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交通系統論文范文第1篇

1.1供電方式

東莞軌道交通2號線采用集中供電方式，即2號線全線設置2座主變電所，分別叫旗峰公園主變電所和厚街主變電所，由東莞供電局城市電網220kV立新變電站接入兩回110kV電源至110kV旗峰公園主變電所，220kV景湖變電站和220kV雙崗變電站各接入一回110kV電源至厚街主變電所，通過主變電所110/35kV兩級電壓降壓后向城市軌道交通沿線的牽引變電所和降壓變電所供電。厚街主變電所為2號線專用主變電所，旗峰公園主變電所同時向規劃中的1號線供電，實現資源共享。

1.2主接線方式

城市軌道交通主變電所基本上都為終端變電所，110kV側常用的接線方式有三種，即內橋接線、線路-變壓器組接線、帶跨條的線路變壓器組接線方式。旗峰公園和厚街主變電所的接入系統方案均為兩回專線，在供電系統設計中已經考慮一臺主變壓器或其對應110kV進線電源故障時，由另一臺主變壓器承擔該所正常供電范圍內的牽引負荷和動力照明一、二級負荷，其供電可靠性能夠滿足東莞軌道交通2號線供電的要求。從節省工程投資、集約用地和便于今后的運營、維修考慮，旗峰公園、厚街主變電所110kV側采用線路-變壓器組接線方式，35kV側采用單母線分段接線方式，并設置母線分段斷路器。

1.3運行方式

正常運行時，主變電所35kV母線分段斷路器分閘，兩回110kV進線電源、兩臺主變壓器、兩段35kV母線分列運行。旗峰公園主變電所承擔東莞火車站～西平站段（含東城車輛段）的牽引負荷和動力照明一、二、三級負荷，厚街主變電所承擔蛤地站～虎門火車站段的牽引負荷和動力照明一、二、三級負荷。非正常運行時，當主變電所的一回110kV進線電源（或一臺主變壓器）解列時，35kV母線分段斷路器合閘，由另一臺變壓器承擔該所正常供電范圍內的牽引負荷和動力照明一、二及負荷；當旗峰公園（厚街）主變電所解列時，設置在西平站變電所的35kV供電環網聯絡開關合閘，由厚街（旗峰公園）主變電所承擔該兩所正常供電范圍內的牽引負荷和動力照明一、二級負荷。

2牽引供電系統

2號線全線設置13座牽引降壓混合變電所（含車輛段1座），6座獨立降壓變電所，7座跟隨式降壓變電所（控制中心跟隨所1座）。

2.1牽引供電系統設備

包括：整流變壓器、配電變壓器、35kV開關柜、控制信號屏、交流屏、直流充電屏、直流饋線屏、蓄電池屏、整流柜、負極柜、直流開關柜、排流柜、上網隔離開關柜、鋼軌電位限制裝置。

2.2接線方式

牽引變電所35kV側采用單母線分段接線方式，并設置母線分段斷路器。每座牽引變電所均由兩回獨立可靠的35kV進線電源供電，兩回35kV進線電源分別通過斷路器與兩段35kV母線連接。兩套12脈波牽引整流機組一次側分別通過斷路器接于同一段35kV母線上，并聯運行構成等效24脈波整流。兩臺配電變壓器分別接于兩段35kV母線，每段35kV母線設一組電壓互感器，用于電壓測量和保護。DC1500V側采用單母線接線方式，牽引整流機組正極通過直流斷路器、直流正母線、直流饋線快速斷路器、電動隔離開關和接觸網向牽引負荷供電，經走行軌、回流電纜至牽引變電所負極柜、牽引整流機組負極。正線牽引變電所均設置4回DC1500V饋線，分別向左右方向的上、下行接觸網供電；車輛段牽引變電所設置6回（預留2回）DC1500V饋線，向車輛段接觸網供電。每回直流饋線通過直流快速斷路器和接觸網電動隔離開關向接觸網供電。

2.3運行方式

（1）正常運行方式牽引變電所的35kV和0.4kV母線分段斷路器分閘，兩回35kV進線電源、兩段35kV母線、兩臺配電變壓器和兩段0.4kV母線分列運行，兩套牽引整流機組并聯運行，承擔該所供電范圍內的牽引負荷和動力照明一、二、三級負荷。（2）非正常運行方式當牽引變電所的一回35kV進線電源退出運行時，0.4kV母線分段斷路器分閘，35kV母線分段斷路器自動合閘，兩套牽引整流機組和兩臺配電變壓器并聯運行，由另一回35kV進線電源承擔該所供電范圍內的牽引負荷和動力照明一、二、三級負荷。當牽引變電所的一臺配電變壓器解列時，切除該所供電范圍內的三級負荷，0.4kV母線分段斷路器自動合閘，由另一臺配電變壓器承擔該所供電范圍的動力照明一、二級負荷。當正線任意一座牽引變電所（端頭牽引變電所除外）解列時，由正線相鄰的牽引變電所越區大雙邊供電。當正線端頭牽引變電所解列時，由正線相鄰的牽引變電所越區單邊供電。

