论文总字数：32571字

摘 要

伴随着人口往城市的大量迁移，车辆数量的急速增长，城市的交通问题越来越严重，国家急需一些政策或技术来解决这个问题。自动驾驶作为能有效缓减道路拥堵、事故频发等现象的新兴技术，最主流、可靠的技术实现是依靠一份记载有详细道路交通设施信息的电子地图，获知车辆在地图上的位置同道路交通设施位置的关系以及设施本身包含的各种信息，让计算机智能分析从而辅佐车辆的行驶。本毕业设计的目的是对城市道路交通设施在路网上准确、详尽的表达与管理方法进行研究，提供车辆所需的电子地图来辅助自动驾驶。主要内容包括分析道路交通设施的类型、分布和管理方法等，研究道路交通设施以数据形式在路网上表达的实现方法以及样式，设计道路交通设施信息系统，开发该系统的原型系统，该主要工作如下：

使用ArcGIS对原有路网进行拓扑检查、同路名合并、路径矫正并生成M值等工作，选取合适的数据库，结合线性参考的方法，为道路交通设施数据设计合理的数据库表格，存储设施的位置信息和属性信息。最后利用ArcGIS Engine组件和C#开发语言，结合设计好的数据库，建立合理的数学方法进行道路交通设施在路网上的插值表达和一些辅助功能的实现，完成道路交通设施信息系统的程序开发。

关键词：道路交通设施，自动驾驶，线性参考，ArcGIS Engine

Abstract

With the mass migration of population to cities and the number of vehicles increased rapidly, the traffic problem in cities is becoming more and more serious, and the country urgently needs some policies or technologies to solve this problem. As a new technology, automatic driving can effectively reduce road congestion, frequent accidents and other phenomena, it combines artificial intelligence, sensor technology and computer application. To help vehicle speed control, warning lights, etc. to avoid traffic problems. Among them, the most mainstream and reliable technology implementation relies on an electronic map with detailed road traffic facilities information, learning the relationship between the location of the vehicle on the map and the location of the road traffic facility and the information contained in the facility itself, let the computer analyze intelligently to assist the vehicle. The purpose of this graduation project is to study the accurate and detailed expression and management methods of urban road traffic facilities on the road network, and then, providing the electronic map required by the vehicle to assist the automatic drive. The main contents include the analysis of the types, distribution and management methods of road traffic facilities, to study the implementation methods and patterns of road traffic facilities expressed on the road network in the form of data. Designing the road traffic facility information system and develop the prototype system of the system. The main work is as follows:

The original road network was topologically checked by ArcGIS, the same road name was merged, the path was corrected and the M value was generated. And select the appropriate database, combining the method of linear reference to design a reasonable database table for the road traffic facilities data, and store the location information and attribute information of the facilities. Finally using the ArcGIS Engine component and c # language development, combined with good database design, build reasonable mathematical methods for road transport facilities in the interpolation expression in the network and some auxiliary function implementation, to complete the development of road transportation information system application.

KEY WORDS: road traffic facilities, automatic drive, linear reference, ArcGIS Engine

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.1.1 背景概述 1

1.1.2 道路交通设施信息系统研究的意义 2

1.2 国内外道路交通设施相关系统的研究 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.2.3 研究方向 4

1.3 本文的组织结构 4

第二章 道路交通设施信息系统的需求分析 5

2.1 面向实地道路交通设施状况的系统需求 5

2.1.1 道路交通设施概述 5

2.1.2 道路交通设施缺乏必要的系统管理 6

2.1.3 解决问题的建议 6

2.2 面向自动驾驶的道路交通设施信息建设的必要性 6

2.2.1 自动驾驶对高精度地图的需求 6

2.2.2 系统实现自动驾驶模拟的要求 7

2.3 具体功能需求 7

2.3.1 用户管理实现 7

2.3.2 数据加载 7

2.3.3 电子地图基本操作 7

2.3.4 属性信息查看 7

2.3.5 设施查询 7

2.3.6 添加设施 7

2.3.7 设施信息修改 7

2.3.8 专题地图打印 8

2.3.9 自动驾驶模拟 8

第三章 道路交通设施信息系统的总体设计 9

3.1 系统实现的框架概述 9

3.1.1 道路交通设施信息系统的技术路线 9

3.1.2 软件布置 9

3.2 系统功能结构设计 10

3.2.1 道路交通设施信息系统功能概要 10

3.2.2 用户登录模块 11

3.2.3 数据加载模块 12

3.2.4 地图基本操作模块 12

3.2.5 属性查看模块 13

3.2.6 设施查询模块 13

3.2.7 设施处理模块 14

3.2.8 专题地图打印模块 14

3.3 系统对自动驾驶过程的展示 14

3.3.1 缓冲区概述 14

3.3.2 自动驾驶模拟实现 15

3.4 数据库设计 16

3.4.1 线性参考原理与应用 16

3.4.2 概念结构设计 17

3.4.3 逻辑结构设计 17

3.4.4 物理结构设计 18

3.4.5 数据库评价 20

第四章 道路交通设施信息系统的具体开发实现 21

4.1 开发环境搭建 21

4.2 用户管理操作 21

4.2.1 用户登录 21

4.2.2 用户注册 22

4.2.3 管理用户 22

4.3 系统文档操作 23

4.3.1 打开文档 23

4.3.2 保存文档 24

4.3.3 文档专题打印 24

4.4 电子地图基本操作 24

4.5 道路交通设施加载实现 24

4.5.1 符号设计与显示 24

4.5.2 设施动态加载 25

4.6 道路交通设施管理操作 26

4.6.1 图层属性查看 26

4.6.2 设施查询 26

4.6.3 增删改设施 27

4.7 自动驾驶模拟 28

4.7.1 缓冲区技术应用 28

4.7.2 设置显示时间 28

4.8 系统运行评测 29

第五章 结论与对未来的展望 30

5.1 成果总结 30

5.1.1 成果与创新 30

5.1.2 系统不足与改进建议 30

5.2 未来展望 31

致谢 32

参考文献 33

附录 34

绪论

课题研究的背景和意义

背景概述

从建国开始国家就大力发展城市的道路交通，它旨在为人民的工作、旅游、娱乐等诸多生活方式提供便利的出行。尤其是到了现代，随着国家城镇化的不断推进以及各式各样的交通方式的出现，人民出行变得更加频繁和方式选择开始多样化。但是，观察六、七十年代之后的发展，城市的道路交通的建设存在逐渐滞后的情况，同时，机动车的增长开始提升，持续至今，造成了严重的车与路之间的供需失调，在各大城市普遍出现交通拥堵、事故频发等现象。特别是近期，在一些大城市，车流庞大而且集中，多个主要路段车辆都是走走停停，不易疏通。

为了解决这些问题，首先已经明确道路的多建多造是不可靠的。道路建设是个耗时耗财的大工程，然而车辆还将持续快速增长，面对短期就需要解决的车辆拥堵、难停车等问题，如何做好道路交通的有效管理才是必须要做的。而道路交通设施在管理中担任重要的对象，它是驾驶员获取交通信息，并根据所学的交通知识和经验做出合理驾驶行为的主要依据，保障了出行的合理性和安全高效。但是在道路交通设施的管理方面，我国无论在制度上还是在技术上都存在欠缺，也没有专门的管理人员。

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