Применение геоинформационных технологий для оценки состояния и транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог

Эффективное управление состоянием автомобильных дорог и городских улиц, выбор мероприятий по улучшению их транспортно-эксплуатационных качеств невозможны без наличия надежных и объективных данных о местности, по которой проложена дорога, ее геометрических параметрах, типах и состоянии дорожных покрытий, состоянии мостов и путепроводов, водопропускных труб, наличие препятствий на дороге, а также характеристик режима движения транспортного потока и его составе.

Рис. 13.9. Функциональные инструменты геоинформационной системы:

САПР АД - система информационного проектирования автомобильных дорог;

В современных условиях для решения указанных задач и создания автоматизированного банка данных о автомобильных дорогах и улицах все шире применяются геоинформационные технологии и интеллектуальные электронные системы, основанные на широком использовании спутниковой навигации.

Геоинформационная система (ГИС) - это информационная система, предназначенная для сбора, хранения, обработки, отображения и распространения данных, а также для получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-координированных объектах и явлениях (рис. 13.9).

Главным достоинством ГИС является наиболее «естественное» для человека представление как собственно пространственной информации, так и любой другой информации, имеющей отношение к объектам, расположенным «в пространстве». Представление этой информации может осуществляться следующими способами: числовое значение с датчика, таблица из базы данных (как локальной, так и удаленной) о характеристиках объекта, его фотография, реальное видеоизображение.

Особенностью ГИС является то, что вся информация в ГИС представляется в виде электронных карт, позволяя специалисту извлекать новые данные и знания.

Основное отличие электронных карт в ГИС от бумажных карт заключается в том, что в ГИС карта не является обычным статическим изображением (картинкой), а представляет собой объект, из которого можно получить большой объем дополнительной информации.

К функциям ГИС относятся накопление, обработка, анализ данных и принятие решения (рис. 13.10).

С точки зрения обычного пользователя ГИС - это программа для персонального компьютера, позволяющая с помощью интерфейса просматривать электронные карты и анализировать пространственные данные, лежащие в их основе.

Объекты, входящие в ГИС, имеют помимо геодезических данных технологические характеристики, представляемые в виде разнообразных баз данных, и расчеты с помощью включенных в информационную систему программ для ЭВМ.

Геоинформационная система, как и другие информационные технологии, эффективна в процедурах, где лучшая информированность помогает принять лучшее решение.

Однако ГИС является не инструментом для выдачи решений, а средством, позволяющим повысить эффективность процедуры принятия решений и обеспечивающим проектировщика функциями анализа пространственных данных, представления результатов анализа.

Требуемая для принятия решений информация представляется в картографической форме с дополнительными текстовыми пояснениями, графиками и диаграммами.

Наличие доступной для восприятия и обобщения информации позволяет проектировщику сосредоточить свои усилия на поиске решения, не тратя значительного времени на сбор и осмысливание доступных разнородных данных. Можно рассмотреть несколько вариантов решения и выбрать наиболее эффективное.

Геоинформационные системы, решающие разнообразные задачи, классифицируются по ряду признаков: по пространственному охвату (глобальные, региональные); по уровню управления в Российской Федерации (федеральные, региональные, муниципальные и корпоративные); по области деятельности.

Наиболее близкой к сфере транспорта является классификация по области деятельности, в которой применяется ГИС: землепользование, градостроительство, архитектура, инженерно-геодезические изыскания, безопасность дорожного движения (управление инженерным обустройством автомобильных дорог и городских улиц), навигация (навигация на местности и выбор маршрутов движения), управление ремонтом и содержанием автомобильных дорог и городских улиц.

За последние годы кафедра проектирования дорог МАДИ (ГТУ) накопила производственный опыт промышленной разработки и эксплуатации геоинформационных проектов следующих уровней управления в Российской Федерации:

• федеральная ГИС (паспортизация и инвентаризация автомобильных дорог);

• региональные ГИС (инвентаризация автомобильных дорог);

•

муниципальные ГИС (паспортизация и инвентаризация городских улиц);

В основе ГИС лежит концепция послойной организации пространственных данных, когда однотипные данные на земной поверхности группируются в слои (рис. 13.11). Совокупность всех слоев в ГИС образуют карту.

