GIS在交通運輸中應(yīng)用

-z..--.可修編地理信息系統(tǒng)在交通運輸中的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)結(jié)課論文：澤英13281150班級：運輸1305班指導教師：王福田目錄摘要3關(guān)鍵詞31地理信息系統(tǒng)〔GIS〕概述31.1GIS簡介31.2GIS開展現(xiàn)狀32交通運輸概述32.1交通運輸開展趨勢32.2將GIS運用到交通運輸已勢在必行3必要性3可行性33GIS在交通運輸中的應(yīng)用33.1GIS在道路運輸中的應(yīng)用33.1GIS在軌道交通中的應(yīng)用33.3GIS在交通港站方面的應(yīng)用33.4GIS在運輸管理領(lǐng)域的應(yīng)用34未來開展趨勢35結(jié)語3參考文獻3地理信息系統(tǒng)在交通運輸中的應(yīng)用澤英13281150交通大學運輸1305班摘要：本文簡述了地理信息系統(tǒng)與交通運輸?shù)拈_展概況，并闡述了將GIS技術(shù)運用于交通運輸中的必要性與可能性。接著，文章多方位的展示了地理信息系統(tǒng)在道路運輸、軌道交通、港站選址設(shè)計以及運輸管理方面的應(yīng)用。最后對未來交通運輸?shù)拈_展做出了預測與展望。關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)〔GIS〕；交通運輸；應(yīng)用；前景TheApplicationofGeographicInformationSysteminTrafficandTransportationSystemZeyingZhang13281150BeijingJiaotongUniversityAbstract:ThisarticledescribesthedevelopmentofGISaswellastrafficandtransportationsystem.Itprovesthenecessityandpossibilityabouttheapplicationofgeographicinformationsystemintrafficandtransportationsystem.What’smore,itshowsustheapplicationofGISinroadtraffic,railtransportation,andstationdesignaswellastransportationmanagement.Intheend,wemaketheforecasttothedevelopmentoftransportationinthefuture.Keywords:GeographicInformationSystem(GIS);traffic;transportation;application;forecast-z.1地理信息系統(tǒng)〔GIS〕概述1.1GIS簡介地理信息系統(tǒng)〔GeographicInformationSystem，簡稱GIS〕是以地理空間數(shù)據(jù)庫為根底，在計算機軟、硬件環(huán)境的支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進展采集、管理操作、分析、模擬和顯示適時提供空間和動態(tài)的地理信息，是決策效勞的重要系統(tǒng)。它是一門集計算機科學、測繪學、地理學、空間科學、統(tǒng)計學、管理學為一體的新興科學。GIS以其高效的數(shù)據(jù)管理能力、空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)監(jiān)測能力，成為目前一種有效的管理決策工具。1.2GIS開展現(xiàn)狀近年來，隨著計算機軟硬件等的性能不斷提高，GIS技術(shù)有了強大的工具與技術(shù)支持，人們逐漸將GIS技術(shù)與計算機融合，為GIS技術(shù)的應(yīng)用奠定了堅實的根底。移動GIS〔mobileGIS〕是建立在移動計算環(huán)境、有限處理能力的移動終端條件下，提供移動中的、分布式、隨遇性的移動地理信息效勞的GIS，是一個集GIS、GPS、移動通信〔GSM／GPRS／CD2MA〕三大技術(shù)于一體的系統(tǒng)。