基于GoogleEarth的实时交通控制系统

　　1　Google Earth的功能简介

　　Google Earth系列软件（简称“GE”） ,作为一款新颖的GIS系统，在Google Earth软件系统中加入各类道路传感器，来监测道路汽车的运行状态，该系统通过图形的颜色形式显示交通状况，如绿色表示正常，黄色表示比较拥挤，而红色则表示很堵塞，对未知道路设置灰色。 在实际工作中根据显示信息的需要灵活增减颜色的数量。 在GE的layers里选中traffic就可以打开实时交通功能， GE 还提供了COM AP I和KML,便于用户开发。 KML全称是KeyholeMarkup Language KML,是一个基于XML语法和格式的文件，用来描述和保存如点、线、图片、折线的地理信息，并在Google Earth客户端之中显示。

　　2　交通实时监控智能管理系统设计方案

　　要实现道路的实时监控管理，首先需要实时监控管理时的数据，这些数据可以通过GPS设备回报的数据生成。 把GPS数据经过处理，留下有用的部分作为道路状况信息，并把整理好的数据转换为KML,不同速度的信息点分别显示，再通过GE显示道路信息的KML 文件，以直观的方式显示在屏幕上，如图1所示。

　　2. 1　采集数据

　　（1）对出租气车安装GPS定位系统，出租气车通过GPS调度，客货运车辆同样作GPS监控管理。

　　GPS设备回报的数据主要信息有设备ID、经度、纬度、速度、方向。 民用GPS定位的数据的误差基本上在10米左右，反应的速度误差也是比较小的，这些数据完全可以真实反应车辆运行速度。 根据“浙江省台州市出租汽车调度监控中心”的定位系统（GPS）的数据来看，有1千多辆出租车和客运货运车辆的定位数据，随时反应着道路的状况。 在主要路段设置测速点，取得更多的实时数据。

　　GPS设备数据的回报是有一定的时间间隔，反应实时交通状况也有更新频率。 实时交通状况的更新频率与回报间隔相符才能高效实现。

　　根据GPS数据回报密度（终端15秒回报）和数据处理的数量（每秒500个回报数） ,可以把15秒的GPS数据作为的数据集合（如表1所示）。

　　（2）主要路段设置雷达测速装置，限制车辆超速。

　　（3）在什字路口和主要道路安装摄像装置以检查车辆闯红灯、逆行和越过黄线行使等违章行为。

　　（4）对出租汽车安装车载报警装置，一但发生抢劫和交通事故等事件，按下报警装置可自动报警，以通知出租汽车GPS调度中心、警方和其它出租汽车同行，可及时获得调度中心、警方和同行的支援营救。

　　（5）出租汽车GPS调度中心为方便城市郊区和远郊地区，设置乘车申请专用电话，只要用户拨打此电话并说明你所在的位置， GPS调度中心根据出租汽车实时运行位置图，在图中找到与用户所处近的数个出租汽车并自动与其联系，以快的速度到达用户地点为用户服务。

　　上述所有数据都是自动采集并传输到智能交通系统管理中心，对各类数据进行分别处理绘图存储，以不同的颜色和数据显示在交通系统控制屏幕上，为GPS调度中心人员作指挥决策的依据。

　　2. 2　设置道路区域

　　把各个道路路段的信息保存到表格内（如表2所示）。

　　设置区域：区域的起点坐标、终点坐标、道路宽度（比实际道路宽，可以包容定位的差） 、由起点和终点的坐标算出行驶方向。 在区域设置中要滤掉酒店、十字路口、车站等大量停车的地点，以避免速度为0的数据干扰。

　　2. 3　筛选数据

　　对所设置的道路区域进行数据筛选计算分为初筛数据、判断方向和道路宽度。

　　初筛数据：对于每个测速点，先根据测速点的起点、终点坐标，从基础数据集里筛选出符合的数据。

　　判断方向：把筛选出的数据的方向字段数据取出比较， |车辆方向- 测速点方向| < 45,留下符合条件的。

　　道路宽度筛选：根据道路区域宽度筛选出符合区域的定位点。

　　具体算法举例：求AB点的距离Dis （A,B） = arccos （ （ sin北纬A ×sin北纬B） + （ cos北纬A ×cos北纬B ×cosAB两地经度差） ） ×地球平均半径6 371. 004 km. 设A点为起点， B点为终点， C点为过滤后的轨迹点， 求AB, AC, CB 的距离， 由海伦公式p = （AB + BC + CA ） /2 代入面积公式s =C点到AB 线段的短距离H = 2 s/AB,保留H <道路宽度的轨迹点。

　　2. 4　处理数据，计算通行速度

　　平均速度作为道路通行速度，把筛选完毕的定位数据速度值求平均值，的平均速度就作为这一个点的实时速度。 保存于道路通行数据中（如表3所示）。

　　2. 5　利用KML在Google Earth显示交通状况

　　编辑实时交通数据，根据计算好的各个测速点的位置和速度快慢输出成KML格式文件，制作4种颜色的测速点图标，定义4种样式（如表4所示）。

　　在Google Earth添加连接，指向输出的KML文件，设定为15秒更新。 这样就可以看到实时的交通状况了。

　　3　结语

　　现在的交通显示是由点来显示的，可以换成不同颜色的线段来显示，这样看起来更有连续性和视觉效果。 数据的来源也可以多元化，算法选用优化算法提高处理速度。 把得到的实时交通数据保存后，还能用来分析道路每天通行率的变化，作短、长期预报，为交通管理提供可靠的实时数据，同时也为城市道路建设、改造和规划提供科学依据。