基于公路养护管理的GIS应用与开发

基于公路养护管理的GIS应用与开发

赵昂[1]2002年在《基于WebGIS的信息系统的分析、设计与实现》文中研究说明近年来,随着计算机网络技术的高速发展,如何将地理信息系统(Geographic Information System)放到网络上,即WebGIS成为大家普遍关心的一个问题。WebGIS是指在Internet的信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现GIS的在线查询和业务处理等功能,使企业用户能直接通过Web浏览器对GIS数据进行访问,实现空间数据和业务数据的检索查询、专题图输出、编辑修改等GIS功能,完成了GIS技术从C/S模式向B/S模式的转变。WebGIS具有以下优点: 1.更广泛的访问范围; 2.平台独立性; 3.可以大规模降低系统成本; 4.更简单的操作; 5.平衡高效的计算负载。 高速公路养护管理是一项业务面广、技术性强的工作。养护质量的高低将直接影响到高速公路技术性能的发挥,尤其是高速公路的养护管理需要大量的资金,因此,采用先进的技术手段及科学的养护管理方法,不仅可以获得巨大的社会经济效益,而且可以为养护管理部门带来很大的直接经济效益。高速公路养护管理信息系统是专门针对高速公路养护管理而建立的一个可以存储大量道路基础资料,并具有辅助养护管理决策功能的信息系统。 本文的主要内容围绕“基于WebGIS湖北省高速公路养护管理系统”的研究与开发,着重阐述了在Internet/Intranet环境下,基于WebGIS的管理信息系统的总体结构及关键技术,讨论了空间数据的获取方法及矢量电子地图的制作,介绍了网络信息发布的一般方法,研究了WebGIS的实现技术,分析了数据库的实现以及空间数据的网络传输与控制,并对WebGIS技术的发展前景进行了比较与分析。 全文可分为四个部分: 1.地理信息数据的获取。从地理信息数据的特点出发,分析了多层GIS数据模型,研究了GIS数据的存储方式,完成了GPS测量数据及数字矢量地图的制作。 基于WebGIS的信息系统的分析、设计与实现 2.网络信息发布。比较了几种常用的Web信息发布方式,用ASP技术的实 现了信息的网络发布。 3.WebGIB结构设计与功能实现。这部分讨论了 WebGIS技术的发展及其特 点,再对它的构建模式,实现技术和商业软件结构进行研究后,提出了一 种实现WebGIS功能的设计方案。 4.数据库的设计与实现。基于GIS的管理信息系统中数据库部分与传统的基 于客户机用B务器的管理系统有所不同,它除了纯粹的业务信息外,还有 GIS所需的大量与地理图元相对应的空间数据。因此基于GIS的管理信 息系统中数据库部分可分为两个部分,即空间数据和属性数据。在此部分, 论文主要介绍了由专用的数据库管理系统Oracle来管理业务属性数据, 并讨论了Oracle的空间数据模型及其空间数据库的实现,最后提出了空间 数据库实现的一种简化方案。 5.系统总体结构。它从Marble的螺旋GIS设计模型出发,讨论了本系统设 计的主要方法,比较了两种方案的优劣,对系统的安全性进行了评价,指 出了系统进一步开发应注意的问题。

郁彩霞[2]2013年在《基于WebGIS的公路养护管理系统研究》文中研究指明随着道路经济全球化进程的加快,我国公路事业迅猛发展,受我国交通行业“重建轻养”观念影响,“坏后再养”、“不坏不养”及“以修代养”成为普遍现象,国内道路养护陷入了一恶性循环,需管养的公路里程不断增加,道路及桥梁养护维修信息也越来越多,对现代养护管理系统提出更高要求的同时,对道路养护系统的服务和管理水平的要求也相应提高。养护管理信息化、网络化、智能化已成为现代道路养护管理的鲜明特征。现代的道路养护管理平台应当是将计算机的强大功能与现代的管理思想相结合,能够及时提供大量准确的信息数据,以帮助养护管理部门及公众了解相关道路交通信息。网络GIS技术的成熟为实现这一目标提供了可能。本文在.NET开发环境和ArcGIS Server平台下,运用WebGIS、SQL Server数据库、ArcSDE等理论与方法,研究试验了一种基于互联网的空间数据可视化交互式重庆市巴南区公路养护管理实验系统,主要研究内容和成果如下:①论述了国内外公路养护管理系统发展状况,提出了现代的地图可视化、数据公开化和智能化的养护管理系统成为道路管理技术的发展方向;及对本文开发用到的ArcGIS Server Web ADF平台,提出了系统涉及到的关键技术。②根据对重庆市巴南区现有养护系统的分析与比较,设计并确定了本文系统开发以WEBGIS开发平台为系统搭建方式,以ArcGIS Server为发布平台,以Geodatabase和SQL Server为数据库,在Visual Studio2005.NET环境下,用ArcSDE中间插件技术来开发公路养护管理实验系统。③研究了实验系统数据库的设计与建立,将系统数据分为属性数据和空间数据,包括基本属性信息、路面养护相关数据及公路技术状况数据等,并对其组成与入库处理进行详细的说明。④开发了原型养护系统,并以重庆市巴南区道路养护数据为实例。并实现了基于浏览器的地图显示、查询、数据更新、统计分析、养护方案处理、文档文本的导出、养护信息管理、专题图生成等功能,使空间地理位置信息与属性信息动态显示。