它通過GIS完成空間數(shù)據(jù)管理和分析，GPS進展定位和跟蹤，利用移動計算設(shè)備完成數(shù)據(jù)獲取功能，借助無線網(wǎng)絡(luò)移動通信技術(shù)完成圖形、文字、聲音等數(shù)據(jù)的傳輸。此外，組件技術(shù)的興起給GIS帶來全新的開發(fā)方式，GIS就是采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)和組件式軟件的GIS系統(tǒng)。它的根本思想是把GIS的各種功能模塊進展分類，劃分為不同類型的控件，每個控件完成各自相應(yīng)的功能，各GIS控件之間以及GIS控件與其他非GIS控件之間，通過可視化的開發(fā)工具集成起來，GIS控件與其他軟件通過標準接口進展通信，形成滿足用戶特定功能需求的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。隨著GIS技術(shù)在交通運輸領(lǐng)域的迅速開展，具有交通運輸特色的GIS-T系統(tǒng)正在崛起，智能交通地理信息系統(tǒng)GIS-T(GeographyInf0rmationSystem—Transportation)是以地理信息技術(shù)為手段，將人、車和道路三者嚴密協(xié)調(diào)，能最動態(tài)、高效地對交通進展管理的具有空間分析功能的地理信息系統(tǒng)。GIS具體應(yīng)用在勘測設(shè)計、規(guī)劃、管理等交通領(lǐng)域。GIS的根本思想是將地表信息按其特性進展分類，然后進展分層管理和分析。2交通運輸概述2.1交通運輸開展趨勢近年來，現(xiàn)代交通運輸正趨于多樣化開展。近些年鐵路、公路、航空方興未艾，城市軌道交通又迅猛開展。多種多樣的交通方式滿足了人們對于出行的需求，極方便了旅客與貨物的位移。然而，城市的快速開展對交通規(guī)劃和管理提出了更高的要求，原有交通信息技術(shù)的缺乏凸顯，交通網(wǎng)的規(guī)劃與管理仍不夠合理與科學。這是面對如此龐大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作與運籌決策要求，僅憑借數(shù)學模型建模已不能滿足需求。這時人們注意到了地理信息系統(tǒng)。GIS憑借其強大的空間信息處理功能，與交通分析和信息處理技術(shù)相結(jié)合，延伸出了交通地理信息系統(tǒng)〔GIS-T〕。GIS-T將地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢特點很好地運用到了交通運輸當中，順應(yīng)了未來開展趨勢。2.2將GIS運用到交通運輸已勢在必行交通運輸系統(tǒng)具有天生的地理屬性，系統(tǒng)中固定設(shè)施、移動設(shè)施、管理方案、出行需求、交通流分布等都富含空間信息，在道路設(shè)施統(tǒng)計分析、路網(wǎng)交通分析、交通規(guī)劃設(shè)計方案的優(yōu)化與評價中，都涉及到空間數(shù)據(jù)GIS是分析處理該類數(shù)據(jù)的有效工具。因此，將GIS應(yīng)用到交通運輸已勢在必行。必要性如今，交通擁擠和交通事故越來越嚴重地困擾著世界各國的大城市，解決這一問題的重大社會經(jīng)濟意義已為人們所共識。現(xiàn)代城市所產(chǎn)生的浩如煙海的交通信息，必須借助于電子計算機對信息進展采集、存儲、分析和決策。而把地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于交通問題的研究被認為是交通運輸規(guī)劃與管理現(xiàn)代化的一個重要組成局部。因此，本文提出把交通運輸與地理信息系統(tǒng)結(jié)合起來研究。可行性由于交通具有明顯的地理特征，這就決定了研究交通問題離不開地理圖，同時不僅需要文字和圖形描述的信息，還要對信息的文字和圖形進展描述。把地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于交通，即把道路信息、交通信息以及交通事故等與地圖結(jié)合在一起，再結(jié)合計算機硬件技術(shù)及數(shù)據(jù)庫的配合。這些顯著特征都為GIS與交通運輸?shù)慕Y(jié)合提供了可能。