三維GIS公路管理論文參考
一、三維GIS高速公路的基本功能
1場景展示場景展示是對高速公路進(jìn)行三維建模，實(shí)現(xiàn)車輛、收費(fèi)站、隧道、高速公路路產(chǎn)、建筑物、綠化及其關(guān)系的真實(shí)再現(xiàn)，如圖2所示，可以全方位、多視角、立體化展示高速公路各種場景、地形地貌等，使得后期高速公路擴(kuò)建和更新改造實(shí)施空間一目了然。在三維場景中，可以進(jìn)行漫游、縮放、旋轉(zhuǎn)和飛行等操作。
2查詢定位查詢定位功能包括對各種高速公路路產(chǎn)設(shè)備的定位及查詢功能，可應(yīng)用于各種類型的高速公路資源及基礎(chǔ)地理對象。
3三維空間分析三維GIS高速公路管理平臺具有三維空間分析功能，用戶可按需配置。還具有兩點(diǎn)可視分析、扇面可視分析等功能。三維量算分析包括三維空間距離量算、水平距離量算、垂直距離量算、地表距離量算、平面面積量算、地表面積量算。
二、三維GIS在高速公路管理中的應(yīng)用
1基于三維GIS的高速公路交通管理
1)便攜式系統(tǒng)在每個(gè)車輛收費(fèi)站，給進(jìn)入高速公路的車輛發(fā)一個(gè)便攜式北斗定位終端設(shè)備，該設(shè)備采用電池供電，集成了北斗定位終端，GPＲS/CDMA數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳終端，觸摸屏和傳統(tǒng)的收費(fèi)卡模塊。該設(shè)備是基于三維GIS的高速公路管理平臺的前端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對車輛位置、車速等信息的采集。管理平臺可實(shí)時(shí)監(jiān)控具體路段的實(shí)時(shí)車輛信息，并把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存、統(tǒng)計(jì)和分析，根據(jù)結(jié)果把相應(yīng)的信息下發(fā)到車輛，駕駛員根據(jù)接收到的信息做出反應(yīng)，通過終端的通信功能，將反饋信息發(fā)送到該卡片的觸摸屏上顯示，通過卡片內(nèi)置的揚(yáng)聲器提示用戶路段擁堵狀況、氣象情況以及疲勞駕駛、超速違章報(bào)警等信息，實(shí)現(xiàn)管理平臺與駕駛?cè)藛T或車輛的聯(lián)動(dòng)，達(dá)到對車輛綜合管理的目的。
2)交通監(jiān)控在三維GIS高速公路管理平臺上對高速公路路段內(nèi)過路車輛和業(yè)務(wù)車輛進(jìn)行可視化管理，通過北斗終端獲取車輛通行情況、車速、車流量、救援巡檢車的地理位置、實(shí)時(shí)軌跡等交通信息，展示在平臺上，及時(shí)了解交通突發(fā)事故情況等，能夠極大地提高交通管理的工作效率，使整個(gè)高速公路完整的交通信息能夠基于一個(gè)可視化信息平臺進(jìn)行實(shí)時(shí)共享和全面管理。
3)指揮調(diào)度因交通事故、隧道火災(zāi)、臺風(fēng)、暴雨、洪水、暴雪等的自然災(zāi)害或交通事故常常會(huì)引發(fā)高速公路及附屬設(shè)施損壞，使其無法正常運(yùn)行�；谌SGIS的高速公路指揮調(diào)度系統(tǒng)可以對高速公路突發(fā)事件如災(zāi)害性天氣、異常交通狀況、交通事故等進(jìn)行定性、定量測知和位置測定、判斷事件的類型、位置、嚴(yán)重程度等。保證在突發(fā)性災(zāi)害發(fā)生時(shí)，在最短時(shí)間內(nèi)，將已發(fā)生或未發(fā)生的事故所帶來的不良影響降到最低，同時(shí)盡可能減少人員、財(cái)產(chǎn)的損失，快速地恢復(fù)高速公路的安全暢通，減少對社會(huì)生活和工作的影響，從而恢復(fù)正常秩序。
4)交通預(yù)警在交通事故未發(fā)生前，三維GIS平臺中已設(shè)置好預(yù)警流程，如圖3所示，可以根據(jù)高速公路實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、天氣情況等，提供預(yù)警方案或車輛引導(dǎo)等措施，為道路管理提供預(yù)警。
�、佘囕v引導(dǎo)高速公路指揮調(diào)度部門的指令，如施工地段管制、強(qiáng)風(fēng)、濃霧等警示，通過便攜式系統(tǒng)或道路顯示屏讓駕駛?cè)藛T及時(shí)了解道路狀況，避免交通阻塞，減少交通事故發(fā)生概率。同時(shí)還可根據(jù)路面實(shí)際情況對車輛限速，從而有效地對交通流進(jìn)行引導(dǎo)，使高速公路的交通更加暢通。
�、诋惓Ｌ鞖鈭�(bào)警天氣狀況變化頻繁，在情況嚴(yán)重時(shí)，通過三維GIS平臺和便攜式系統(tǒng)，提前準(zhǔn)備，采取高速道路封閉或警示車輛，控制車流量和車速等。
�、弁话l(fā)事件預(yù)警三維GIS平臺具有強(qiáng)大的空間查詢和分析(緩沖區(qū)分析、疊置分析、網(wǎng)絡(luò)分析)的功能，存儲多個(gè)應(yīng)對突發(fā)事故的多個(gè)預(yù)警方案，結(jié)合GIS分析，從而幫助管理部門實(shí)現(xiàn)交通事故防治、傷亡控制和事故發(fā)生地段的交通疏導(dǎo)。
�、苁鹿识喟l(fā)路段預(yù)警設(shè)置危險(xiǎn)路段、存在事故隱患地帶及危險(xiǎn)點(diǎn)等，當(dāng)車輛接近設(shè)置區(qū)域時(shí)，三維GIS平臺結(jié)合便攜式系統(tǒng)應(yīng)用高速公路資源和道路信息顯示屏以及通信設(shè)備，預(yù)先提醒進(jìn)入存在事故隱患地帶的車輛駕駛者和行人，減少事故發(fā)生的可能性。