3接觸網

交通系統論文范文第2篇

關鍵詞：智能交通系統城市交通信息系統結構方案

中文分類號：U491文獻標識碼：A

1.引言

隨著汽車交通運輸的發展，交通擁擠、道路阻塞和交通事故頻繁發生正越來越嚴重地困擾著世界上的各大城市。汽車工業發展引發的道路交通不能滿足需求的種種交通問題越來越突出。與此同時，除了修建必要的道路網以外，針對交通事故多發道路，需要緊急確保交通安全的道路，還建設了一系列的交通安全設施，如建設信號機、道路標識、交通指揮中心等有助于交通安全的設施，以期改善道路的交通環境，提高交通的順暢性，這在一定程度上緩解了交通擁擠狀況。但是，交通需求不斷增長、交通系統日益復雜，單獨從車輛方面或道路方面考慮，均很難有效地解決交通問題。于是，近年來把道路、車輛等，凡與交通有關的所有一切都歸為一體，通過采用信息通信技術、電子技術以及其他的科學技術把它們聯系起來，致力于使之智能化的智能交通系統（ITS）的研究開發應運而生。

先進的交通信息系統（ATIS）是ITS的重要組成部分，也是發展ITS的基礎和關鍵技術，ATIS是建立在完善的信息網絡基礎上的，交通參與者通過裝備在道路上、車上、換乘站上、停車場上以及氣象中心的傳感器和傳輸設備，可以向交通信息中心提供各處的交通信息；中心得到這些信息并通過處理后，實時向交通參與者提供道路交通信息、公共交通信息、換乘信息、交通氣象信息、停車場信息以及與出行相關的其他信息；出行者根據這些信息確定自己的出行方式、選擇路線。概括地說，交通信息系統就是要收集相關交通信息，分析、傳遞、提供信息，為出行者在從起點到終點的出行過程中提供實時幫助，使整個出行過程舒適、方便、高效。

近年來，信息技術得到了較快發展，在中國的個別城市，實現了部分開發的城市地圖網上地理信息系統，如成都市，但是，目前在國內的各大中城市，綜合運用信息網絡技術建設相對完善的城市交通信息系統還沒有一例。近來，在部分城市的交通管理規劃中對交通信息系統有所涉及。如果把城市比作人體，那么，交通信息系統就象一雙明亮的眼睛。在高度發達的信息社會，人類雖然有很多獲取信息的途徑，但是，若有一個完善的系統，能夠讓人們輕松地獲取更多、更方便、更有價值的信息將是非常重要的。作為居民，不管在哪里，他都知道用最短的時間，走最近的路，辦最快捷的事；作為一個交通管理者或物流業者，不管在何時，他都能耳聰目明，有的放矢，這一切都勢必會對交通產生積極的影響，如緩解城市交通壓力、減少環境污染、降低交通事故發生率、節約能源等。因此，研究與實施城市交通信息系統具有重要的理論價值和現實意義。

2.國外交通信息系統研究現狀

許多發達國家近年來投入了大量的人力、物力和財力對先進的交通信息系統進行研究、試驗和開發。下面就歐洲、美國及日本等一些國家有代表性的ATIS作一簡要介紹。

2.1歐洲的代表性系統

歐洲的代表性系統有：SOCRATES、EUROSCOUT、Trafficmaster。

SOCRATES是一種有效發揮傳統的蜂窩無線電話的基礎設施（地面站）的作用，使交通指揮中心與行駛中車輛進行雙向通信的系統，它的下行線路可通過“廣播方式”向行駛在各種地面站的網絡內的裝有SOCRATES車載裝置的車輛提供道路交通狀況的詳細數字信息。上行線路利用多頻存取協議經過基地臺向交通指揮中心發送信息。

EUROSCOUT是以紅外線信標為媒體的動態路線引導系統。車輛和信標間的紅外線通信是雙向進行的，汽車就變為一個探頭，將旅行時間、排隊等候時間及OD信息等交通信息數據傳輸給中央引導計算機。