3GIS在交通運輸中的應(yīng)用GIS在交通運輸?shù)母鱾€領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如鐵路、道路、城軌、港站等方面。下面簡單介紹一下：3.1GIS在道路運輸中的應(yīng)用GIS在道路方面應(yīng)用，最典型的例子就是各類地圖軟件，如百度地圖、谷歌地圖等。GIS在道路方面的應(yīng)用是基于GPS技術(shù)的獨立的城市交通信息系統(tǒng)，是一個進展交通管理、交通平安、交通規(guī)劃、交通運輸、交通運營的統(tǒng)一的空間信息根底平臺。該系統(tǒng)對道路、交通設(shè)施、交通線網(wǎng)、公共交通等資源建立交通空間信息數(shù)據(jù)庫，并且依據(jù)國家最新“綠色交通〞的概念，融入“以人為本〞的思想，為交通管理和決策提供全面、及時、準確的信息支持。圖1國家公路地理信息系統(tǒng)具體應(yīng)用有如下幾個方面：〔1〕利用GIS對道路交通事故進展預測分析簡單地說，就是一款基于GIS的事故定位系統(tǒng)，它利用GIS將交通事故數(shù)據(jù)文件集合成一個整體,可以形象直觀地報告事故地點、性質(zhì)和原因，并對各事故點的發(fā)生頻率比擬，找出事故多發(fā)地段，結(jié)合現(xiàn)有道路條件進展事故預測。系統(tǒng)定義了路標層，可以將特殊地點考慮到預測當中，如學校、單位等在放學下班時間段，對應(yīng)路段必定會產(chǎn)生不同程度的擁擠。如下列圖2所示，利用百度地圖進展了道路擁擠程度預測。圖2路況擁擠度預測〔2〕利用GIS對車輛導航GIS與GPS結(jié)合，構(gòu)成車輛導航系統(tǒng)。車輛在運行中，有關(guān)道路圖、停車設(shè)施、道路屬性、購物及游覽信息直觀地呈現(xiàn)在駕駛員面前，并提示車輛的當前位置，幫助駕駛員搜索到達目的地的最正確路徑。如圖3利用百度地圖進展導航：圖3利用百度地圖進展導航〔3〕利用GIS進展環(huán)境監(jiān)控利用GIS系統(tǒng)還可以進展環(huán)境監(jiān)控。如今，汽車排放廢氣、制造噪音，對環(huán)境造成污染，為了有效控制污染程度，對環(huán)境進展監(jiān)控十分必要。這項技術(shù)充分利用了GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能。它利用傳感器和傳輸線路與主控計算機相連，對傳感器獲得的數(shù)據(jù)分析處理，及時匯報管理部門以便做出決策。3.1GIS在軌道交通中的應(yīng)用〔1〕利用GIS系統(tǒng)進展鐵路選線設(shè)計規(guī)劃在我國一條鐵路線路行程都在千米以上，多數(shù)甚至到達萬米。所有途經(jīng)的地質(zhì)、地理條件和環(huán)境，環(huán)保條件等都會對線路的走向、本錢造成影響。因此錄入的資料圍有很多是航測資料、野外實測資料及數(shù)字化原有的地形圖等。利用GIS技術(shù)，可以對線路的所有比選方案根據(jù)現(xiàn)狀或原規(guī)劃情況進展測算，檢驗其是否能充分發(fā)揮軌道交通所帶來的開發(fā)潛力，假設(shè)不能滿足要求，需對該線周圍土地進展全面規(guī)劃調(diào)整。*些方案經(jīng)過規(guī)劃調(diào)整后開展?jié)摿透采w人口仍達不到軌道交通規(guī)劃的最低要求；或經(jīng)規(guī)劃調(diào)整后開展?jié)摿案采w人口均較好，但經(jīng)敏感性分析后風險較高，則均予以排除。最后提出從開展?jié)摿透采w人口方面值得推薦的線路方案。圖4表示的是利用GIS系統(tǒng)進展的鐵路選線流程：圖4GIS系統(tǒng)下的鐵路選線流程〔2〕列車調(diào)度在軌道交通網(wǎng)絡(luò)中實施基于GIS的綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)，可以整合現(xiàn)有軌道交通控制系統(tǒng)和信息資源，為城市軌道交通運營指揮調(diào)度提供可視化展現(xiàn)平臺，從而增強軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運營的應(yīng)急處理指揮能力。在這方面，鐵路開展較早，城市軌道交通可向鐵路進展借鑒?！?