陆赛杰[3]2005年在《桥梁养护管理系统研究与开发》文中研究指明建立桥梁养护管理系统能够有效的满足管理者对桥梁养护相关数据管理、安全状态评估、养护辅助决策分析、信息共享性等多方面需要。由于传统的桥梁养护管理系统通常基于C/S(客户端/服务器)模式,故已经不能满足管理者的工作需要。随着全球网络的迅速发展和普及,基于B/S (浏览器/服务器)网络结构技术的桥梁养护管理系统成为了桥梁养护管理系统的主要发展趋势。为了研究并开发出能够满足现代桥梁养护管理工作需要的桥梁养护管理系统,本文首先分析了桥梁养护管理系统的概念、国内外发展概况、主要类型等内容,并在此基础上对Web-GIS技术和桥梁评估体系进行了重点的研究。在对Web-GIS技术进行研究时,本文分析了Web-GIS的定义、特征、模型组成,并且通过对桥梁专题制图和信息查询统计这两部分的研究来说明Web-GIS技术在桥梁养护管理系统中的应用。在研究桥梁养护管理系统评估体系时,本文分析了桥梁评估技术的现状和发展趋势,并在此基础上详细研究了桥梁的缺损状况评估、桥梁承载能力评估、桥梁性能退化评估以及桥梁养护费用预算。桥梁的缺损状况评估研究是建立在桥梁缺损状况指数计算模型的基础上的,通过对计算模型的详细分析并结合实际的桥梁检测工作,本文对计算模型中的构件分类和桥梁构件缺损扣分进行补充修正,并提出了构件检测评估参照标准,使该模型更适合实际桥梁缺损评估工作。在对目前桥梁承载能力评估方法进行分析后,本文以多级模糊评判理论为基础提出了桥梁承载能力评估模型,该模型以桥跨构件作为最小评估对象,研究最大裂缝宽度、钢筋锈蚀程度和结构可靠性评价这三个因素对构件的承载能力评价等级的隶属度,以及各个因素之间权重关系,最终通过加权平均法来确定桥梁承载能力评估等级。桥梁性能退化评估研究是建立在半马尔可夫链模型的基础上,本文通过对半马尔可夫链模型的转换概率矩阵研究,结合实际桥梁检测数据,计算出转换概率矩阵的参数值,并最终提出桥梁性能退化评估模型。桥梁养护费用预算研究是参考了《公路养护工程预算编制导则》中养护费用分类,并结合实际桥梁养护费用的预算资料,提出了适合高速公路桥梁的养护费用组成,及计算方法。在系统开发方法及开发流程分析的基础上结合Web-GIS和桥梁评估体系研究的结果,本文对桥梁养护管理系统网络结构、模块结构进行设计,开发出适合现代桥梁养护管理工作需要并且具有实用性的桥梁养护管理系统。