Trafficmaster是以倫敦為中心的廣范圍高速公路使用的系統，采用傳呼機網絡提供交通信息。收集高速公路交通狀況數據的傳感器向前后方向發出2條紅外線光束，并根據各光速在車上的反射波時間差檢測車輛的速度。

2.2美國的代表性系統

美國的代表性系統有：TRAVTEK、ADVANCE、FASTTRAC。

TRAVTEK以實時路線引導和服務信息系統實用化為目的，由交通管理中心、信息與服務中心、裝有導航裝置的車輛組成。交通管理中心進行道路交通信息的收集、管理及提供，同時還進行系統運行所必需的信息管理和提供；信息服務中心收集觀光設施、旅館、飯店等為對象的各種服務信息；車載導航裝置由車輛位置測定、路線選擇及接口3種功能構成，可顯示交通堵塞地段、事故及施工等信息的奧蘭多地區的地圖、按駕駛員需要進行的路線引導及提供服務的文字信息等。

ADVANCE通過電波的雙向通信直接將車載導航裝置和交通管制中心連通，導航裝置由接觸式屏幕、顯示器及導航計算機構成。一輸入最終目的地便可利用最新交通信息計算最佳路線。路線引導是采用聲音合成及用顯示器上的符號指示的形式。

FASTTRAC是把先進交通管理系統（ATMS）和先進交通信息系統（ATIS）技術組合在一起的ITS項目，它計劃進行使實驗車輛與信息控制方式統一的試驗，亦即根據車輛測量的等候時間等使信號控制和綠色信號實現最佳化。

2.3日本的代表性系統

日本的代表性系統有VICS和ATIS。

VICS中心通過日本道路交通通信中心匯總交通管理者和道路管理者雙方的交通信息。由VICS提供的信息有：交通堵塞信息、所需時間信息、交通障礙信息、交通管制信息和停車場信息5種。

ATIS是先進的交通信息服務系統，它的通信媒體是電話線路（無線、有線）。交通信息利用者通過車上裝載的導航裝置或自己家及辦公室的微機，可按需要接收多媒體的地圖信息和文字信息。

3.交通信息系統結構方案

信息系統的本質是通過高新技術的有效應用，使得對各種決策（包括交通戰略決策、交通管理決策、交通方式及交通路線選擇決策等）起到支持作用的信息和知識在系統中有效流通，提高決策的科學性，引導合理的交通行為，達到最大限度地發揮已有交通設施潛力的目的。

為了實現智能化控制交通的要求，收集相關的實時可靠的交通信息是交通信息系統的前提和基礎，然后根據不同交通管理與控制的目的和要求，進一步分析、傳遞、提供信息。信息流程見圖1。

圖1信息流程圖

出行者所關注的信息大致包括3個方面：對“出發前”移動計劃有效的信息、對“駕駛中”在道路上移動過程中有益的信息以及對“換乘”火車、客車、民航或輪船等提供乘車方便的信息。

依據出行者的信息需求以及交通管理者和物流業者在經營管理方面的需求，結合中國在行政管理方面的實際情況，確定了交通信息系統結構見圖2。

城市交通信息系統包括一個中心即交通信息中心，交通管理、電子收費、交通誘導、交通信息服務、地理信息、緊急救援、營運車輛管理、車輛安全輔助駕駛八個子系統以及道路交通管理和車輛管理兩個數據庫。交通信息系統各子系統功能結構見圖3。

圖2交通信息系統結構

圖3交通信息系統各子系統功能結構

交通管理子系統主要由交通指揮中心提供通過采集的路段、交叉口、高架交通以及城市出入口的基礎數據組織而成的信息。營運車輛管理子系統包括公交和物流管理，公交管理涵蓋出租車和公交車輛的管理，物流管理包含貨運和租賃車管理。緊急救援子系統包括一般性的事故報警以及特殊情況的災害救助。誘導系統含有路徑誘導和停車誘導。部分子系統采集的信息將提供給整個系統共享，通過提供歷史數據和實時可供預測的信息，用以支持出行決策的制定，系統實時地通過網絡查詢對公眾交通信息，向各種媒體誘導信息。

系統的結構為分布與集中相結合，各子系統分布相對平等，交通信息中心擁有信息整合的共用信息平臺。各子系統完成數據采集、局部運行管理、共享信息整合等項任務。

城市交通信息系統的建設可分階段進行，條件相對成熟的部門可優先發展，建成示范工程，推動其它部門發展。同時，交通信息系統的實用化進程需要各子系統所涉及的各個部門之間通力合作，實現系統的優化建設與運行。系統設計不但要重視系統核心的研究開發，而且要重視與各子系統之間的相互銜接關系，資源共享是交通信息系統的命脈。人類的生活離不開交通，在以人為本的交通規劃、管理與設計中，綜合運用現代信息與通訊技術等手段提高交通運輸的效率是必由之路。交通信息系統在確定了基本結構之后，需要通過進一步的系統設計后，加以實施。

