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(chǎng)景展示場(chǎng)景展示是對高速公路進(jìn)行三維建模，實(shí)現車(chē)輛、收費站、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，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(chǎng)景、地形地貌等，使得后期高速公路擴建和更新改造實(shí)施空間一目了然。在三維場(chǎng)景中，可以進(jìn)行漫游、縮放、旋轉和飛行等操作。

　　2查詢(xún)定位查詢(xún)定位功能包括對各種高速公路路產(chǎn)設備的定位及查詢(xún)功能，可應用于各種類(lèi)型的高速公路資源及基礎地理對象。

　　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(hù)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用

　　1基于三維GIS的高速公路交通管理

　　1)便攜式系統在每個(gè)車(chē)輛收費站，給進(jìn)入高速公路的車(chē)輛發(fā)一個(gè)便攜式北斗定位終端設備，該設備采用電池供電，集成了北斗定位終端，GPＲS/CDMA數據遠傳終端，觸摸屏和傳統的收費卡模塊。該設備是基于三維GIS的高速公路管理平臺的前端設備，實(shí)現對車(chē)輛位置、車(chē)速等信息的采集。管理平臺可實(shí)時(shí)監控具體路段的實(shí)時(shí)車(chē)輛信息，并把采集到的數據進(jìn)行儲存、統計和分析，根據結果把相應的信息下發(fā)到車(chē)輛，駕駛員根據接收到的信息做出反應，通過(guò)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(guò)卡片內置的揚聲器提示用戶(hù)路段擁堵?tīng)顩r、氣象情況以及疲勞駕駛、超速違章報警等信息，實(shí)現管理平臺與駕駛人員或車(chē)輛的聯(lián)動(dòng)，達到對車(chē)輛綜合管理的目的。

　　2)交通監控在三維GIS高速公路管理平臺上對高速公路路段內過(guò)路車(chē)輛和業(yè)務(wù)車(chē)輛進(jìn)行可視化管理，通過(guò)北斗終端獲取車(chē)輛通行情況、車(chē)速、車(chē)流量、救援巡檢車(chē)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)指揮調度因交通事故、隧道火災、臺風(fēng)、暴雨、洪水、暴雪等的自然災害或交通事故常常會(huì )引發(fā)高速公路及附屬設施損壞，使其無(wú)法正常運行�；�于三維GIS的高速公路指揮調度系統可以對高速公路突發(fā)事件如災害性天氣、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(lèi)型、位置、嚴重程度等。保證在突發(fā)性災害發(fā)生時(shí)，在最短時(shí)間內，將已發(fā)生或未發(fā)生的事故所帶來(lái)的不良影響降到最低，同時(shí)盡可能減少人員、財產(chǎn)的損失，快速地恢復高速公路的安全暢通，減少對社會(huì )生活和工作的影響，從而恢復正常秩序。

　　4)交通預警在交通事故未發(fā)生前，三維GIS平臺中已設置好預警流程，如圖3所示，可以根據高速公路實(shí)時(shí)運行狀態(tài)、天氣情況等，提供預警方案或車(chē)輛引導等措施，為道路管理提供預警。

　�、佘�(chē)輛引導高速公路指揮調度部門(mén)的指令，如施工地段管制、強風(fēng)、濃霧等警示，通過(guò)便攜式系統或道路顯示屏讓駕駛人員及時(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)還可根據路面實(shí)際情況對車(chē)輛限速，從而有效地對交通流進(jìn)行引導，使高速公路的交通更加暢通。

　�、诋惓Ｌ鞖鈭缶�天氣狀況變化頻繁，在情況嚴重時(shí)，通過(guò)三維GIS平臺和便攜式系統，提前準備，采取高速道路封閉或警示車(chē)輛，控制車(chē)流量和車(chē)速等。

　�、弁话l(fā)事件預警三維GIS平臺具有強大的空間查詢(xún)和分析(緩沖區分析、疊置分析、網(wǎng)絡(luò )分析)的功能，存儲多個(gè)應對突發(fā)事故的多個(gè)預警方案，結合GIS分析，從而幫助管理部門(mén)實(shí)現交通事故防治、傷亡控制和事故發(fā)生地段的交通疏導。