谢峰[4]2012年在《基于GIS的高速公路路面管理智能决策模型研究》文中指出近年来高速公路交通量大幅度增加,在过重的交通荷载和自然环境的综合作用下,公路病害尤其是路面病害日益增多,而路面管理工作是路网养护管理中核心内容。但是目前我国公路养护管理事业总体上还处于较低的发展水平,现代信息技术等高新技术的集成与应用比较薄弱,高速公路养护管理部门采用的传统管理手段与养护需求之间的矛盾日益突出,提高高速公路养护管理的科学化、信息化与智能化成为交通部门的一个重要课题。本文以路面管理为目的,在道路工程学和管理科学理论的基础上,以高速公路养护管理决策为主要研究对象,采用现场调研与数值计算相结合的综合研究手段,并运用了现代数学理论、地理信息理论以及人工智能等先进技术,以GIS技术为开发平台,通过系统分析的方法构建既能交互式运行又有自适应能力的决策管理模型,可为路面管理决策者进行路面使用性能评价与预测,并在预定的标准和约束条件下合理确定多目标的路面管理决策优化方案,促使路面管理过程系统化,用以满足现代化、大规模和高质量的路面养护要求,这对于高速公路运营和社会经济的可持续发展都具有很重要的理论和现实意义。本文主要研究内容有:1.阐述了论文研究的背景及研究意义,全面分析了国内外路面管理系统的内涵、组成和发展现状,并对目前国内路面管理系统研究动态进行剖析和对比,确定本文的研究思路和方向。2.通过研究国内外高速公路路面养护管理模式和业务需求的现状,提出以GIS技术为平台的养护管理总体设计,根据高速公路养护管理部门的操作业务流程,制定了系统的数据处理流程和功能组成,并设计了系统的总体框架和混合模式的网络结构模型,确定了系统部署方案和原则。3.根据养护管理数据需求分析,确定了养护管理空间数据库和属性数据库的主要内容,设计高速公路数据采集的录入标准,外业数据包括路面破损、路面弯沉、路面平整度、抗滑性能、交通量等,内业数据有路面结构类型、路段编码、路面维修历史数据等。通过动态分段技术实现对公路空间数据和属性数据的有效关联,实现适合于高速公路养护管理的GIS数据库管理。4.路面状况评价是路面管理系统的必要的功能模块,是进行路况预测、优化对策的基础。以沥青混凝土路面养护实际检测中经常采用和易于仪器测量的路面破损状况、行驶质量、强度及安全四个单项评价为基础,针对影响路面性能的不确定因素,提出符合高速公路养护管理实际工作需求的基于模糊神经网络的路面使用性能综合评价模型。5.针对影响路面性能的主要因素进行分析,根据当前高速公路大多数运营时间较长的实际情况,通过对数据库中的历史数据进行训练、测试,建立可以自学习、自适应的BP神经网络模型的路面性能预测模型,为跨年度的道路养护资金需求提供参考。6.路面的养护决策优化是整个路面养护管理系统的核心,在研究养护决策优化和多目标优化的基础上,针对传统数学规划方法进行的高速公路路面养护决策优化运行效率较低和难以实际运用的不足,建立带约束条件的多目标离散PSO养护决策模型,通过各个粒子在解空间追随最优的粒子进行搜索优化,从而得到在养护资金等多个约束条件下的全局最优养护方案Pareto解,解决了大规模复杂路网的管理策略优化的问题,以实现养护管理决策的智能化。

李秋实[5]2013年在《基于GIS公路养护管理系统的研究》文中研究指明本文分析了国内外GIS在路面管理和公路养护领域的应用现状,结合黑龙江省绥满公路(G10)哈尔滨至大庆段路段养护管理系统的建立,对基于GIS公路养护管理系统的设计思想、数据采集、数据库建设和数据分析等方面进行研究。论文首先对基于GIS的公路养护管理系统的软件环境搭建提出了建议,并基于系统工程的设计思想和路面养护管理系统的功能需求,通过对系统结构的研究总结提出适用于网络级和项目级的系统主体框架设计方案。然后,本文通过对基于GIS采集器的公路技术状况智能采集系统的研究,对养护数据的采集提出了一个新采集方式,并解决了该采集方式下的养护信息数据在GIS软件平台下的提取、整合和管理方法。最后,通过基于GIS的公路养护管理系统整个建立过程和具体方法的研究,对于包括对静态数据库建设、动态数据库建设以及线性参考和动态分段技术的使用方法进行了探讨和实践研究。并以哈大高速公路养护管理系统为工程实例,对系统的各个功能模块进行了分析和介绍。本文通过对于基于GIS公路养护管理系统的数据采集、数据库建立、路面技术状况的可视化评价和养护计划辅助制定等方面的研究,力图寻找到解决公路养护海量信息处理和养护方案预测及决策的方法。此外,还对通过该系统时态GIS分析和卫星图片空间分析的两个模块对路面技术状况发展趋势和道路病害形成原因进行了时空分析进行探索性研究,突破原有的路面数据分析模式,实现真正基于GIS的路面技术状况预测和养护方案决策的辅助分析方法。

