周明明，　周晓梅

(中海网络科技股份有限公司， 上海 200135)

移动GIS技术在公路养护系统中的应用

周明明，周晓梅

(中海网络科技股份有限公司， 上海 200135)

摘要:移动互联网的发展给传统行业的发展带来了机遇，公路养护行业也是如此。从养护行业现状出发，研究了移动GIS技术下的公路养护系统的功能、软件架构和关键技术。实践表明，应用基于移动GIS的公路养护系统能够很好地提高养护的信息化水平。

关键词:移动互联网； 公路养护； 移动GIS

0引言

公路养护工程是公路管理的重要组成部分[1]，如何利用先进的信息化技术使公路养护管理科学化、智能化，并从周期性养护向预防性养护转变，成为了一个迫切需要解决的问题。移动互联网的飞速发展[2]，使移动办公成为了可能。

基于移动地理信息系统(Geographic Information System, GIS)的公路养护信息系统能够帮助养护工作人员随时随地传递实时信息，实现道路、设施、保洁、投诉等多种作业信息的集成，提高养护信息的共享程度，为科学化管理打下基础。此外，管理人员还可以及时将决策信息和计划信息下达到养护人员中，提高养护作业水平。

1公路养护系统现状分析及功能设计

1.1国内现状分析

1) 贵州省目前执行的具有公路养护功能的系统主要有：公路养护管理系统、路基管理系统、高速公路隧道养护系统和中国公路桥梁管理系统。各系统相互独立运行，数据相互隔离，功能尚未得到整合。另外，日常巡查月报等均采用纸质文件的形式上报地区，地区中心需进行二次加工，不支持流程化、一体化管理。

2) 广东省东城养护所虽已实现养护所、养护站二级办公联网自动化，但是其移动养护终端设备主要局限于路政车和手持PDA(Personal Digital Assistant)，不能够实现基于移动电子地图的可视化信息展示和管理。

3) 北京市的养护管理实现了可视化管理、基础信息采集自动化和养护基础管理的规范化[3]，但是和广东一样，其在移动终端方面主要使用的依然是移动路政车辆和PDA，在移动可视化管理方面不是很成熟。

可以看出，国内将移动GIS技术应用于公路养护的研究才刚起步，智能手机和平板电脑等主流终端设备也还未得到充分利用。

1.2系统功能设计

移动GIS技术的应用，可充分发挥公路养护系统可视化、移动性的优点，使其能够很好地应用于公路养护管理的信息发布、事件上报、设施管理和保洁管理等。

1.2.1系统总体功能

根据养护的需求和移动GIS技术的特点，基于移动GIS技术的公路养护系统的主要功能模块见图1。

1.2.2公路养护巡查子系统

以养护巡查系统[4-5]为例，详细研究了基于移动GIS的终端系统下的养护巡查系统的主要功能。

目前，公路养护部门仍然需要亲临现场去了解大、中修项目的进展情况和路面的突发状况，这样很难保证信息的准确性，同时也延误了对突发状况的处理。因此，将移动GIS技术应用到公路养护巡查中显得尤为必要。通过移动GIS技术，可以详细记录施工进度和灾害发生的具体位置，准确描述发现的问题，及时上传现场采集的图片信息；利用iPad移动端记录位置信息，为公路大、中修巡查及道路突发状况提供实时、高效、准确的数据采集方案，以帮助管理人员加快制定决策方案。公路养护巡查系统的功能模块见图2。

图1　移动养护系统功能模块图

图2　公路养护巡查功能模块图

2基于移动GIS的公路养护系统软件架构设计

系统软件架构主要分为应用层、服务层、支撑层和平台层。分别代表了系统的各个组成部分(见图3)。

1) 平台层中，移动端的GIS系统是利用ArcGIS runtime for IOS SDK, 基于ipad开发的系统，PC端的Web和C/S系统是基于中海科技的iScope智慧交通管理平台，该平台具有跨平台、高性能、可配置、易扩展和支持多语言开发的特点，在多个智能交通系统中有了成熟的应用。

