¿Cuáles son los problemas y soluciones de GIS-T?
Desde la década de 1980, el departamento de transporte ha adoptado tecnología moderna para mejorar la eficiencia y la calidad del trabajo. Al mismo tiempo, las personas reconocen gradualmente problemas importantes que afectan la calidad de la vida humana y el espacio vital, como la protección del medio ambiente y el desarrollo económico sostenible. Problemas como la contaminación ambiental y la congestión del tráfico causada por el tráfico. La investigación colaborativa interdisciplinaria y multinivel se ha convertido en una forma básica de resolver el transporte y los problemas relacionados.
Con el progreso de la sociedad y la mejora continua de los niveles sociales y económicos, la vida de las personas se está volviendo cada vez más próspera, y el sistema de transporte compuesto por carreteras, transporte acuático, ferrocarriles, aviación y oleoductos se está volviendo cada vez más cada vez más complejo. Surgen muchos problemas sin precedentes en la planificación, el diseño y la gestión del transporte. La aparición del sistema de información geográfica para el transporte (GIS-T) proporciona una nueva plataforma técnica y medios para el transporte en la nueva era.
GIS-T se basa en la informática, la geografía, las ciencias de la información, las ciencias de la gestión y las ciencias topográficas y cartográficas modernas, y está estrechamente integrado con la tecnología tradicional de análisis y procesamiento de información de tráfico, utilizando las últimas tecnologías, como las bases de datos. , gráficos por computadora y multimedia al procesar información geográfica de transporte, puede recopilar, modificar y actualizar con precisión datos geoespaciales e información de atributos en tiempo real, brindando soporte visual a los tomadores de decisiones. GIS-T proporciona nuevas ideas para el desarrollo de la industria del transporte en la nueva era.
El "Plan Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico a Mediano y Largo Plazo (2006-2020)" emitido por el Consejo de Estado señaló que una de las ideas de desarrollo de la industria del transporte es "proporcionar un transporte fluido y conveniente". Servicios de transporte humanizados Centrarse en fortalecer la planificación general, desarrollar la informatización y las tecnologías inteligentes para los sistemas de transporte, mejorar la tecnología de transporte segura y de alta velocidad, mejorar las capacidades de la red de transporte y la eficiencia del transporte, lograr una conexión efectiva entre la información de tráfico y varios modos de transporte y mejorar el transporte. gestión de operaciones Uno de los fundamentos de la inteligencia y la informatización es GIS-T
El "Plan de Desarrollo Científico y Tecnológico a Medio y Largo Plazo para el Transporte por Carreteras y Vías Navegables (2006-2020)" emitido por el. El Ministerio de Transporte destaca el desarrollo de la ciencia y la tecnología para el transporte por carreteras y vías navegables. Uno de los objetivos: “Para 2010, se mejorará significativamente el grado de practicidad de la tecnología de transporte digital y el nivel de informatización de la gestión de la industria, el transporte intermodal de contenedores y el transporte integral. la tecnología del transporte se avanzará significativamente y la tecnología de toma de decisiones en el transporte mejorará significativamente. Para 2020, la tecnología de gestión del tráfico digital inteligente, la tecnología de transporte integral y la tecnología de soporte de decisiones habrán alcanzado el nivel avanzado internacional en su conjunto. La tecnología de gestión del transporte puede cumplir con los requisitos de la modernización del transporte y realizar plenamente la digitalización y cientificización de la toma de decisiones. ”
El “XI Plan Quinquenal para el Desarrollo Económico y Social Nacional” promulgado por el Consejo de Estado señala que es necesario “promover la optimización y mejora de la estructura industrial” y “persistir en el uso de la informatización impulsar la industrialización y la industrialización para promover la informatización ", mejorar el nivel de informatización económica y social". La investigación, el desarrollo y la aplicación de GIS-T son medios y formas necesarios para promover la informatización de la industria del transporte, mejorando así el modo de desarrollo. de la industria del transporte y garantizar el desarrollo científico y la sostenibilidad de la industria del transporte.
En segundo lugar, el desarrollo extranjero
Estados Unidos fue uno de los primeros países en utilizar la tecnología informática. Establecer bases de datos de transporte y planificación A mediados de la década de 1980, la Administración Federal de Carreteras de EE. UU. comenzó a desarrollar una base de datos de carreteras integral y práctica GIS-T establecida en 1988. El sistema contiene 45.000 carreteras con una longitud total de 595.456 kilómetros que cubren la red de carreteras de EE. UU. y tiene información de atributos relacionados con cada carretera, como clase de carretera, propiedad, cantidad, longitud, ancho de la carretera, mediana, tipo de intersección, número de carriles, tipo de pavimento, puentes, volumen de tráfico estatal, límites estatales, etc. En la vigésima Conferencia PLARC de 1995, la Administración Federal de Carreteras de EE. UU. proporcionó una hoja de ruta completa. La base de datos V2.0 en CD-ROM es adecuada para la planificación, análisis y modelado de redes de transporte. Era una de las bases de datos de carreteras más grandes del mundo en ese momento.