宋东方[6]2000年在《基于公路养护管理的GIS应用与开发》文中研究说明本文在分析当前国内外地理信息系统(CIS)技术与公路养护管理应用的基础上,描述GIS在公路养护管理领域应用的主要功能、目的、特点及发展趋势,初步探讨GIS应用于公路养护管理方面的可行性,并设计出利用GIS二次开发建立公路养护管理数据库的结构框架。

胡阔雷[7]2010年在《基于GIS的九景高速公路绿化管理信息系统》文中认为本文在对我国高速公路绿化管理现状及需求的研究的基础上,结合对地理信息系统(GIS)的研究,提出了一种地理信息系统在高速公路绿化管理中的应用模式。以地理信息系统为基础,解决基于地理规则的管理。以办公自动化技术为手段,解决基于业务和行政的管理。具体以九景高速公路绿化管理信息系统为案例。开发过程使用Microsoft Visual Studio为前端集成开发环境,选择C#作为开发语言,依赖于组件式地理信息系统开发平台ArcGIS 9.3,使用ArcEngine作为GIS二次开发平台,选择Geodatabase为后台空间数据库。所开发的九景高速公路绿化管理信息系统分为八个模块:系统配置模块、数据管理模块、数据查询模块、日常养护管理模块、绿化信息库模块、系统分析模块、专题图制作模块和帮助模块。1.系统配置模块主要进行系统登陆、系统注销、用户管理以及界面风格的设定;2.数据管理模块包括三个子模块:路侧信息显示管理、植物信息显示管理、文档资料库。文档资料库又可分为绿化施工资料库和绿化养护资料库;3.数据查询模块分为路侧信息查询、植物信息查询和综合查询三部分。具体的实现过程又可分为基于属性的查询方式和基于空间的查询方式;4.日常养护管理分为路侧损坏信息录入、植物伤害信息录入、路侧损坏信息输出、植物伤害信息输出四个子模块;5.绿化信息库包括植物识别库、病虫害防治信息库、绿化养护操作规程、养护人员管理四个子模块;6.系统分析模块可进行植物群落的数量特征分析和物种多样性分析;7.专题图制作模块主要为满足绿化现状图、统计分析图等按照一定标准编制,可添加比例尺、指南针等,可打印输出;8.帮助模块提供了系统使用指南,并可进行查询检索,为用户提供指导。

徐晓昶[8]2014年在《动态分段在高速公路养护信息系统中的研究》文中提出为了对辽宁省高速公路养护信息进行更好的管理,也是随着交通部门提出的“以信息化带动交通现代化”的方针,辽宁省高速公路养护信息系统将要对养护数据进行数字化的管理,结合GIS平台建立相应的信息系统,摒弃传统的数据模型,使得空间定位、属性管理更加高效、便捷,结合空间要素与属性的“双向”查询、专题养护数据的统计、缓冲区、叠加等空间分析,弥补传统系统的管理不足之处,提高养护管理的技术水平。本文主要做了以下的研究:(1)在辽宁省高速公路养护信息系统的需求分析下,采用基于C#的ArcEngine开发环境,采用Geodatabase数据模型,实现空间数据与属性数据的无缝对接。同时充分利用GIS平台的空间分析、显示和专业模型在各方面的优点,将它们集成到系统中,保证了养护信息的系统化管理。(2)明确高速公路养护的内容、情况、养护工程分类、作业,以及评价模型的计算公式和如何依据评价模型做出养护决策。(3)通过线性参考系统和动态分段技术,改变原有的“节点-弧段”模型在线性要素上的应用,使用线性参考模型,将2维坐标转化为1为相对坐标,减少数据冗余的同时,提高系统的运行效率。基于动态分段技术,将高速公路网转化为高速公路路径集,属性事件表与空间数据分离,通过路径编码将其关联,实现了多源数据的统一显示、管理。(4)对于生成的高速公路路径,可以实现将系统中的事件通过事件表转化为图层,从而进行显示,同时还可以进行高速公路路径的识别和查找等操作。该系统还实现了其他多种功能,如对数据的基础管理;实现了对高速公路路径网和高速公路出入口查询管理;实现了对高速公路沿线设施的查询管理;实现了对养护数据的查询管理,及一些操作功能。