　�、苁鹿识喟l(fā)路段預警設置危險路段、存在事故隱患地帶及危險點(diǎn)等，當車(chē)輛接近設置區域時(shí)，三維GIS平臺結合便攜式系統應用高速公路資源和道路信息顯示屏以及通信設備，預先提醒進(jìn)入存在事故隱患地帶的車(chē)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(guò)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數據，具體數據能夠形象化地表達，對數據進(jìn)行有效的查詢(xún)分析、統計匯總等管理工作，而傳統路產(chǎn)管理系統中的數據庫模式由于數據獲取不直觀(guān)、工作效率低，滿(mǎn)足不了上述需求�；�于三維GIS的路產(chǎn)管理對高速公路路產(chǎn)設備從安裝、使用、維護直至報廢的全過(guò)程信息進(jìn)行可視化管理，為日常生產(chǎn)管理提供路產(chǎn)管理基礎數據庫。系統中的設備臺賬信息、維檢修記錄、特種設備信息、資產(chǎn)信息、故障缺陷信息等均可與真實(shí)的場(chǎng)景進(jìn)行關(guān)聯(lián)，基于“所見(jiàn)即所得”的方式查詢(xún)各種信息，使路產(chǎn)設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的高速公路養護管理以三維GIS為基礎的高速公路管理平臺，融合高速公路養護階段的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現養護信息的共享和實(shí)時(shí)掌握，規范了養護管理工作的業(yè)務(wù)流程，培養了養護管理人員良好的制度化和規范化的工作習慣，并且建立了高速公路養護管理決策支持系統，使養護工作準確量化，實(shí)現高速公路養護管理科學(xué)、決策合理。高速公路養護工作人員使用手持終端PDA，一方面在巡檢的過(guò)程中對高速公路路況的巡察、維護以及現場(chǎng)信息輸入與拍照，實(shí)時(shí)傳回管理系統;另一方面，在系統中可以制定養護巡檢任務(wù)，自動(dòng)提醒巡檢人員，并為巡檢人員提供規范的巡檢結果記錄表，巡檢人員根據檢查結果直接填寫(xiě)表格，自動(dòng)生成養護日常例行檢查維護表，日后可對日檢查、月檢查情況進(jìn)行匯總統計、分析和導出。

　　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(mén)，承擔著(zhù)路政執法和公路超限運輸車(chē)輛行駛管理工作。路政業(yè)務(wù)繁雜、重要，運用三維GIS技術(shù)，實(shí)現路政車(chē)輛的定位和監控、巡查路線(xiàn)與巡查計劃管理、外業(yè)巡查信息的接收和審核、處理等。能夠實(shí)時(shí)采集記錄車(chē)輛當前所處的位置數據，并把位置數據發(fā)送到監控中心三維GIS高速公路管理平臺上，動(dòng)態(tài)顯示出車(chē)輛的行駛軌跡，監控中心(監控站)也可以發(fā)出指令尋找目標車(chē)輛所在位置數據;在路政巡查工作中發(fā)現并排除路面障礙物及通過(guò)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入到路政處罰體系中實(shí)時(shí)處理，對于現場(chǎng)發(fā)現損壞公路及路面路障等情況，能夠及時(shí)準確地將業(yè)務(wù)情況通知養護、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建設一套完整的路政業(yè)務(wù)管理系統，加強各級單位、部門(mén)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、結束語(yǔ)

　　三維GIS技術(shù)以地形圖、地面模型、影像圖為依托，建立三維虛擬現實(shí)，并加入高速公路各類(lèi)路產(chǎn)設施的綜合信息，通過(guò)直觀(guān)的圖形界面、完善的屬性數據和成熟的數學(xué)分析模型，為高速公路的信息化管理提供了豐富的數據源和管理基礎，實(shí)現對高速公路運營(yíng)、安全保障、應急救援的全過(guò)程可視化，并能夠為路政、養護、巡查和出行服務(wù)提供強有力的支持，為最終實(shí)現高速公路運營(yíng)的全數字化管理奠定了堅實(shí)的基礎。

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