交通信息综合采集子系统概要设计说明书

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1、杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计1杭州智能交通信息平台（一期）杭州智能交通信息平台（一期）交通信息综合采集子系统交通信息综合采集子系统概要设计说明书概要设计说明书同济大学同济大学北京北大千方科技有限公司北京北大千方科技有限公司文档名称文档名称交通信息综合采集子系统概要设计说明书版版本本3.0文档编号文档编号ZNJT-XTMTTXDYBG-03文档状态文档状态 草稿 正在修改 正式发布项目项目名称名称杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目撰撰写写钟国平、吴广君、周占华日期2009-09-07审审批批日期2009-09-07杭州市智能交通信息

2、平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计2版本记录表版本记录表序号序号版本版本修改内容修改内容备注备注11.0根据接口调研和需求文档，完成接口方案设计文档2009年 8 月 27日22.0修改程序流程图2009年 9 月 1日33.02009年 9 月 7日杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计3目目 录录1系统概述. 1 1.1编写目的. 1 1.2系统背景. 1 1.3参考资料. 1 2总体设计. 1 2.1需求概述. 1 2.2运行环境.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.3基本设计概念和处理流程. 2 2.4系统结构体系

3、. 3 2.5功能需求与程序结构的关系. 3 2.6人工处理过程.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.7尚未解决的问题.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3RTMS道路断面流量数据接入4 3.1硬件环境. 5 3.2软件设计. 5 4SCATS数据接入8 4.1数据接入. 8 4.2子系统的结构. 9 4.3操作界面. 9 4.4数据处理. 11 4.5对外数据接口. 11 4.6数据存储. 12 5停车场数据接入. 12 5.1硬件环境. 13 5.2前置机软件设计. 13 5.3数据处理机停车场数据接入软件设计. 15 5.4出租车 GPS数据接入17 5.5公交车 GPS数据接

4、入18 5.6数据接入监控模块. 18杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计11系统概述系统概述 本模块是“杭州智能交通信息平台项目”中数据接入实现部分。根据需求分析 文档的要求，本文档完成数据接入模块的方案设计。模块包含城管办停车新政系统 的停车位实时数据接入，RTMS 道路断面流量数据接入，SCATS 数据接入，交通 局出租车 GPS 数据接入，公交 GPS 数据接入，数据接入监控模块，外场大屏幕显 示系统。1.1编写目的编写目的 根据杭州市智能交通信息平台技术规范的要求和需求分析报告，编制此概要设计报告，供详细设计人员和软件开发人员使用。1.2系统

5、背景系统背景 2009年 6 月同济大学&北京北大千方科技有限公司通过竞标方式承揽杭州市建委的“杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施”项目。其中“交通信息综合采集子系统”软件开发是整体项目的一部分。1、软件产品软件名称：交通信息综合采集子系统软件代号：2、有关单位及人员委托单位： 杭州市建委软件用户： 杭州市综合交通研究中心用户方项目负责人：开发单位： 北京北大千方科技有限公司&上海优途信息科技有限公司开发方项目负责人：吴广君、周占华项目成员：吴广君、王岚、裔鸿庆、王轩轩、周占华、杨阳、丁宁1.3参考资料参考资料 外场数据采集与系统运行监控管理需求分析报告.doc2总体设计总体设计2.

6、1需求概述需求概述 交通信息综合采集子系统包括下面部分：杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计2一部分是已有数据的接入，主要包括现有出租车 GPS数据、公交车 GPS 数据。计划采集 10000辆出租车与公交车 GPS数据，采集处理与传输周期小于 1分钟，第二部分是关键道路断面定点交通参数检测，主要是采用在关键道路断面布设检测系统，对道路断面流量、车速及占有率这些交通参数进行实时采集。计划80 个断面，采集与传输周期小于 1分钟。第三部分是城管办路边停车泊位数据，主要是实时接入城管办“停车新政系统”中的 POS机运营数据，对个停车泊位状态数据进行实时采集

7、。杭州市现有泊位 4 万多个，实行 POS机管理的有 1万多个，停车泊位信息均实时产生，实时上传。还有一部分数据是从交警那获得的路口 SCATS数据，主要是对主城区主要路口各进口道的高峰小时流量及饱和度进行统计。因公安部不允许交警部门与外部系统有物理连接，所以目前只能通过定期导入的方式获得历史数据。上述几种数据每 6个月转存光介质一次。基础交通信息综合采集子系统考虑各部分已有数据的接入模式、接入后的预处理，新增采集点的布设、设备选型及采集到的基础数据的预处理，以及所有这些基础交通数据的存储格式等内容。2.2基本设计概念基本设计概念2.2.1系统建设的原则2.2.2系统建设的目标 为交通信息平台

8、提供稳定可靠的数据源，对各种数据进行格式转换和有效性过滤。2.2.3系统中的技术路线 使用 Java EE Server 作为数据处理的平台，具有开放性和成长性，能够灵活加入新 的模块，以实现新的业务需求。杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计32.3系统结构体系系统结构体系2.3.1软件体系结构 使用面向服务的体系结构（service-oriented architecture，SOA），在各功能之间实 现松耦合。松耦合系统的好处有两点，一点是它的灵活性，另一点是，当组成整个 应用程序的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时，它能够继续存在。2.3.