Для примера можно создать пять основных слоев:

слой автомобилей. Каждый автомобиль должен представляться в виде точки и дополнительно описываться параметрами цвета и марки;

слой автомобильных дорог и улиц. В зависимости от решаемых задач автомобильные дороги могут быть представлены в виде осевых линий или в виде многоугольников, точно описывающих проезжую часть. В некоторых случаях имеет смысл иметь два слоя отдельно для осевых линий и для проезжей части;

слой деревьев. Деревья можно представить в ГИС в виде точечных объектов, для каждого из которых заданы тип дерева, высота, диаметр;

слой зданий. Здания представляются в виде многоугольников, описывающих контур здания на уровне земли. Для зданий в описании следует указать тип здания (жилое, промышленное, коммерческое), адрес, высоту, число этажей и др.;

слой рек. Реки на карте могут быть представлены в виде линий.

Рис. 13.11. Пример представления слоев электронной карты геоинформационной системы

Деление данных на слои позволяет отображать в ГИС только те данные, которые необходимы для решения поставленных задач.

Процесс создания карт в ГИС начинается с создания базы данных. В качестве источника получения исходных данных можно пользоваться оцифровкой бумажных карт.

На основе таких баз данных можно создавать карты любой территории, любого масштаба, с необходимой детализацией, с отображением требуемыми символами.

В любое время база данных может пополняться новыми данными (например, из других баз данных), а имеющиеся в ней данные, можно корректировать по мере необходимости.

В крупных организациях созданная топографическая база данных может использоваться в качестве основы другими отделами и подразделениями, при этом возможно быстрое копирование данных и их пересылка по сетям.

При оценке дорог в дорожном хозяйстве используется ГИС IndorGIS/Road, разработанная в ООО «ИндорСофт» (г. Томск), представляющая собой крупный программный комплекс, предназначенный для системной автоматизации инженерной деятельности в дорожной отрасли.

Наиболее важными функциями информационной системы IndorGIS/Road являются следующие:

• ведение паспортов, сведений по диагностике, мониторингу, оценке уровня содержания автомобильных дорог;

• оперативное получение информации о автомобильных дорогах и дорожных объектах в любой части охватываемой территории;

• отслеживание дефектов, регламентных и ремонтных работ с указанием сроков, результатов контрольных измерений и испытаний, графическое отображение автомобильной дороги в виде чертежа в произвольном масштабе в произвольной ориентации или на плане местности;

• отслеживание остаточной стоимости основных фондов, инвентаризация автомобильных дорог и городских улиц;

• оценка качества содержания автомобильных дорог и городских улиц;

• формирование статистического материала по дефектам с целью выявления слабых мест;

• формирование статистического материала по дорожно-транспортным происшествиям;

• ведение архива документов по автомобильной дороге и ее объектам. Под документами понимаются текстовые, графические файлы, чертежи, отсканированные материалы, видеоряды и любые другие данные;

• ведение информации и документов по правам собственности на землю, информации по полосам отчуждения.

Рис. 13.12. Практические результаты применения

Для сбора информации о местности и объектах на ней применяют лазерное сканирование, которое позволяет зафиксировать все объекты, находящиеся на местности в автоматическом режиме.

Важным элементом развития ГИС является их интеграция с любыми электронными инструментами массового сбора данных об автомобильной дороге и дорожной инфраструктуре, часто называемыми «интеллектуальные информационные системы».

Эффективность использования ГИС повышается за счет проведения полевых работ с помощью автоматизированных ходовых дорожно-исследовательских лабораторий, оснащенных измерительной аппаратурой и геодезическими приемниками спутниковой системы навигации GPS.

Сочетание спутниковой системы навигации, современной радиосвязи и электронной картографии позволяет в реальном времени определять местоположение объектов с высокой точностью, вычислять скорости движения транспортных средств, продольное и центробежное ускорения, расстояния, геометрические параметры автомобильной дороги (рис. 13.12).

Широкое практическое применение ГИС позволяет выбирать наиболее эффективные и экономичные мероприятия, направленные на повышение транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог и городских улиц.

1. Какое влияние оказывает уровень удобства движения на вид возможных дорожно-транспортных происшествий?

2. Какая взаимосвязь существует между уровнями удобства и средствами регулирования движения?

3. В чем заключается выборочное улучшение условий движения?

4. В чем заключается поэтапное улучшение условий движения?

5. Какие исследования проводят при оценке охраны окружающей среды и природных ресурсов?

6. Как оценивается уровень транспортного шума и уровень загазованности воздуха отработавшими газами двигателей транспортных средств?

7. Что представляет собой геоинформационная система?

8. Какие геоинформационные системы существуют?

9. Что понимается под слоями электронной карты геоинформационной системы?

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: