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交通運輸評職論文淺談地理信息系統在道路與交通工程中的應用

時間:2013年11月26日 分類:推薦論文 次數:

摘要:引入地理信息系統(GIS)概念,以GIS為平臺,介紹國際上流行或成熟的GIS-T、數字道路地圖(DRM)等系統技術,清晰明了的分析了GIS在道路與交通工程各個相關環節的應用以及發展前景。

  摘要:引入地理信息系統(GIS)概念,以GIS為平臺,介紹國際上流行或成熟的GIS-T、數字道路地圖(DRM)等系統技術,清晰明了的分析了GIS在道路與交通工程各個相關環節的應用以及發展前景。

  關鍵詞:交通運輸評職論文,期刊雜志發表,交通地理信息系統(GIS-T),3S(GPS、GIS、RS)集成,智能交通系統

  地理信息系統(Geographical Information System,簡稱GIS)是技術科學與邊緣科學蓬勃發展的一個產物。它是用來采集、存貯、管理、分析和傳播空間數據和信息的基礎平臺。自從1963年加拿大人Tomlison提出地理信息系統這一概念并建立世界上第一個GIS系統以來,GIS的研究與應用都取得了較大的發展。

  交通運輸系統具有天生的地理特性,這也是GIS在這一領域具有的獨特優勢。因此,應用與開發GIS 在這一領域的潛力,能夠提高傳統交通運輸的生產率,增強有效性、快速響應能力,提高操作質量,降低費用消耗,并且有可能為以前認為不可能的應用提供新的機遇和思路。GIS-T(Geographical Information System-Transportation)是GIS應用于交通目的的應用,也是GIS在空間應用的一個延伸和擴展。GIS-T的基本功能可以歸納為:1)交通網絡的拓撲結構功能;2)地理結構數據采集與編輯;3)空間數據與屬性數據的聯結;4)交通空間分析功能;5)地理信息顯示與表達。

  從上世紀70-80年代,美國便已將GIS技術應用于道路交通工程,FHWA(美國聯邦公路局)用地理信息系統建立了全國公路數據庫。ASSHTO (美國各州公路和交通工作者協會)和FHWA率先開展GIS-T研究開發與應用工作,確定了GIS在路面管理、規劃研究、橋梁管理和野外測設等領域中的應用等。

  1在道路交通管理中的應用

  傳統的靜態地圖將被動態的數字地圖和電子所替代,實現數據可視化。如通過對地圖實體直接進行查詢,可以獲得線路的空間位置與具體走向,以及現階段的交通流量等多方位的信息。經過通過綜合統計,細致分析各項交通數據,采用更為豐富的圖表顯示,能夠在決策過程中提供科學快捷的支持。三維可視化技術和虛擬現實技術作為電子地圖的輔助表達,促進了道路電子地圖通過全球信息網實現信息共享。

  為適應GIS-T的應用,韓國、日本等國家相繼建立了數字道路地圖。自1988日本道路地圖協會確定建立DRM(Digital Road Map)的基本目標以來,日本國DRM數據庫的標準,生產和更新發布新的DRM數據庫,不斷開發出更為詳盡、精確的DRM,并將上述DRM與動態交通信息聯結,用于規劃和管理、車輛定位和導航控制,災害反應和醫療急救系統等。在韓國,來自不同專業的各種比例尺的地圖成為數字道路地圖源圖。然而,由于各個專業地圖的管理對象有所差異,專業內所管理的地圖要素也不相同,造成各種地圖內容的取舍、精度等都不一致等問題。為解決這一問題,韓國國家地理信息系統統一建立了地圖數據標準,包括DRM的位置精度、數據格式、編碼、生產工藝等,同時還建立了以1:3000的DRM為基礎的、覆蓋漢城以及臨近地區的道路網絡在GIS輔助下,采用先進的管理系統鑒別實時交通狀況以及控制交通信號等。

  2在道路CAD中的應用

  在道路工程的計算機輔助設計中,GIS-T同樣能夠提供強大的數字化地理平臺。在《公路、水運交通信息化“九五”規劃和2010年發展綱要》中,明確提出了GIS作為公路設計、運輸管理和環境保護信息化的基本數據源。隨著科學技術的不斷進步,三維GIS的研究和應用也得到了同樣迅猛的發展。在不遠的將來,CAD很有可能從平面二維設計跨入三維設計的可視化設計時代。