4.交通信息系統的主要媒體和特點

城市交通信息系統中可傳遞信息的媒體主要特點見表1。

表1交通信息系統利用的主要媒體和特點

5.結論

城市交通信息系統必將在今后真正的高度信息通信社會中占有一席之地，交通信息系統也必將在實現高效舒適的交通社會中發揮重要作用。城市交通信息系統未來的實施，必將在居民出行、事故和災害救援以及貨物流通等方面帶來更大的便利，同時，在交通管理方面更加有的放矢、標本兼治，在減少交通出行、降低交通量、減少阻塞、減輕污染、提高服務水平等增加社會和經濟效益方面也將起到巨大的作用。

參考文獻：

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UrbanTrafficInformationSystemArchitectureProjectResearch

YulongPEIYuZHANG

(CollegeofTransportationScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology，Harbin，150090)

交通系統論文范文第3篇

那么，什么樣的老師才是好老師呢？我們認為：一流的老師教人，二流的老師教知識，三流的老師誤人。

教師具有什么樣的教育觀念，教育思想和教學方法，就決定了他怎樣教學。

教育的宗旨應放在培養有能力、有優良品質、有高素養的現代人——二十一世紀所需要的開拓型人才這個基點上。那么，如何在兒童美術教育中貫穿這一宗旨呢？我們應從以下方面作出努力。

一、培養兒童的創造性。

黑格爾說：“說到本領，我認為最重要的藝術本領就是想象。”美術課最重要的任務就是要激發引導孩子們的想象力，孩子們最大的樂趣也在于幻想，每一個孩子的心都是一個充滿幻想和想象的神奇世界。教師的教學應著眼于童心的釋放，鼓勵兒童好奇心的張揚，如自由自在的野外寫生，隨心所欲的潑墨賦彩、繪聲繪色的形象思維啟動等，都能激發孩子們用自己的畫將神奇的童心世界表現出來，使想象力得到發展。

二、培養兒童的開放意識。

孩子們生活在一個開放的、高科技的信息時代。教師在教學內容上，應豐富多采，讓他們接觸人物、動物、花鳥、山水、建筑、民風民俗、影視等大千世界所有的美好東西，擴展他們的視野；在風格技法上，應接受傳統和現代的各種流派，可運用毛筆、水彩筆、油畫筆、刻刀，甚至計算機等各種可接受手段；使之形成一種開放的意識，塑造開放的人格。

三、培養孩子的藝術感覺和藝術氣質。

兒童美術教育把孩子們帶到一個美的世界中去，教師在教學中要引導學生多鑒賞，如講解大師的作品，帶領他們參觀好的畫展，到郊外觀察大自然，講述優美的童話故事，聽音樂等，提高他們的對美的感受能力，同時也能培養他們真摯美好的感情、陶冶他們的情操。

四、培養兒童自由、平等的民主意識。

好的教師應尊重孩子、平等地對待他們，給予他們積極的指導性的建議，尊重和傾聽他們的見解和判斷力，為他們創造一種自由、愉快和諧的民主氣氛，在一種自由的游戲狀態中學習和創作。讓他們無拘無束地表現自己。

五、培養兒童的自信心。

興趣是兒童學畫畫的基礎。教師的職責就在于保護和激發他們潛在的興趣，充分調動他們的積極性。教師還應多采用鼓勵的方法，發現和充分肯定他們的優點，看到他們的進步，使他們對自己的才能產生自信心。絕不能輕易地傷害他們的自尊。

六、培養兒童的競爭意識。

競賽狀態最能調動孩子們的積極性，老師應創造一個平等和諧的競爭氣氛，表揚、獎勵成績優秀的孩子，鼓勵、幫助進步較慢的孩子，使他們努力趕上來。適當參加一些美術比賽、展覽活動，培養孩子們的參與和競爭意識。

交通系統論文范文第4篇

關鍵詞公路噪聲防治措施分析

近年來，公路交通事業的發展，帶動了所經地區的經濟快速發展，交通運輸與經濟的發展起到了相互支持、相互推動的作用。隨著公路的通車里程、車流量和行駛車速的與日俱增，公路交通噪聲污染對沿線居民正常生活、工作、學習、休息環境的干擾程度和范圍也隨之加劇和擴大。公路交通噪聲污染已經逐漸變成沿線居民最為關注的環境污染問題。