9、2系统体系结构 使用 Browser/Server三层结构，把数据接入系统按功能划分为表示层 (Presentatioon)、功能层(Business Logic)、数据层（Data Service）三个相对独立 的单元。 表示层使用 Web 浏览器，供操作人员使用界面，输入数据、输出结果。 功能层使用 Java Bean 完成数据的格式转换和过滤，监测。 数据层使用 JDBC 完成数据的存储和访问。2.4功能需求与程序结构的关系功能需求与程序结构的关系 序 号程序需求RTMS 道路 断面流量采 集停车泊位数 据采集SCATS数 据处理出租车 GPS 数据采集公交车 GPS 数据采集系统运行监

10、 控1.实时接入 2.数据清洗 3.异常数据判别 4.实时路段行程 车速计算5.实时出租车位 置分布6.交通运行状态 判别7.实时公交站间 行程车速计算8.公交车到站时 间预测9.实时公交车位 置分布10. 停车场实时可 用车位数统计11. 停车泊位实时 占用情况12. 停停车泊位车辆 到离情况13. 实时道路断面 流量计算14. 道路断面车速杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计4计算 15. 交叉口历史流 量16. 数据接入状态 监控17. 外场设备运行 状态监控18. 7*24 小时稳定 运行（应该还有其它功能需求，请补充）2.5与其它系统的界面划

11、分与其它系统的界面划分本子系统建设与其它系统和相关工程的界面划分如下：与出租车 GPS 中心的界面划分在出租车 GPS 中心的网络交换机，不包含网络交换机。出租车 GPS 中心提供接口软件协议和数据发送程序。与公交车 GPS 中心的界面划分与 RTMS 设备群的界面划分 RTMS 通过 GPRS Router 转公网传送到数据处理机，界面是公网 IP 地址的监听端口。与城管办“停车新政系统”的界面划分城管办机房的网络交换机，停车新政系统中的数据转发模块通过交换机传送到前置机上。ARCGIS 进行开发所用的电子地图由其它系统提供。3RTMS 道路断面流量数据接入子系统道路断面流量数据接入子系统3

12、.1需求概述需求概述 为采集全面、完整、可靠的交通信息资源，除了有效接入已有交通数据之外还将在杭州主城建成区建设断面定点交通检测器。断面检测数据包括：分车道分车型的流量、车速及占有率，采样周期 1 分钟，统计周期 1 分钟。共 174 个道路断面流量检测设备，每 1 分钟产生一次数据包，包含流量和平均速度信息。3.2运行环境运行环境3.2.1开发平台 Windows 2003, Java, Eclipse, Spring Framework, Jetty.杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计53.2.2运行平台 Windows 2003, Java,

13、Spring Framework, Tomcat.3.2.3数据库平台 Windows 2003 Server + Oracle 10g3.3硬件环境硬件环境 整个硬件环境由 RTMS 设备群、通信数据处机与数据库服务器等部分组成， 通信数据处理机通过 TCP/IP 获得 RTMS 设备群发送过来的数据，经过处理之后保 存到数据库服务器。图一：硬件环境示意图图一：硬件环境示意图3.3.1RTMS 设备 RTMS 定点设备，检测道路断面的车流参数，通过 GPRS Router 发送到通信数据处 理机。3.3.2通信数据处理机 所有的数据发送到数据处理机，完成数据的接收，格式转换，和连接状态检测，

14、提 供与监控子系统的接口。3.3.3数据库服务器 存放原始数据，解析过的数据，和连接状态变化数据。3.4软件设计软件设计 整个软件处理可分为输入部分、处理部分与输出部分三层典型的结果。3.4.1输入部分 （1）底层协议 向 RTMS 终端通过串口连接 SARO GPRS router，GPRS Router 起到数据连接 Modem 的作用。GPRS Router 使用 GPRS 链路发送与接收数据，数据传输建立在 TCP/IP 协议之上 （2）业务协议杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计6采用 RTMS协议进行通信（参见文档RTMS通信协议应用说明）

15、 报头标识长度数据校验和 0xFF0x200x093.4.2处理部分（1）建立连接 需求：建立并维护数据处理机与多个 RTMS终端设备建立的通信网络连接 方案：通过 GPRS无线网络自动建立 TCP的连接需求：GPRS Router 自动发起连接请求，发送注册帧，通过 GPRS Router 的 ID 确定 RTMS设备，空闲时发送心跳幀。 方案：以 Server 方式监听 Socket ，维护连接会话。 （2）获取数据 需求：从多个 RTMS终端实时区取数据并做到不重复不遗漏 方案：采用监听模式，每个数据周期发送后，RTMS终端数据自动清零需求：获取数据时存在如下问题：对 RTMS 数据访问

16、的速率、对收到的错误 数据如何处理； 方案：RTMS 与 GPRS Router 之间使用串口通信 9600 波特率，传送数据。收 到错误帧，则记录出错时间和数据，已便于统计。 （3）解析数据 需求：将获取到的数据进行初步解析存入到数据库 方案：按照 RTMS的帧格式按字节解析数据。 重点：给出解析用数据格式，以及数据之间关系 （4）性能要求杭州市智能交通信息平台一期工程软件开发与实施项目交通信息综合采集子系统概要设计7需求：在性能上保证延时迟可能少，数据处理尽可能及时 方案：采用多线程技术，建立并保持多个 TCP/IP 通信连接，由于只需要写入 数据，没有读取要求，数据库不采用缓存技术3.4.3输出部分 （1）数据存储接口 数据处理结果可采用 JDBC 等连接方式存入 Oracle 10g数据库，其他模块可以直接 使用数据库表来访问数据。 英文列名中文列名类型长度PK允许为空 ID主键NUMBER10pkNOTIME接收时间TimestampNOmodemid设备编号