浅谈GIS技术在高速公路营运期的作用

【关键词】：gis技术高速公路营运 

一、gis技术简介 

gis通称地理信息系统或地学信息系统。它是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的计算机系统，由硬件、软件、数据和用户的有机结合而构成，智能化的gis中还包括由知识和推理机组成的专家系统。gis本身就是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、地球科学、信息科学和管理科学为一体的多学科新兴边缘学科。它研究计算机技术与空间地理分部数据的结合，通过一系列空间操作和分析，为地球科学、环境科学和工程设计，乃至国民经济的发展、城市建设及企业经营提供对规划、管理和决策有用的信息，并回答用户提出的有关问题。 

二．gis技术在高速公路运营管理阶段的应用 

1、 gis及其基本功能要求 

随着我国经济和社会的不断发展，高速公路作为国家重点基础设施，其车流量呈逐年递增趋势，管理工作量相应加大。在管理数据数量日益增大的同时，由于信息技术的快速发展，各条高速公路的通信、监控、收费等交通机电工程建设新技术含量逐渐提高，从而使管理数据的类型除传统的报表、文字之外，增加了各种空间数据、图像、声音、超文本等等，对管理工作提出了新的要求。要实现高速公路管理工作的现代化、科学化、智能化，gis必将成为一种有力的辅助手段。高速公路地理信息技术是将高速公路路网及沿线设施、行政区划图、交通专用图、地形图等，通过遥感、扫描等技术，进行数字化。按照管理需求，形成各种专用数字化高速公路地图、交通图，同时建立各种专用的空间地理数据库和管理属性数据库：运用计算机软件、硬件和通信、网络等技术，将上述数据库中的数据有机地结合起来，实现各种类型高速公路机电工程外场设备实时数据的动态管理；开发、应用各种专用管理技术或系统，完成数据的统计、分析和处理，达到规范管理、科学决策的目的。高速公路地理信息技术的基本功能要求包括：分层管理功能、对图形数据和属性数据的编辑、修改和维护、道路管理和查询、数据的统计和分析、图形输出、决策支持等。 

2、 gis的应用领域 

根据高速公路管理工作的需求，在交通监控、道路养护、路政、经营服务、gps车辆定位等方面进行研究和设计。具体分为： 

（1）交通监控 

外场设备以一定的图标显示在各种数字地图的相应位置，通过图标的颜色变化表示设备的工作状态（正常、设备报警、故障）；通过点击相应图标，即可查看设备检测的内容（车辆检测器、气象检测器）和设备显示的内容（可变清报板、可变限速标志）；点击遥控摄像机，即可显示出其相应的实时图像。通过对外场设备数据、信息的处理，显示高速公路路网中各路段的交通运行状况，如正常情况下该路段显示为绿色，出现交通阻塞、事故时，该路段路线显示为红色。管理人员可根据局部或整个路网的交通运行状况，参考由计算机专家预案库提出的处理预案，进行统一的、重点的监控或调度、指挥。 

（2）养护管理 

高速公路养护管理包括路基路面养护、桥梁养护、沿线设施养护、绿化养护等内容。对路基、路面、桥梁、涵洞、立交和其他沿线设施的建设信息、结构等基础数据进行编码，建立从空间数据到属性数据库的联系。可将高速公路路线以每500 in作为1个基本单元，正常情况下显示为绿色，当此区段进行道路养护作业时，显示为白色，点击此区域时则有1个信息框弹出，内容包括：养护的区段、养护的内容、位置、施工单位、养护的开始时间、结束时间和进度等。日常、专项养护巡查、作业的相关数据。按要求的格式和时间上传。结合高速公路养护管理系统，对数据进行分析后，将结果以图文显示，如某段高速公路显示为黄色，表示其技术标准降低，必须进行养护，并推荐采取何种养护措施。这样，使管理者对道路使用状况有明确、直观的了解。 

（3）路政管理 

与道路养护一致，将路线以每500 in作为1个基本单元，正常情况下显示为绿色，发生交通阻塞时显示黄色，当道路封闭时显示红色或红闪。当点击此区域时则有1个信息框弹出。内容包括：阻塞的区段、交通阻塞的原因、位置、方向、事件的开始时间和结束时间。 

（4）服务经营管理 

针对全线的服务区、停车区进行管理。服务区、停车区以一定的图例显示在相应位置，而且通过分层处理功能在交通底图上仅显示此部分内容，以便于对其进行专题研究、管理。点击相应图标应可弹出信息框，显示内容可包括驻留车辆数、餐饮、住宿、加油等各种经营服务状况等。 

（5）交通应急抢险管理 

收集和提供高速公路沿线有关机构的信息，包括高速公路管理处、管理所、路政大队、养护工区、服务区、停车区和收费站等，及高速公路附近的医院、交警、公安和消防等部门的有关信息，使高速公路地理信息技术为高速公路日常管理和应急指挥快速提供处理预案，为高速公路管理提供辅助决策平台。以便在出现车辆故障、交通事故、人员伤亡等情况下实施急救。 

（6）gps车辆监控 

以gis为基础，运用车辆专用的gps定位和与其一体化的通讯设备（车台）、无线通讯接收和转发设备、网络设备等，充分利用gps和gis实时准确联动的特点，实现对车辆进行实时监控的一体化管理。尤其对清障车、巡逻车、运钞车、紧急救援、执法车辆等特殊车辆进行车辆跟踪、报警、动态监视和指挥。根据发达国家的经验，建立智能交通管理系统（its），提高路网使用效率，加强交通管理是减少交通堵塞和延误损失，降低交通事故发生率和减少尾气排放的有效手段。 

当前，制约智能交通系统、物流系统和车辆导航与监控系统大面积推广应用的瓶颈是系统共享信息平台建设与系统通信网络技术，相信随着信息科学的发展和研究的深入，实现交通管理智能化将指日可待。 

3、 gis的应用方案 

高速公路管理系统，是利用gis技术、gps技术、网络安全技术、中间件技术和数据处理技术，整合高速公路管理部门业务管理信息资源，按一定标准规范完成多源异构数据的接入、存储、处理、交换、分发等功能，面向管理业务和信息服务，实现部门间信息共享，并为各相关部门制定交通运输组织、控制方案和科学决策提供依据。高速公路管理系统包括：高速公路gis和数据库、机电系统（通信、收费、监控）、养护管理系统、路政管理系统、稽征管理系统、经营服务管理系统、交通控制管理系统、安全驾驶支持系统、车辆运输管理系统、综合交通运输规划系统、应急抢险救援系统等。系统共享数据库包括道路数据库、交通数据库和道路交通地图库，形成空间数据库。 

三、小结 

3s 技术在高速公路的规划、路线优化及大型桥梁、隧道工程方案论证以及工程地质调查等方面的成功应用说明，进一步开发和推广3s 技术在科学研究、勘察设计、工程建设、智能交通管理等方面的创新，能大幅度提高工作效率和全面改造传统交通运输产业，实现公路建设的可持续发展。我们应该充分认识和利用3s技术的优势，结合本专业的特点，科学总结、不断实践，努力提高建设和管理的效率。