〕基于Map*的列車調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)電子地圖基于移動衛(wèi)星通訊的鐵路調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)采用地球同步衛(wèi)星的移動衛(wèi)星通訊技術(shù)，實現(xiàn)運行機車與地面的遠距離雙向通訊系統(tǒng)。硬件由車載系統(tǒng)和地面系統(tǒng)組成，系統(tǒng)軟件主要由衛(wèi)星通訊模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊和調(diào)度臺控制模塊組成?；贛ap*的電子地圖具有簡單、方便、實時、高效等優(yōu)點，對優(yōu)化調(diào)度提高鐵路運輸管理水平具有十分重要的作用?；贛ap*的鐵路調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)電子地圖于2002年通過了鐵路部門的技術(shù)鑒定，并于2004年在鐵路分局安裝并投入運行。〔4〕利用GIS實現(xiàn)軌道交通網(wǎng)指揮中心綜合監(jiān)控系統(tǒng)隨著城市軌道的建立，目前在城市軌道交通全網(wǎng)運營管理業(yè)務(wù)指揮中心已經(jīng)建立了運營控制中心系統(tǒng)，對每條線路的各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進展整合，實現(xiàn)了實時監(jiān)控和調(diào)度指揮。但是各軌道交通線路卻是自成體系的，有各自獨立的數(shù)據(jù)庫、硬件平臺和軟件體系等，是一個個的自動化孤島。要實現(xiàn)整個城市軌道交通網(wǎng)運營的協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理，不得不加人大量的人工干預，這樣就降低了系統(tǒng)整體的可靠性、響應(yīng)性和運營效率，且本錢較高。以GIS技術(shù)為核心，構(gòu)建可視化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，將現(xiàn)有各個處于信息孤島狀態(tài)的不同線路日常運營管理綜合集成起來，使物理上分散的各個監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)綜合監(jiān)控，以發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的整體優(yōu)勢。并且能夠在突發(fā)事件時，為事故和災(zāi)害的應(yīng)急處置提供大量的、可視化的靜態(tài)和動態(tài)的監(jiān)控信息、客流信息、現(xiàn)場電子地圖信息和輔助決策信息。3.3GIS在交通港站方面的應(yīng)用利用GIS將港站的數(shù)據(jù)進展整合，再結(jié)合運籌模型，實現(xiàn)交通港站換乘點的自動化選址。運用GIS實現(xiàn)公路客運換乘站選址布局具體過程如下：〔1〕公路客運換乘站選址布局所考慮的影響因素分解成假設(shè)干單元然后運用GIS中圖層編輯的功能每個單元所考慮的因素分別生成公路客運換乘站選址布局數(shù)據(jù)集合(矢量數(shù)據(jù)集)。例如，把城市的功能區(qū)數(shù)據(jù)集合看成面數(shù)據(jù)層城市交通運輸路網(wǎng)數(shù)據(jù)集合看成線數(shù)據(jù)層，城市對外客運換乘樞紐(火車站、航空港、港口)數(shù)據(jù)集合看成點數(shù)據(jù)層等?！?〕將城市功能規(guī)劃、土地建立規(guī)劃、自然環(huán)境因素、交通客源分布劃分成假設(shè)干不同的面數(shù)據(jù)層，把城市用地及城市道路網(wǎng)構(gòu)造選定的有足夠用地組織公路客運換乘樞紐布局的地點作為點數(shù)據(jù)層：把根據(jù)城市現(xiàn)狀公路客流OD分布期望線與城市客流分布期望線交匯的點作為點數(shù)據(jù)層(當與集合中元素的位置較近時認為兩元素位置重合)：在城市用地可行的情況下把客流走廊的交匯點、起止點增加的公路換乘樞紐集合作為點數(shù)據(jù)層把城市對外客運換乘樞紐(如火車站、航空港、港口等)附近適當增加的公路客運換乘樞紐集合作為點數(shù)據(jù)層：把城市路網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)集合、城市交通運輸路網(wǎng)數(shù)據(jù)集合、居民交通流向和城市客運交通走廊分布作為線數(shù)據(jù)層。