Структурно-параметрический синтез распределенной геоинформационной системы решения задач сетецентрического управления транспортными процессами на основе паттернов

Т. И. Михеева, О. К. Головнин

Аннотация


Задача структурно-параметрического синтеза системы управления транспортными процессами требует выполнения декомпозиции предметной области на классы объектов и определения регламента отношений, влияния атрибутов объектов различных классов, соподчиненности объектов и классов, для чего резонно использовать атрибутно-ориентированные модели, построенные на основе объектно-ориентированных и геоинформационных технологий. Статья посвящена структурно-параметрическому синтезу сетецентрической системы управления транспортными процессами на основе теории паттернов и атрибутно-ориентированных моделей классов предметной области. Рассмотрены современные эффективные технологии, используемые для синтеза систем управления транспортными процессами. Разработаны паттерны синтеза системы управления, формируемой на основе геоинформационной системы с электронной картой урбанизированной территории. Описаны паттерны, обеспечивающие формирование атрибутных, топологических, знаковых и функциональных зон управления. Паттерны атрибутного зонирования представляют каждый класс объектов, наполняющих транспортную инфраструктуру, в виде набора атрибутов, описывающих различные аспекты объекта: структурные, параметрические, функциональные. Паттерны топологического зонирования предназначены для инкапсуляции пространственных функций, обеспечивающих дислокацию и пространственный анализ объектов. Паттерны знакового зонирования описывают влияние объектов, процессов и явлений транспортной инфраструктуры на транспортные потоки, при этом влияние рассматривается с точки зрения знаковой однородности. Паттерны функционального зонирования предназначены для решения задач мониторинга, управления перевозками, транспортными потоками и обеспечения безопасности. Построена иерархия архитектурных уровней системы, описана структура взаимодействия компонентов и общая схема системы управления. При синтезе системы управления транспортными процессами учитывается территориальная распределенность источников и баз данных. Преимущества предложенной архитектуры в задаче управления транспортными процессами заключаются в надежности системы, гибкости настройки и модификации без изменения функционирования всей системы в целом, свободе выбора программного обеспечения для реализации системы, подсистем, модулей. Децентрализованный подход к синтезу системы позволяет адаптироваться к специфическим требованиям при управлении транспортными процессами, когда для решения возникающих задач требуется формировать различные конфигурации подсистем и обеспечивать их взаимодействия.


Ключевые слова


Геоинформационная система; сетецентрическое управление; паттерн; транспортный поток; транспортный процесс; ГИС

Полный текст:

PDF

Литература


Singh B., Gupta A. Recent trends in intelligent transportation systems: a review // Journal of Transport Literature. 2015. Vol. 9(2). P. 30–34. [ B. Singh, A. Gupta, “Recent trends in intelligent transportation systems: a review,” in Journal of Transport Literature, vol. 9(2), pp. 30-34, 2015. ]

GIS and transport modeling—Strengthening the spatial perspective / M. Loidl [et al.] // ISPRS International Journal of Geo-Information. 2016. Vol. 5(6): 84. [ M. Loidl, et al., “GIS and transport modeling—Strengthening the spatial perspective,” in ISPRS International Journal of Geo-Information, vol. 5(6): 84, 2016. ]

Applications of big data to smart cities / E. Al Nuaimi [et al.] // Journal of Internet Services and Applications. 2015. Vol. 6(1): 25. [ E. Al Nuaimi, et al., “Applications of big data to smart cities,” in Journal of Internet Services and Applications, vol. 6(1): 25, 2015. ]

Large-scale, high-fidelity dynamic traffic assignment: framework and real-world case studies / Q. Yang [et al.] // Transportation research procedia. 2017. Vol. 25. P.1290–1299. [ Q. Yang, et al., “Large-scale, high-fidelity dynamic traffic assignment: framework and real-world case studies,” in Transportation research procedia, vol. 25, pp. 1290-1299, 2017. ]

FOCAN: A fog-supported smart city network architecture for management of applications in the internet of everything environments / P.G.V. Naranjo [et al.] // Journal of Parallel and Distributed Computing. 2018. [ P.G.V. Naranjo, et al., “FOCAN: A fog-supported smart city network architecture for management of applications in the internet of everything environments,” in Journal of Parallel and Distributed Computing, 2018. ]

Deng Y., Cheng J. C., Anumba C. A framework for 3D traffic noise mapping using data from BIM and GIS integration // Structure and Infrastructure Engineering. 2016. Vol. 12 (10). P. 1267–1280. [ Y. Deng, J. C. Cheng, C. Anumba, “A framework for 3D traffic noise mapping using data from BIM and GIS integration,” in Structure and Infrastructure Engineering, vol. 12(10), pp. 1267-1280, 2016. ]

Davoodi M., Mesgari M. S. GIS-based route finding using ant colony optimization and urban traffic data from different sources // The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2015. Vol. 40(1). P. 129–133. [ M. Davoodi, M. S. Mesgari, “GIS-based route finding using ant colony optimization and urban traffic data from different sources,” in The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. 40(1), pp. 129-133, 2015. ]

Çepni M. S., Arslan O. A GIS Approach to Evaluate Infrastructure Variables Influencing the Occurrence of Traffic Accidents in Urban Roads // International Journal of Environment and Geoinformatics. 2017. Vol. 4(1). P. 17–24. [ M. S. Çepni, O. Arslan, “A GIS Approach to Evaluate Infrastructure Variables Influencing the Occurrence of Traffic Accidents in Urban Roads,” in International Journal of Environment and Geoinformatics, vol. 4(1), pp. 17-24, 2017. ]

Analysis of Present Transport System of Aurangabad City Using Geographic Information System / D. B. Nalawade, et al. // International Journal of Computer Sciences and Engineering. 2015. Vol. 3. P. 124–128. [ D. B. Nalawade, et al., “Analysis of Present Transport System of Aurangabad City Using Geographic Information System,” in International Journal of Computer Sciences and Engineering, vol. 3, pp. 124-128, 2015. ]

Don't go with the ant flow: Ant-inspired traffic routing in urban environments / J. Dallmeyer [et al.] // Journal of Intelligent Transportation System. 2015. Vol. 19(1). P. 78–88. [J. Dallmeyer, et al., “Don't go with the ant flow: Ant-inspired traffic routing in urban environments,” in Journal of Intelligent Transportation System, vol. 19(1), pp. 78-88, 2015.]

Sun L., Yin Y. Discovering themes and trends in transportation research using topic modeling // Transportation Research Part C. 2017. Vol. 77. P. 49–66. [ B. Singh, A. Gupta, “Discovering themes and trends in transportation research using topic modeling,” in Transportation Research Part C, vol. 77, pp. 49-66, 2017. ]

Traffic management and forecasting system based on 3D GIS / X. Li [et al.] // 15th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing, (4-7 May 2015, Shenzhen, China), 2015. P. 991–998. [ X. Li, et al., “Traffic management and forecasting system based on 3D GIS,” in 15th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing, Shenzhen, 2015, pp. 991-998. ]

Golovnin O., Fedoseev A., Mikheeva T. Intelligent geographic information platform for transport process analysis // CEUR Workshop Proceedings. 2017. Vol. 1901. P. 78–85. [ O. Golovnin, A. Fedoseev, T. Mikheeva, “Intelligent geographic information platform for transport process analysis,” in CEUR Workshop Proceedings, vol. 1901, pp. 78-85, 2017. ]

Golovnin O., Mikheeva T. Detailed Models and Network-Centric Technologies of Transport Process Management // 5th IEEE International Conference on Models and Technologies for Intelligent Transportation Systems (26–28 June 2017, Napoli, Italy), 2017. P. 768–773. [O. Golovnin, T. Mikheeva, “Detailed Models and Network-Centric Technologies of Transport Process Management,” in Proc. 5th IEEE International Conference on Models and Technologies for Intelligent Transportation Systems (MT-ITS 2017), Napoli, 2017, pp. 768-773. ]

Network-centric performance analysis of runtime application migration in mobile cloud computing / E. Ahmed [et al.] // Simulation Modelling Practice and Theory. 2015. Vol. 50. P. 42–56. [ E. Ahmed, et al., “Network-centric performance analysis of runtime application migration in mobile cloud computing,” in Simulation Modelling Practice and Theory, vol. 50, pp. 42-56, 2015. ]

Abdul Aziz H.M., Ukkusuri S.V. Network traffic control in cyber-transportation systems accounting for user-level fairness // Journal of Intelligent Transportation Systems. 2016. Vol. 20(1). P. 4–16. [ H.M. Abdul Aziz, S.V. Ukkusuri, “Network traffic control in cyber-transportation systems accounting for user-level fairness,” in Journal of Intelligent Transportation Systems, vol. 20(1), pp. 4-16, 2016. ]

Constraints as a design pattern / H. Samimi [et al.] // ACM International Symposium on New Ideas, New Paradigms, and Reflections on Programming and Software (Onward!) (25–30 October 2015, Pittsburgh, USA), 2015. P. 28–43. [ H. Samimi, et al., “Constraints as a design pattern,” in Proc. ACM International Symposium on New Ideas, New Paradigms, and Reflections on Programming and Software (Onward!), Pittsburgh, 2015, pp. 28-43. ]

Yu D., Zhang Y., Chen Z. A comprehensive approach to the recovery of design pattern instances based on sub-patterns and method signatures // Journal of Systems and Software. 2015. Vol. 103. P. 1–16. [ D. Yu, Y. Zhang, Z. Chen, “A comprehensive approach to the recovery of design pattern instances based on sub-patterns and method signatures,” in Journal of Systems and Software, vol. 103, pp. 1-16, 2015. ]

Bai J., Luo H., Qin F. Design pattern modeling and extraction for CAD models // Advances in Engineering Software. 2016. Vol. 93. P. 30–43. [ J. Bai, H. Luo, F. Qin, “Design pattern modeling and extraction for CAD models,” in Advances in Engineering Software, vol. 93, pp. 30-43, 2016. ]

A design pattern for decentralised decision making / A. Reina [et al.] // PLoS One. 2015. Vol. 10(10): e0140950. [ A. Reina, et al., “A design pattern for decentralised decision making,” in PLoS One, vol. 10(10): e0140950, 2015. ]

Research on Design Pattern of City Tunnel Side Wall Based on the Driver Visual Effect / Z. Xia [et al.] // Proc. of the AHFE 2016 International Conference on Human Factors in Transportation, (27-31 July 2016, Florida, USA), 2016. P. 689-701. [ Z. Xia, et al., “Research on Design Pattern of City Tunnel Side Wall Based on the Driver Visual Effect,” in Proc. of the AHFE 2016 International Conference on Human Factors in Transportation, Florida, 2016, pp. 689-701.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2019 Т. И. Михеева, О. К. Головнин