2基于三維GIS的高速公路路產(chǎn)管理在高速公路實(shí)際路產(chǎn)管理過程中，管理人員要求快速便捷地獲取高速公路環(huán)境及路面狀況的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)能夠形象化地表達(dá)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的查詢分析、統(tǒng)計(jì)匯總等管理工作，而傳統(tǒng)路產(chǎn)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫模式由于數(shù)據(jù)獲取不直觀、工作效率低，滿足不了上述需求�；谌SGIS的路產(chǎn)管理對高速公路路產(chǎn)設(shè)備從安裝、使用、維護(hù)直至報(bào)廢的全過程信息進(jìn)行可視化管理，為日常生產(chǎn)管理提供路產(chǎn)管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)中的設(shè)備臺賬信息、維檢修記錄、特種設(shè)備信息、資產(chǎn)信息、故障缺陷信息等均可與真實(shí)的場景進(jìn)行關(guān)聯(lián)，基于“所見即所得”的方式查詢各種信息，使路產(chǎn)設(shè)備的完整性信息能夠基于一個(gè)可視化信息平臺進(jìn)行實(shí)時(shí)共享和全面管理。
3基于三維GIS的高速公路養(yǎng)護(hù)管理以三維GIS為基礎(chǔ)的高速公路管理平臺，融合高速公路養(yǎng)護(hù)階段的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)信息的共享和實(shí)時(shí)掌握，規(guī)范了養(yǎng)護(hù)管理工作的業(yè)務(wù)流程，培養(yǎng)了養(yǎng)護(hù)管理人員良好的制度化和規(guī)范化的工作習(xí)慣，并且建立了高速公路養(yǎng)護(hù)管理決策支持系統(tǒng)，使養(yǎng)護(hù)工作準(zhǔn)確量化，實(shí)現(xiàn)高速公路養(yǎng)護(hù)管理科學(xué)、決策合理。高速公路養(yǎng)護(hù)工作人員使用手持終端PDA，一方面在巡檢的'過程中對高速公路路況的巡察、維護(hù)以及現(xiàn)場信息輸入與拍照，實(shí)時(shí)傳回管理系統(tǒng);另一方面，在系統(tǒng)中可以制定養(yǎng)護(hù)巡檢任務(wù)，自動(dòng)提醒巡檢人員，并為巡檢人員提供規(guī)范的巡檢結(jié)果記錄表，巡檢人員根據(jù)檢查結(jié)果直接填寫表格，自動(dòng)生成養(yǎng)護(hù)日常例行檢查維護(hù)表，日后可對日檢查、月檢查情況進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)、分析和導(dǎo)出。
4基于三維GIS的高速公路路政管理高速公路路政管理部門，承擔(dān)著路政執(zhí)法和公路超限運(yùn)輸車輛行駛管理工作。路政業(yè)務(wù)繁雜、重要，運(yùn)用三維GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)路政車輛的定位和監(jiān)控、巡查路線與巡查計(jì)劃管理、外業(yè)巡查信息的接收和審核、處理等。能夠?qū)崟r(shí)采集記錄車輛當(dāng)前所處的位置數(shù)據(jù)，并把位置數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心三維GIS高速公路管理平臺上，動(dòng)態(tài)顯示出車輛的行駛軌跡，監(jiān)控中心(監(jiān)控站)也可以發(fā)出指令尋找目標(biāo)車輛所在位置數(shù)據(jù);在路政巡查工作中發(fā)現(xiàn)并排除路面障礙物及通過手持終端PDA針對損害路況時(shí)間進(jìn)行登記、處理;將違法案件信息直接導(dǎo)入到路政處罰體系中實(shí)時(shí)處理，對于現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)損壞公路及路面路障等情況，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地將業(yè)務(wù)情況通知養(yǎng)護(hù)、清障等相關(guān)單位進(jìn)行處理。三維GIS高速公路管理平臺上的路政管理系統(tǒng)建設(shè)一套完整的路政業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，加強(qiáng)各級單位、部門之間的工作交流，信息有效共享，有效提高了管理人員水平使管理工作科學(xué)化、行業(yè)技術(shù)規(guī)范化，提高了管理人員工作效率，提高整個(gè)高速公路路政的行業(yè)管理水平。
三、結(jié)束語
三維GIS技術(shù)以地形圖、地面模型、影像圖為依托，建立三維虛擬現(xiàn)實(shí)，并加入高速公路各類路產(chǎn)設(shè)施的綜合信息，通過直觀的圖形界面、完善的屬性數(shù)據(jù)和成熟的數(shù)學(xué)分析模型，為高速公路的信息化管理提供了豐富的數(shù)據(jù)源和管理基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對高速公路運(yùn)營、安全保障、應(yīng)急救援的全過程可視化，并能夠?yàn)槁氛B(yǎng)護(hù)、巡查和出行服務(wù)提供強(qiáng)有力的支持，為最終實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)營的全數(shù)字化管理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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