1噪聲狀況監測與分析

為了比較詳細的了解公路沿線的交通噪聲狀況，我們于2000年10～11月，分別對205國道南京至新沂段和312國道南京至蘇州段進行了交通噪聲監測。

1.1監測情況說明

①測量時間段選在每天的三個交通高峰時間，即9:30～10:30；16:30～17:30；21:30～22:30，每個時段連續監測1小時；

②選取國道上路面約為15m寬的雙車道。測點位置為距離路肩10m處，離路面高度為1.2m處；測點附近地勢開闊平坦，無障礙物；

③測量儀器為國產HS6280D型噪聲頻譜分析儀，并配備HS4782A型打印機。

1.2監測指標說明

倍頻帶噪聲頻譜--可揭示公路噪聲的頻率成分。

SD--標準偏差。反映在測量時段內的噪聲聲級波動情況。

Leq--等效連續聲級。表示在測量時段內用能量平均的方法體現的噪聲大小。

Lmin--測量時段內的最小聲級值。

Lmax--測量時段內的最大聲級值。

L10、L50、L90--統計聲級。表示測量時段內的百分之幾所超過的噪聲級。如L10＝60dB，就是表示測量時段內有10％的時間其噪聲超過60dB。L10相當于交通噪聲的峰值。L90相當于交通噪聲的本底值。許多國家用L10作為交通噪聲的評價量。

噪聲分布--噪聲布測量可體現產生總噪聲值的能量在各聲級段所占的百分比。

1.3監測結果統計

對205國道南京至新沂段和312國道南京至蘇州段的交通噪聲監測結果見表1、表2。

1.4監測結果分析

從表1和表2中可以看出，205國道和312國道在交通高峰時段內90％的時間噪聲值分別達到了72.7dB和68.3dB，50％的時間噪聲值分別達到了79.1dB和75.2dB，10％的時間噪聲值分別達到了85.4dB和80.0dB，大大超過了國家環保總局環函（1999）46號《關于公路建設環境影響評價中環境噪聲適用標準有關問題的復函》的規定，距路中心線100m范圍內執行晝間70dB（A），夜間55dB（A）的要求。采取必要的降噪措施，降低交通噪聲污染是一個不可忽視并須急待解決的問題。

2交通噪聲的危害

交通噪聲干擾人們的正常生活和休息，嚴重時甚至影響人們的身體健康。如引起心血管疾病、內分泌疾病等。噪聲可使學習工作效率降低、產品質量下降，在特定條件下甚至成為社會不穩定的因素之一。另外，交通噪聲還會影響到公路沿線的經濟發展。例如，交通噪聲影響嚴重的房地產、工廠、商廈等的經濟效益和生產效益都有不同程度的下降，噪聲還直接影響到公路周圍的土地價值。有資料表明：交通噪聲每升高1分貝，土地的價格就會下降0.08～1.26％，平均0.9％左右。反過來說，將交通噪聲水平降低1分貝，則相當于沿線土地增值0.9％，對于土地批租來說，這是一個可觀的數值。

3降噪措施分析

近年來，世界上眾多國家為降低公路交通噪聲采取了諸如應用降噪路面、種植降噪綠化林帶、修筑聲屏障等措施。

3.1降噪路面

對于中小型汽車，隨著行駛速度的提高，輪胎噪聲在汽車產生噪聲中的比例越來越大，因此修筑降噪路面對于控制交通噪聲具有重要的實際意義。所謂降噪路面，也稱多空隙瀝青路面，又稱為透水（或排水）瀝青路面。它是在普通的瀝青路面或水泥混凝土路面結構層上鋪筑一層具有很高空隙率的瀝青混合料，其空隙率通常在15～25％之間，有的甚至高達30％。國外研究資料表明，根據表面層厚度、使用時間、使用條件及養護狀況的不同，與普通的瀝青混凝土路面相比，此種路面可降低交通噪聲3～8dB。

該方法的優點是：由于混合料孔隙率高，不但能降低噪聲，還能提高排水性能，在雨天能提高行駛的安全性。局限性是：耐久性差，集料、粘結料要求高，使用一段時間后，孔隙易被堵塞。

3.2種植降噪綠化林帶

樹木及綠化植物形成的綠帶，能有效降低噪聲。在公路兩側植樹綠化，是防治交通噪聲的有效措施之一。選擇合適樹種、植株的密度、植被的寬度，可以達到吸納聲波，降低噪聲的作用。同時綠化林帶還可以起到吸收二氧化碳及有害氣體、吸附微塵的作用，能改善小氣候，防止空氣污染，截留公路排水、防眩和美化環境等作用。根據有關研究資料表明，當綠化林帶寬度大于10m時，可降低交通噪聲4～5dB。這是因為投射到植物葉片上的聲能74％被反射到各個方向，26％被葉片的微震所消耗。噪聲的降低與林帶的寬度、高度、位置、配置方式以及植物種類都有密切關系。