2) 支撑层是整个系统的中枢单元，由数据管理系统、通信传输系统、服务管理系统和运行维护系统组成。

3) 服务层由一系列遵循一定规范的应用接口组成，是暴露给应用层进行集成、扩展的应用程序接口。

4) 应用层由3块组成：基于iPad端的移动管理系统、基于PC机的WebGIS管理系统以及布置在专有区域的客户端管理系统。

系统的架构以iScope3.0[6]架构为基础。iScope3.0以服务总线为核心，系统中的各类服务动态挂接在服务总线上，服务采集加工后的数据在服务总线上实时流转，通过统一的接口提供给逻辑层和展示层；同时，服务总线接收展示层发送并经逻辑层处理分析的指令，经解析后调用对应的服务把指令发送到目的地(设备或其他系统)。服务总线支持动态的数据订阅和服务注册功能。

图3　移动GIS公路养护系统软件架构

3移动GIS关键技术

3.1ArcGIS runtime for IOS SDK

ArcGIS API for IOS使用户可以用Objective C语言调用ArcGIS Server提供的功能创建应用，包括强大的地图、地址编码、GP服务和自定义能力，部署在iPhone，iPad等设备上。API包括了本地化的Objective C语言资源库、模板和样历，可以在Xcode IDE中使用。该API的具体用途有：

1) 能够混合展示和使用动态或缓存的地图服务，此类地图服务可以是由ArcGIS Online 或 ArcGIS Server发布的服务。

2) 执行复杂的地理过程任务并展示结果。

3) 搜索和识别要素，创建要素查找报告。

4) 收集来自于草图绘制或嵌入式设备内的GPS采集到的位置信息。

3.2地图要素显示控制技术

地图要素显示控制对于移动端的养护系统具有重要的意义。基于移动GIS端的公路养护系统的一个重要的优势就是可以实现信息的随时随地查询，并可基于GIS地图可视化地展示出来。在移动端的屏幕大小有限和使用环境经常变化的情况下，将不同种类的信息分类组织起来，选择性地显示在移动端上，对于提高移动GIS养护系统的可用性而言具有重要意义。

用户点击地图后，mapView会通知委托对象响应下面的方法：

(void)mapView:(AGSMapView *)mapViewdidClickAtPoint:(CGPoint)screen mapPoint:(AGSPoint *)mappoint graphics:(NSDictionary *)graphics

其中，mapView为用户点击的地图，CGPoint为UI的坐标，AGSPoint为地图坐标，graphics为要素字典。用户可以判断选择哪些要素和要素显示的具体图层。

地图要素显示控制技术可以应用于交通状况分类的显示、道路设施的分类显示、投诉案卷的选择性查询等等。通过地图要素选择性显示技术，可以使需求更为细化，软件的可用性和交互性大大提升。

3.3图像传输技术

基于iPad的移动GIS养护系统的另一个重大优势是可以实现多类型的数据采集，包括视频、图片和音频。在这几种类型中，图片采集上传是最常用的。相比于传统的公路养护系统，移动GIS养护系统可以利用iPad端的摄像头实现现场拍照上传，同时也可以选择ipad本地的图片进行上传。

图像传输主要包括以流程：

1) 调用摄像头和使用本地图片。

调用摄像头使用的是UIImagePickerController及其委托对象UIImagePickerControllerDelegate的方法。

2) 图片信息的上传。

图片上传到后台采用切片Slices调用Webservice实现上传。

(void)startUploadFile

{

uploadWebInterface=[[WebserviceInterfacealloc]initWithType:WebserviceForComplainImageUpload];

uploadWebInterface.webserviceDelegate = self;

[uploadWebInterfacestartWebserviceRequest];

}

图像传输技术可以应用于各种事件上报子系统，如飞车垃圾上报子系统、非法掘路上报子系统、突发事件上报子系统。通过图片结合文档的移动上报，可以实现信息的全面、实时传递，为管理单位迅速准确地做出决策打下了基础。

4应用案例

移动GIS公路养护系统的典型应用之一是上海浦东环保子平台路政养护移动应用系统。该系统依托浦东公路署环保局子平台的业务、资源支持，为提高路政管养效率、处置应急事件和领导移动办公提供了基于移动互联网的终端平台。该系统利用推送消息及时向用户发布相关管养消息，同时将道路基础设施相关信息集成于软件中，为用户提供了集设施管理、事件处置和巡查上报为一体的信息化公路管养手段，在实践中取得了良好的效果。系统部分功能见图4。

图4　移动GIS道路设施管理界面图

5结语

移动公路养护系统是移动GIS技术的一个新的应用，其基于GIS和移动互联网等先进的信息技术，提供了一体化的公路管养手段，在实践中取得了良好的效果。随着移动互联网的发展，各种移动终端设备(特别是手机和平板电脑)的流行为移动GIS的应用推广提供了平台。不仅如此，各种GIS平台厂商也了陆续推出支持不同移动系统的二次开发工具，推进了移动GIS技术的广泛应用。各种传统行业，尤其是智能交通这种地域性广泛的行业，势必会在移动互联网下获得新的发展空间。

参考文献：的每个项目请写满，不要漏项。

[1]赵大军，沈艳东，崔岩，等. 公路养护技术[M]. 北京：北京理工大学出版社，2009.

