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原文传递公路管理数据仓库系统及其实现技术

论文题名：	公路管理数据仓库系统及其实现技术
关键词：	公路管理;数据仓库系统;空间数据挖掘;信息社会;技术方案;元数据;挖掘系统;体系结构;管理数据;空间数据仓库;多维数据模型;数据分析;处理系统;业务操作;数据共享;实现技术;多维分析;信息潜力;系统数据;思路
摘要：	现代公路管理是一个复杂的系统分析、管理、控制与决策过程，它需要强有力的信息支撑系统沟通各个独立的业务操作处理系统(OLTP)，以实现现代公路科学化管理所需要的综合分析能力；但是，现有的公路管理业务操作处理系统是由一些分散的、独立的、异构的计算机信息管理系统组成的庞大体系，这个体系中虽然积累了大量的公路管理所需要的各种各样信息，由于没有一套有效的管理与分析方法，这些大量的信息成为“数据的海洋”而难以支撑现代公路管理的分析需求。因而，在信息社会的条件下，如何响应国家ITS体系结构中系统整合思想，集成这些分散、独立、异构的公路管理业务操作处理系统，提出大容量公路管理数据的有效管理方法，利用数据资源，充分挖掘信息潜力，提高公路管理水平与效率，降低管理成本已成为当前公路管理中面临的巨大挑战问题。本质上讲，这是一个探讨众多公路业务处理系统的数据集成、集成后数据的管理与共享、数据分析等具体需求问题的对策论，这三大问题是联系现实需求与对策方案的中间杻带，其关系如图1：图1 本论文的问题与技术方案之间的对策关系本论文以此为出发点展开，主要内容有：第一章是绪论，对本论文的研究背景、需求、国内外相关研究与进展、研究总体内容与技术路线进行说明，并说明本论文的主要创新点。第二章，概述了现代公路管理主要内容及公路管理决策的复杂性，总结出信息社会条件下挖掘信息潜力需求与信息化现状之间的矛盾，比较分析了各种技术方案，得到利用数据仓库技术解决公路管理信息化现状需求问题是最佳选择的结论，并对建设开发这一系统的战略意义进行分析。第三章，从宏观层面提出公路管理数据仓库的总体体系结构、实现方案，并对数据模型的整体设计进行研究，主要包括主题、粒度、元数据及通过元数据实现数据共享的技术方案。本章有三大内容：一是省级公路管理的体系结构，首先剖析美国VDOT数据仓库工程的体系结构，其次分析数据仓库体系结构的一般设计理论演变，结合公路管理体制及国家ITS 体系结构，提出省级公路管理数据仓库系统的体系结构；二是，分析现有数据仓库系统数据模型设计理论基础上，提出数据仓库与数据集市集成设计方案，特别是数据集市多维数据模型(DDM)的因果设计方法，并应用于公路管理具体事例中；三是，对元数据组织结构进行分析，借鉴地理信息系统数据共享技术方案提出公路管理元数据结构，并提出实现公路管理数据共享的元数据方案：以公路管理数据为基础，建立依主题查询的公路管理元数据查询与检索系统，提供数据的共享应用。第四章、第五章、第六章是本文的核心内容，主要探讨进行公路管理数据分析的技术与实现方案，并以具体的工程问题提供解决的步骤与思路。第四章，结合公路管理领域问题，提出基于数据仓库技术进行数据分析的总体方案，一个是公路管理多维分析实现技术与应用，另一个是公路管理专用数据挖掘系统的总体结构框架，包括它与一般数据挖掘系统的区别、实现步骤、战略评估与应用领域等诸多问题。作为深度数据分析的有效工具，公路管理专用数据挖掘系统可以发现公路管理中潜在的模式、规则等知识。第五章对这一问题进一步深入分析。第五章，专门讨论公路管理专用数据挖掘系统实现技术，主要基于以下内容(模型) (1) 基于公路养护的时间序列周期模式挖掘、序列模式挖掘； (2) 基于工程管理的关联分析、决策树分类预测技术等； (3) 征费中报停欺诈车辆的特征分析； (4) 公路管理专用数据挖掘系统中相关问题的进一步讨论第六章，主要是探讨研究公路管理空间数据仓库实现技术。首先以实际问题引入公路管理空间数据仓库实现中存在的问题，主要是如何在多维模型中同时嵌入时间维与空间维，为了解决这一问题，提出在现有的GIS-T基础上嵌入时间概念建立时空数据模型。并以时空多维数据模型为基础：探讨多维分析实现方案，另一方面，概述了国内外利用空间数据挖掘技术解决空间分析问题的基本方案与思路，给出实施公路管理空间数据挖掘的基本步骤，对实现过程的相关问题进行深入分析，特别基于公路管理的空间谓词与空间函数。最后，给出如何把空间数据挖掘技术应用到道路经济效益评价的实际算例中。第七章是技术验证系统，探讨其在现有基础上开发系统的步骤与核心技术，并对一些特殊的使用效果进行演示验证，它为整个系统的开发提供了了原型与思路。第八章结论与未来研究展望，对本文的研究成果进行总结，提出进一步研究的相关问题及结果展望，它指明了进一步研究的思路。关键词: 公路管理，数据仓库，元数据，多维分析，数据挖掘，信息融合，空间数据仓库、时空多维数据模型、空间数据挖掘
作者：	刘兴景
专业：	交通运输规划与管理
导师：	杨东援
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2003
正文语种：	中文