  在道路規劃和設計中,設計人員可以充分利用GIS進行有效道路環境影響評估。在設計過程中,GIS-T與路面管理系統、橋梁管理系統等系統相關連,借助先進檢測設備和數據采集手段,使道路養護和路管理工作更加科學、合理、經濟、高效。

  3 在公交、機場等管理中的應用

  從1994年開始,FTA(美國聯邦公交管理局)便開始著手建立國家公交地理信息系統。從地區的角度來看,公交公司借助所獲得信息,從而作出較科學的規劃決策。從國家角度來看,該技術的應用屬于國家公共運輸信息基礎設施。FTA將“提供全新的管理工具供FTA總部以及各州部門,增強決策和分析能力”“以高新技術為依托為公交規劃人員提供數據和信息”“開發公交數據庫,滿足各部門信息需求”“適應DoTs以及《冰茶法案》的規定,建立基于GIS的國家公交路線系統”作為公交GIS的四個基本目標。此外,FTA還明確了公交GIS的數據標準,定義了公交GIS中公交要素數據類型。

  1992年,美國紐約的肯尼迪國際機場建立了基于GIS的機場交通管理系統。該系統的建立是 GIS在交通工程中應用的成功范例。

  4 在交通中的應用

  3S(GPS、GIS、RS)技術的有機集成,可以實現實時、動態的數據采集和管理工作,該技術同樣可以有效應用在交通運輸領域。美國俄亥俄州立大學和加拿大的卡爾加里大學采用CCD攝像機、GPS、GIS和慣性導航系統(INS)集成技術,研發了一種移動式城市GIS數據采集系統,可以快速、準確地采集城市道路信息。該系統隨著汽車的行駛,可實現同一個時間脈沖下實時工作。該系統可以用于快速、準確的采集城市道路的幾何線形,并快速發現道路上各類設施是否處于正常狀態。車輛自動定位與導航系統則將GPS空間定位技術與GIS數字地圖數據庫系統相結合,實現汽車自主導航、調度管理,運用實時信息有效地避免交通問題。

  5 在交通規劃中的應用

  交通規劃工作是交通工程中的一個主要的工作內容,是城市規劃和區域規劃的一個關鍵的組成部分。在交通規劃中涉及大量的信息,為了提高對信息管理的效率和水平,國內外有一些關于采用GIS作為交通規劃信息管理數據庫或基于GIS進行交通規劃的研究,但都只是停留在將GIS引用到交通規劃中,并未得到進一步地深入。

  此外,有研究將交通規劃的結果查詢、統計、評價分析等部分融入到基于GIS的交通規劃信息管理系統中,運用幾種計算機軟件共同研發、完善了系統的功能。此研究能夠有效利用交通基礎資料,加強交通規劃的信息管理,建立科學化、現代化的交通規劃結構體系,更加形象地將交通規劃信息進行總結和展示,達到圖文并茂的效果,便于管理工作人員查找規劃信息及對規劃的局部調整,避免翻閱大量文字報告和圖冊的繁瑣。

  6在ITS中的應用

  智能交通系統是新近發展起來的交通管理系統,其中的所有信息都與地理信息密切相關。地理信息系統提供了ITS基礎的數字化平臺,GIS也將會在智能交通系統中扮演著十分重要的角色。基于GIS-T和GPS技術的ITS,能夠為道路用戶提供實時動態交通信息服務,改善出行方式,也能夠為道路管理者提供控制信息,大大提高現有道路的通行能力和安全性。這三種技術如何有效的集成還處在研究之中,但無疑將是GIS-T的又一重大應用領域。

  參考文獻:

  [1]姚祖康.路面管理系統.人民交通出版社,1993.12

  [2]孫立軍.智能型路面管理系統的建立.同濟大學博士論文,1989.12

  [3]上海市市政工程管理局.上海市高速公路養護質量檢評細則.2003.5

  [4]薩師煊,王珊.數據庫系統概論(第三版).高等教育出版社,2000.2