〔3〕將不同數(shù)據(jù)層集合進展交運算，確定城市公交換乘樞紐布局集合最后結(jié)合城市用地實際情況圖集，確定最終選址布局方案。交運算示意圖見圖5：圖5交運算示意圖3.4GIS在運輸管理領(lǐng)域的應(yīng)用〔1〕城市交通數(shù)據(jù)管理GIS近年來在交通運輸管理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。交通工程人員利用地理信息系統(tǒng)與相應(yīng)的城市交通地圖相結(jié)合，將城市交通地理圖及其有關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)字化，建立規(guī)定比例的可視數(shù)字地圖和相應(yīng)的城市交通地圖相結(jié)合，將城市交通地理圖及其有關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)字化，建立規(guī)定比例的可視數(shù)字地圖和相應(yīng)的地理信息數(shù)據(jù)庫，來進展道路交通的管理工作。在運輸企業(yè)的運營管理當中，可以利用建立的交通地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，為管理部門或用戶提供各種查詢要求和分析方法。〔2〕城市交通設(shè)施管理利用地理信息系統(tǒng)軟件(如：MapInfo)本身所具有的功能，首先建立綜合信息數(shù)據(jù)庫，需要對一個城市交通路網(wǎng)構(gòu)造的實現(xiàn)，這種路網(wǎng)構(gòu)造包含路網(wǎng)的統(tǒng)計概念上交通流分布，即需要歷史數(shù)據(jù)或大量的實時交通流數(shù)據(jù)作為路網(wǎng)構(gòu)架的根底；其次交通流覆蓋的路網(wǎng)構(gòu)造上，實現(xiàn)各種交通控制方式，在路網(wǎng)上的道路穿插口應(yīng)用圖層建立交通信號控制對象，控制相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲在控制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫中；最后建立交通設(shè)施靜態(tài)信息數(shù)據(jù)庫，對路網(wǎng)中的各類靜態(tài)交通設(shè)施(各種路標、指示牌、紅綠燈設(shè)備、檢測線圈等等)的所屬信息進展統(tǒng)計與查詢，并將路網(wǎng)實體數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以分路段的方式與地理坐標聯(lián)系起來，從而對各種交通設(shè)施進展維護與管理。將路網(wǎng)實體數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以分路段的方式與地理坐標聯(lián)系起來，可以進展路面質(zhì)量的管理和路面維修管理，對信號裝置以及橋梁的維護進展管理。將路面信息進展整合，錄入到GIS系統(tǒng)中，便于管理與維護。如圖6，百度地圖將地面信息錄入到GIS系統(tǒng)中，即可搜索附近藥店，便能迅速將附近藥店信息整合，并給出最正確路線。如圖7，利用Mapinfo可以定位地點，并給出地點的信息。圖6用百度地圖搜索附近藥店圖7利用Mapinfo添加地點信息4未來開展趨勢未來交通運輸會向著智能交通運輸體系開展，有專家預言未來智能運輸系統(tǒng)對社會經(jīng)濟和交通運輸?shù)挠绊?可能會超過洲際高速公路。它的意義和價值表達在：首先，可大幅度提高公路的通行能力，至少使現(xiàn)有高速公路的交通量增加1倍。其次，可大量減少公路堵塞、擁擠現(xiàn)象，降低汽車油耗，使城市交通堵塞和擁擠造成的損失減少25％-40％。第三，可大大提高公路交通的平安性。而智能的實現(xiàn)很大程度上依靠GIS系統(tǒng)的開展。目前GIS-T擁有一些根本功能，同時還具備許多交通特色功能，如交通規(guī)劃、交