赵先洋[9]2014年在《基于GIS的季冻区路面管理系统的设计与实现》文中指出随着我国社会经济的飞速发展,公路建设规模实现了快速增长。在公路不断创造社会价值的同时,在日益增加的车辆荷载和自然环境因素以及人为破坏等综合作用下,路面出现了一系列的病害,这就使得养护管理问题越发重要。路面管理系统作为公路管理部门管理路面的有效工具,结合了公路工程、信息工程、结构以及电子计算机技术。由于技术平台的限制,传统的路面管理系统在处理数据方面,可视化程度不尽人意。随着GIS的广泛应用,以GIS为平台开发的路面管理系统不仅实现了管理的可视化,而且具有强大的图形处理与空间数据查询、统计分析等功能。本文以季冻区路面的高效管理为目的,在查阅国内外路面管理系统相关文献的基础上,对路面管理系统的组成及各部分功能进行了研究,将基于GIS的季冻区路面管理系统的开发与实现作为主要研究对象。本文的主要内容包括:1、阐述了研究的背景及研究意义。通过查阅文献,总结了国内外关于路面管理系统的研究现状,说明了建立季冻区路面管理系统的重要意义,确定了本文的研究路线。2、介绍了GIS的相关理论知识,将GIS技术应用到路面管理系统中的优势进行了说明,对GIS在系统中能实现的具体功能做了详细阐述。3、构建了基于GIS的季冻区路面管理系统。进行了系统的需求分析,系统结构和功能的设计,确定了系统的开发方式、开发平台以及开发工具,着重研究了系统数据库的设计与建立。4、对系统欲实现的功能进行了研究。通过对路面使用性能的分析,对路面性能检测手段、评价方法和评价标准进行研究,建立了适用于季冻区合理的路面使用性能评价模型。通过对各预测模型的对比分析,并结合检测数据的特点,确定了路面使用性能的预测模型。5、在上述模型的基础上,将开发出的系统应用于黑龙江省已建成通车的两条高速公路(哈双高速、哈绥高速),验证系统的可行性,并结合系统的操作界面说明系统的各部分功能以及具体操作。

赵学利[10]2014年在《基于ComGIS的高速公路机电养护管理系统》文中认为近年来,高速公路事业得到了迅猛的发展,机电设备的养护和管理也变得越来越重要。为了保证高速公路正常运营,充分发挥机电设备的效能,本文对高速公路机电设施养护管理方面进行了探讨,提出了将ComGIS技术应用于高速公路机电养护管理的工作方案。《基于ComGIS的高速公路机电养护管理系统》是在B/S结构基础上,将地理信息系统、办公自动化技术集成于一体的信息系统。众所周知高速机电系统体系庞大,设备众多,线路复杂,布设的地理位置广阔。基于上述特点,采用了ComGIS组件技术,在传统管理系统的基础上,把分散在不同地理位置的设备,通过地图控件,通过对不同设备空间地理位置等属性的描述,整合到地理信息系统上来,实现传统数据和空间数据的连接,实现了不同区域的设备、线路在地理系统上的展现。本系统通过前期可行性工作报告分析判断项目的可操作性,以高速公路机电系统管理为例子,阐述了地理信息系统在机电管理中的设计和应用实践。目的在于以面向对象的思想,对地理信息系统方面的各项功能进行结构性设计,提高系统设计的高复用性和易维护性,以ComGIS组件构建各个功能模块。并依次针对系统框架、数据库及ComGIS技术等方面详细进行论述,通过项目实践,获得了系统阶段性成果与认识。

参考文献:

[1]. 基于WebGIS的信息系统的分析、设计与实现[D]. 赵昂. 武汉理工大学. 2002

[2]. 基于WebGIS的公路养护管理系统研究[D]. 郁彩霞. 重庆交通大学. 2013

[3]. 桥梁养护管理系统研究与开发[D]. 陆赛杰. 东南大学. 2005

[4]. 基于GIS的高速公路路面管理智能决策模型研究[D]. 谢峰. 西南交通大学. 2012

[5]. 基于GIS公路养护管理系统的研究[D]. 李秋实. 东北林业大学. 2013

[6]. 基于公路养护管理的GIS应用与开发[D]. 宋东方. 大连理工大学. 2000

[7]. 基于GIS的九景高速公路绿化管理信息系统[D]. 胡阔雷. 南京林业大学. 2010

[8]. 动态分段在高速公路养护信息系统中的研究[D]. 徐晓昶. 辽宁工程技术大学. 2014

[9]. 基于GIS的季冻区路面管理系统的设计与实现[D]. 赵先洋. 吉林大学. 2014

[10]. 基于ComGIS的高速公路机电养护管理系统[D]. 赵学利. 河北科技大学. 2014

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