該方法的優點是：生態效益明顯。局限性是：占地較多，早期降噪效果不顯著。

3.3聲屏障技術

采用構筑聲屏障的方式來降低公路交通噪聲是目前應用比較廣泛的降噪方式。聲屏障降噪主要是通過聲屏障材料對聲波進行吸收、反射等一系列物理反應來降低噪音，據測試采用聲屏障降噪效果可達10dB以上。聲屏障按其結構外形可分為：直壁式、圓弧式；按降噪方式可分為：吸收型、反射型、吸收-反射復合型；按其材質可分為：輕質復合材料、圬工材料等等。由于聲屏障的類型各異，所以在降噪效果、造價、景觀方面各有特點。因此，在選用聲屏障時，應根據受聲點的敏感程度、當地的經濟狀況、自然環境來合理選擇適用的聲屏障類型。

該方法的優點是節約土地，降噪效果比較明顯。局限性是：長距離的聲屏障使行車有壓抑及單調的感覺，造價較高，如使用透明材料，又易發生眩目和反光現象，同時還要經常清洗。

交通系統論文范文第5篇

1．1系統設計的目標和原則

基于WorldWind的交通氣象信息共享系統開發目標：利用最新的技術研發手段，融合交通氣象共享數據與地理信息數據，構建具有氣象行業特色、適合交通氣象服務應用的專業GIS系統，以滿通氣象服務對三維地理信息的業務需求，從而最終提高交通氣象災害預警的科學輔助決策能力。該系統的開發必須堅持先進性、通用性、可擴展性、模塊化和節約化相結合的原則，WorldWind是一個可以修改源代碼的開放平臺，其開發的靈活性遠遠高于其它任何一款商業三維GIS平臺。系統開發擺脫了商業GIS平臺軟件的束縛，這正是筆者選擇此平臺開發的一個重要原因，擁有完全的主動權，有利于開發者最大限度地滿足自身行業服務的需求。

1．2系統體系架構

交通氣象信息共享系統體系結構由數據層、服務層、應用層和客戶層4個部分組成。基于WWJ的交通氣象信息共享系統體系結構如圖1所示。數據層是交通氣象信息共享系統的數據基礎，它為系統提供最基本的數據服務，系統數據包括基礎地理信息數據、交通氣象共享產品數據和WW數據。其中基礎地理信息數據主要有基于WMS地圖、Shape文件等數據，其存儲方式與傳統的二維GIS系統相似；交通氣象共享產品數據有高速公路沿線氣象站監測信息、雷達信息、氣象衛星信息、臺風信息、氣象災害預警預報信息等其它相關數據，它是最關鍵的核心數據；WW數據主要包括有Landsat7全球范圍30～120m分辨率的衛星影像，SRTM的全球重點城市精細影像數據，BingImagey微軟的高清晰影像地圖，OpenStreetMap開源地圖，全球的行政區界、地名及標注數據。WW的數據是按照金字塔模型來對高程數據和影像數據進行切片處理的，通過服務器訪問接口建立了高分辨率的三維地形［11］，利用開源地圖服務軟件包GeoServer搭建了基于WMS的地圖服務，綜合運用Java技術實現了交通氣象數據服務和WW數據的集成應用。服務層是建立在數據層之上，從數據層中獲取需要的數據并提交給應用層進行處理，系統運用地圖服務器和應用服務器，根據WWJ提供的組件開發接口以及對交通氣象信息共享數據的規約，實現了交通氣象信息共享數據與系統的無縫融合。應用層由地圖服務、圖層管理、數據展示、數據查詢、氣象要素道路反演分析和預報文檔服務六大功能模塊組成。客戶層就是為用戶提供了一個人機交互的功能，本文采用WW的客戶瀏覽器作為三維GIS的客戶層，實現了數據集成和三維展示等功能。

1．3系統數據庫設計

數據庫設計是系統設計的一個重要環節，數據庫設計的好壞直接關系到整個系統的性能。GIS設計得再完美，如果數據響應表現乏力，也是一個不成功的應用。由于氣象數據結構具有顯著的時間特征，所以常用的空間數據模型難以勝任氣象信息的處理應用。因此，在實際開發過程中，為了實現基礎地理信息數據、交通氣象共享數據和WW數據的無縫融合，我們研究了一種適用于建立氣象信息數據庫的時空數據模型。交通氣象信息共享系統的數據訪問機制如圖2所示。交通氣象信息共享產品數據種類繁多，實際應用的方式多樣，為了能適應數據的變化，提高系統的可擴展性，在數據庫設計上采用元數據驅動模式，產品數據均納入元數據管理范疇，應用組件通過訪問元數據來控制對具體數據庫的訪問，屏蔽應用組件對氣象業務數據，尤其是文件型數據的直接訪問。交通氣象信息數據庫總體設計如圖3所示。

2系統實現的關鍵技術

2．1WorldWindJavaSDK組件開發

WorldWind是一款虛擬地球的開源三維地理信息系統，由NASA（美國）國家航空和宇宙航行局聯合出品［12］。它是唯一真正開放資源的3D引擎，它的全部代碼都是可獲得的，允許無限制的用戶化定制。海量的數據集成和超強的功能設計使得它成為一個十分理想的二次開發工具，用戶可以充分、深入地使用這些數據和功能開發自己需要的功能。WorldWind有基于．NET語言和Java語言的2種開發包，基于Java語言的SDK（WWJSDK）既能支持本地運行也能支持網絡運行，且具有強大的跨平臺特性，目前是NASA官方仍在更新的重要版本，因此本文采用WWJSDK作為交通氣象信息共享系統的二次開發組件。圖4為基于WWJSDK的系統開發組件架構。WWJSDK主要由模型、視圖、事件監聽及數據等組成［13］，模型由球體、圖層等組成，視圖是在模型的基礎上用來控制用戶視角，系統是通過視圖控制器來實現與應用程序的交互，事件監聽是指對用戶界面操作事件進行監聽和處理。WWJ的GIS組件群是實現系統GIS功能的核心，交通氣象服務系統需要的是在GIS組件之上的交通氣象數據集成、封裝與展示。本文利用WWJSDK以類文件形式構建了一系列交通氣象系統服務組件，完成交通氣象數據的存取和應用模型的展示等功能，同時還為系統擴展提供了接口。

2．2數據緩存機制

WorldWind使用多分辨率分層技術為用戶提供了海量的影像和DEM數據服務，當用戶縮放到不同區域時逐漸加載更多的細節。根據系統分層分塊的結構，通過瓦片金字塔對海量數據進行劃分，并以一定的形式緩存在本地目錄。當用戶瀏覽某一區域時，系統首先會從本地緩存中提取該區域的數據，如果文件存在就直接加載渲染；若本地緩存不存在，就從服務器下載需要此區域的數據再進行渲染。自構建的WMS服務器獲取數據系統也是按此數據緩存機制處理。系統在訪問交通氣象服務數據時也建立了相應的緩存機制。交通氣象服務數據的緩存有兩級，一級在服務器端，一級在客戶端。當用戶訪問某類服務數據時，系統首先會自動搜索客戶端查看要查詢的數據緩存是否存在，若存在就直接解析加載，不存在則通過網絡訪問遠程應用服務器；如果服務器本地端存在此時次數據的緩存則由Http協議傳輸給客戶端后加載，不存在就需要通過數據庫訪問得到要查詢的數據后再返還給用戶處理，同時將數據寫入緩存區。該數據緩存機制具有以下幾個優點：①大大提高了訪問效率和服務性能；②減輕了應用服務器端的負擔；③使在無網絡環境下的脫機訪問成為可能。雖然這種緩存機制在較短時間片下訪問能發揮優勢，但針對某些需要不斷更新的交通氣象服務數據來說可能會存在數據更新不及時的問題，因此系統也提供了直接從服務器數據庫獲取數據的機制，但訪問效率受到一定的影響。至于采用哪種數據訪問機制由用戶根據實際情況去選擇。

2．3氣象要素道路反演算法

相對于空間分布而言，交通氣象服務的用戶更關注氣象信息的沿線分布狀況，這就要求氣象觀測與預報信息均需反演到道路干線上，反演的定義請參見文獻［14］。本文算法最終目的是采用不同的顏色來反演交通道路沿線氣象要素的等級劃分，從而表明該段道路所受的天氣現象影響。拼圖是絕大部分交通氣象產品需要涉及的內容，傳統意義上的拼圖是指圖與圖之間的拼接，本文制作的拼圖是基于站點的數據與數據拼接后將其反演到道路上的產品。本文拼圖所用的算法的基本原理如下：首先獲取所有高速公路沿線交通氣象站觀測或預報信息，同時讀取出高速公路地圖上的每一個信息點并搜索到該點最近的2個沿線附近測點數據，利用反距離權重法計算出該點的插入值，然后根據計算出的數值按要素等級劃分重新構建出一個新的地圖數據，最終根據等級用相對應的顏色在系統中展示出來，圖5為氣象要素拼圖反演算法的流程。算法實現的具體步驟如下：步驟1根據發送來的請求參數內容，取出相對應區域的高速公路矢量地圖的所有線段組經緯度數據并分別存貯到各自的數組隊列中，針對每組線段的點建立氣象要素等級數組，數組初始值賦為缺省。步驟2取出區域內所有站點資料并初始化到數組隊列。步驟3以高速公路上的點為中心、10km為搜索半徑查找離圓心最近兩站點的數據，利用反距離權重法計算出該點的數據根據等級劃分賦值。步驟4根據線段點不同的等級值記錄拼圖的線段組。（1）如果當前點是高速公路一組線段的開始點則構建一個新的隊列，并將此點的經緯度信息放進隊列中去；（2）取下一個點的等級數據，如果和上一個點的等級值相同且不是線段最后一個點，則將此點插入到當前隊列，如果不等就將此隊列記錄存貯下來，然后再重新構建一個隊列把當前點放進隊列中循環本操作，直到當前點是線段最后一個點結束；（3）重復（1）、（2）直至高速公路所有線段組遍歷完；步驟5按一定格式要求輸出所有構建的拼圖線段組；步驟6根據輸出等級用相對應的顏色在系統中繪出這些線段組；

2．4利用SketchUp建立三維模型

在傳統二維中，地理對象一般由點、線、面三類要素組成。針對更為復雜的結構體，基本都是通過這三類要素組合表達出來。在交通氣象業務系統中，為了實現三維效果的場景，需要建立相應的三維模型，選擇適合系統要求的三維數據模型－KMZ格式。本文采用三維建模工具SketchUP創建系統中需要的三維模型，模型創建后使用圖片處理技術作一些渲染修飾后存成WWJ能處理的KMZ格式。系統三維模型的構建為用戶提供了更直觀、更形象、更真實的環境場景。下面給出3種SketchUP建模方法：①幾何建模法，就是利用SktechUP的擴展工具構建出實物的粗糙框架，最后使用紋理圖片進行渲染實現真實模擬；②紋理映射法，紋理映射技術能增強模型的逼真度，簡化模型的復雜度，對程序渲染的實時性起到關鍵作用；③坐標系法，選擇正確坐標系，導入其它一些二維矢量數據進行直接建模，能提高建模速度。圖6是高速公路橋梁模型和影像圖的疊加效果，其中橋梁模型由SketchUP工具制作，高分辨的衛星影像來自微軟的bing地圖服務。

3應用實例

本文設計的基于WorldWind數字地球模型的系統在華東區域交通氣象信息共享業務示范性項目中得到了具體應用。該業務平臺實現了地球三維瀏覽、定位飛行、圖層控制、氣象信息實時預警及預報產品動畫顯示等功能。通過交通氣象自定義地圖服務，將道路反演生成的XML數據以GIS圖層的方式組織，在此基礎上集成交通氣象站信息，完成了實時監測預警、數值預報以及衛星云圖的三維模擬等氣象應用。通過數字地球組件和交通氣象服務中間件仿真建模，為交通、氣象等相關部門提供高速公路實時監測、預警、預報、服務等形象化的氣象信息，給用戶提供了人機交互的便利和數據基礎。系統主要功能模塊如圖7所示。圖8是華東區域高速公路交通氣象信息共享系統中的沿線氣象監測站信息預警展示，圖中的圓圈代表分布在華東區域高速沿線的交通氣象監測站，圓圈顏色為綠色表示此站點的能見度觀測數據大于1000m，淺藍色表示500～1000m，藍色為200～500m，黃色為50～200m，紅色為小于50m，并且在站站之間的道路也用以上顏色進行反演繪制，用戶移動鼠標至站點點擊圓圈時系統會瀏覽到該站的所有監測信息。系統采用線程方式實現每分鐘對不同氣象要素的實時預警監測，當檢測到監測要素低于設定閾值時，圖8右下角會出現一個預警圖標，圖標右上方動態顯示出小于閾值的站點個數。點擊圖標系統彈出小于閾值站點的詳細信息的對話框，選擇某個站后數字地球自動飛行到當前站點的位置，并以紅色光圈進行閃爍預警。實踐表明該系統具有較好的響應速度和三維表現能力，能夠滿足用戶進行交通氣象實時監測預警、營運決策和交通事故災害評估的要求。

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