.2.3 事故统计分析

本功能遵照公安部的统计规范进行事故统计的设计，并加入事故预测功能。报表功能分为定期报表和特殊报表功能，定期报表可采用表格形式或地图形式。有关部门的管理者能够通过这些报表更全面地了解本地区或是某一区域交通事故发生的概率和频率。特殊报表通常是应某一特殊要求而生，快速生成所需要的报表的功能。

（1）事故相关信息。包括事故经常发生的地段，视野条件、能见度、有没有交通标志等地形条件，容易引发交通事故的位置，交通事故的严重程度、类型等属性信息。

（2）统计信息。包括路段的年通行能力、平均通行速度、车流量等。

（3）道路交通事故对比。系统提供一定时间段内的道路交通事故数据对比功能（同比、环比），通过GIS地图直观显示多发点的分布情况及变化趋势。

（4）事故多发地点段分析。系统通过运用OLP技术，设定“事故数量”、“受伤人数”、“死亡人数”、“经济损失”等，实现33大类60个子项共计93项事故因素进行排查和分析处理，为交通事故管理部门提供宏观决策的数据支持。

（5）预警功能。以系统中的事故数据分析事故的变化趋势，预测出事故多发地段的分布情况，在电子地图上直观地显示和表现各个预警点的分布状态。

（6）趋势分析功能。使用时间序列算法，根据系统数据分析某个区域、某条道路未来事故发生的趋势，为领导层提供决策支持。

3.2.4 事故预防

想要预防事故的发生，必须对未来将要发生的事故作出预测，分析未来事故的危险程度和发展趋势，发现事故黑点，并给出应采取的防治措施。交通事故黑点地段，又称交通事故多发地段，老百姓俗称的“鬼路”。

从微观的角度分析，分析研究出某一路段或某一交叉口为什么会成为事故黑点，它的交通事故发生规律和发生机理，以便制定安全对策。这种角度的分析则需要更多的地理因素信息信息和环境因素信息，所以简单的数据文件形式是不能满足要求的了。这必须要借助直观形象的电子地图进行安全分析显得很有必要。

又可以从宏观角度，将有相似条件因素的事故黑点归类，总结出事故发生的主要因素。抓住主要矛盾，制定解决方案，从根本上预防交通事故的发生。

利用大量已有的数据对事故黑点进行交通安全分析，基于地理信息系统的存储、分析、地图可视化显示以及辅助事故预案的制定是先进的城市道路交通安全管理系统的基础和道路交通事故预防的关键技术之一。

3.2.5 系统管理

系统用户和权限管理，不同权限级别的用户，只能查看或维护其所管理的区域的数据，实现分区域管理到人，分工管理。

系统日志管理，记录系统中硬件、软件和系统问题的信息，同时还可以监视系统中发生的事件。

3.2.6 系统接口

系统预留接口，与相关的办公自动化系统、公安交警快报统计系统实现交换和信息共享。接入交通监控系统，获得实时道路交通信息。

4 结束语

现在，我国GIS已经进入了快速发展的阶段，在很多大中型城市中，应用于道路交通安全的地理信息系统已经进入实际开发和应用推广阶段。基于城市道路交通安全系统按照事故四项指数作为排查的数据基准，自动化地进行分析和排查，将道路交通事故不同指标下的道路事故多发点段标注在GIS的电子地图上，可以直观将事故变化趋势和分布显示出来，为道路交通事故管理者的宏观决策提供支持。

城市道路交通管理逐步向智能化的方向发展，一个全方位发挥作用、准确、高效的城市道路交通安全管理系统将为我国道路交通管理提供越来越可靠的安全保证，使城市的道路交通更加安全、可靠、舒适和便捷。本系统建立实用的安全管理系统对提高道路安全管理水平及拓宽地理信息系统的应用领域具重要的意义。

[1] 严海,杨天军,关宏志.城市道路交通安全管理决策支持系统[J].长安大学学报(自然科学版),2008,(2):84-88.

[2] 中国救援网 中国历年道路交通安全事故统计(1995-2011)［EB/OL].http://www.chnjy.com/content.aspx?cid=5293, 2012-03-29.

Urban road traffic safety management system based on GIS

GIS has made remarkable development in 30 years, is widely used in many fields. Using GIS in urban road traffic safety management can improve road traffic management tools to enhance the level of urban road traffic safety management, reduce accidents, so the impact of road traffic accidents is minimized, for all levels of management and incident handling macroeconomic management, micro-analysis and decision-making to provide comprehensive services.This article analyzes the necessity and advantages of GIS technology used in urban road safety management system, discusses the functions of GIS urban road safety management systems, design ideas and the development of technology-based route. This is useful for establishing the safety management system to improve road safety management level and broaden the applications of GIS with significance.

Urban road traffic; safety analysis; GIS

F294.3

A

1008-1151(2015)01-0051-03

2014-12-13

陈宇（1979－），男，广西南宁人，南宁市公安局交通警察支队助理工程师，从事智能交通工作。