[2]杨栋梁. 移动互联网发展趋势的研究[J]. 电脑知识与技术,2012,8(5):1039-10442.

[3]兰戟，王丹.北京市公路路政管理、养护管理及应急管理信息化系统的构建[J].公路,2012(5):302-307.

[4]曾文华，鲍志雄，金永新. 基于“云+端”的移动GIS道路养护巡查系统[J]. 测绘通报，2013(12):81-84.

[5]薛鹏涛，冯志慧，许金良，等. 基于智能手机的干线公路养护巡查系统[J]. 河南农业大学学报，2012，46(8)：434-437.

[6]刘大伟，唐又林. 智慧交通管理平台iScope的应用与发展[J]. 上海船舶运输科学研究所学报， 2012，35(2)：22-29.

《上海船舶运输科学研究所学报》征稿简则

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4. 参考文献应出自文中直接引用的公开出版物，各类文献的著录格式及示例如下：

① 期刊：作者.题名[J].刊名，出版年，卷(期)：起止页码.

(例：[1]夏学知，杨警，徐海樵.异种网互连的设计与实现[J].计算机工程与应用，1998，34(1)：19-21.)

② 专著、论文集：作者.书名.[M].版本.出版地：出版者，出版年：页码.

(例：[2]Doucet A, Gordon N J. Sequential Monte Carlo methods in practice[M]. New York:Springer,2001.)

③ 论文集中的析出文献：作者.析出文献题名[C]//论文集主要责任者.论文集名称.出版地：出版者，出版年：析出文献起止页码.

(例：[3]徐道远，符晓陵，寿朝辉.混凝土三维复合型断裂的FCM[C]//涂传林.第五届岩石、混凝土断裂和强度学术会议论文集.长沙：国防科技大学出版社，1993：19-24.)

④ 学位论文：作者.题名[D].保存地点：保存单位，年份.

⑤ 科学技术报告：作者.文献题名[R]. 出版地：出版者，出版年：起止页码.

⑥ 电子文献：作者.题名[电子文献及载体类型标识].出版地：出版者，出版年(发表或更新日期)[引用日期].获取和访问路径.

(例：[4]PACS L.the public-access computer systems forum[EB/OL].Houston,Tex:University of Houston Libraries,1989[1995-05-17].http://info.lib.uh.edu/pacsl.html.

⑦ 网络电子文献类型和标识：数据库为[DB/OL]；计算机程序为[CP/OL]；电子公告为[EB/OL]。

⑧ 标准：责任者.标准编号，标准名称[S].出版地：出版社，出版年.(例：[5]国家技术监督局.GB 3102.3—93力学的量和单位[S].北京：中国标准出版社，1993.)

⑨ 外文作者姓前名后，名用缩写，不加缩写点。

来稿请寄：上海市浦东民生路600号，《上海船舶运输科学研究所学报》编辑部，邮编：200135

联系电话：58856638-2339传真：(021)58522151E-mail:shcyxb@sssri.com

收稿日期：2015-01-22

作者简介：周明明(1991—)，男，安徽无为人，硕士生，主要从事智能交通方面的研究。

文章编号：1674-5949(2015)01-083-04

中图分类号：U418

文献标志码：A

On the Mobile GIS Technology in Highway Maintenance System

ZhouMingming，ZhouXiaomei

(China Shipping Network Technology Co., Ltd, Shanghai 200135，China)

Abstract:With the development of mobile internet, a lot of opportunities have been brought about in traditional industries, especially on highway maintenance industry. In this paper, we study the function, software architecture and key technology of highway maintenance system which based on mobile GIS technology. Practice shows that the highway maintenance system based on mobile GIS can improve the level of maintenance informatization very well.

Key words:mobile internet; highway maintenance; mobile GIS