Bajo la iniciativa de la Administración de Carreteras de los Estados Unidos, las oficinas de transporte estatales han lanzado sucesivamente una serie de estudios GIS-T, que incluyen cuestiones de modelado de tráfico aplicables a GIS-T, métodos de almacenamiento de datos y formato de datos. conversión, alcance de la aplicación GIS-T, selección de plataforma de software, estudio de viabilidad del proyecto GIS-T, etc. La Oficina es pionera en el desarrollo y la integración de datos de GIS-T. El sistema de gestión de carreteras basado en GIS se ha puesto en funcionamiento. Al mismo tiempo, también ha desarrollado un sistema de información geográfica para la gestión y el mantenimiento de puentes, un sistema de gestión de señales de tráfico e instalaciones viales y un sistema de análisis de información geográfica para accidentes de tráfico.
Para reducir los costos de construcción de datos y lograr el intercambio de recursos, las oficinas de transporte estatales trabajan en estrecha colaboración con los departamentos de topografía y cartografía para ser responsables de la recopilación de datos. Al mismo tiempo, se introduce la tecnología GPS en la recopilación de datos para establecer un marco de referencia y un estándar espacial. recopilación e integración de información. La Organización Estadounidense de Transporte estableció un grupo de trabajo GIS-T para estudiar el modelo de datos, el diseño del sistema de referencia lineal, el control de calidad de los datos y la propagación de errores de GIS-T y sus ITS.
Con la extensa investigación y desarrollo de GIS-T, Estados Unidos ha celebrado muchos seminarios académicos y publicado los artículos correspondientes desde 1992. La característica de la investigación estadounidense sobre GIS-T es que está estrechamente integrada con la situación real del desarrollo del transporte y resuelve los problemas técnicos y estratégicos clave que deben resolverse con urgencia en el transporte.
Alemania es uno de los primeros países en utilizar GIS-T para la selección de rutas de autopistas. Durante la construcción de carreteras alrededor de Oranienburg, Brandeburgo, la investigación de coordinación ambiental y la planificación de rutas del proyecto se llevaron a cabo mediante tecnología GIS-T. Tokyo Gas Company de Japón ha desarrollado un sistema de navegación para vehículos basado en GIS-T. El sistema consta de una base de datos en CD-ROM y un sistema de comunicación en tiempo real y se utiliza para reparaciones de emergencia, despacho de vehículos y comando de campo. La provincia de Alberta, Canadá, ha establecido un sistema provincial de mantenimiento de carreteras e implementado soporte de decisiones GIS-T para el mantenimiento de carreteras. El Departamento de Transporte de Indiana utiliza GIS-T para gestionar la información del tráfico en carreteras, miles de puentes, ferrocarriles, vías navegables y aeropuertos en todo el estado.
En los países desarrollados, GIS-T ha penetrado en casi todos los campos del transporte. Se utiliza para la planificación del transporte: análisis y previsión de la demanda de tráfico, evaluación de programas de redes de carreteras, selección y optimización de proyectos, planificación de instalaciones de ingeniería de tráfico, planificación de rutas de transporte de mercancías peligrosas, planificación de evacuación en situaciones de emergencia, planificación de rutas de autobuses, selección de ubicación de estaciones de autobuses, etc. Se utiliza para el diseño de carreteras: selección de corredores viales, adquisición de derechos de vía, simulación de alineación de carreteras, etc. Las aplicaciones en gestión y servicios de tráfico incluyen: gestión de mantenimiento planificado, sistema de gestión de pavimento, sistema de gestión de puentes, sistema auxiliar de toma de decisiones, control de tráfico, análisis de accidentes de tráfico, simulación dinámica de tráfico, despacho de transporte de automóviles, prevención de desastres de tráfico, ruta de camiones que excede el límite selección, sistema de navegación del vehículo, etc. Se utiliza en los puertos: gestión de infraestructuras portuarias, tecnología de identificación automática de buques, gestión de carga y descarga, etc. Utilizado en dragado de canales, gestión de marcas de navegación, etc. Los medios técnicos de estas aplicaciones toman GIS-T como núcleo e integran sistemas de posicionamiento global, teledetección, redes y tecnologías multimedia.
3. Análisis del desarrollo interno y situación actual
China es un país en desarrollo y su economía aún se encuentra en la etapa de desarrollo. La situación actual en China hace que la planificación y gestión del transporte sea muy importante. Para resolver fundamentalmente los problemas de tráfico, aprender de la experiencia y las lecciones de la planificación de la gestión del tráfico en los países desarrollados occidentales, mejorar la cientificidad y la racionalidad de la toma de decisiones y la gestión de la planificación, promover gradualmente la aplicación de la tecnología GIS-T en la planificación y gestión del tráfico. y estudiar SIG La teoría y aplicación de -T tienen una importante importancia teórica y valor práctico.
Desde la década de 1980, los departamentos de gestión de carreteras de China han utilizado varios sistemas de bases de datos para establecer algunas bases de datos de tráfico en las carreteras, y el Ministerio de Transporte ha organizado una serie de sistemas de aplicación para mejorar los niveles de planificación y gestión de las carreteras, incluida la gestión de pavimentos. sistemas CPMS y sistema de gestión de puentes CBMS. Estos sistemas tienen las características de consulta simple y rápida, pero solo tienen datos de atributos de carreteras y no establecen bases de datos espaciales de carreteras en todos los niveles. No pueden satisfacer las necesidades del análisis espacial y no son competentes para la gestión dinámica integral de carreteras. información y planificación, construcción y mantenimiento de carreteras. Para mejorar el nivel general de gestión de la información vial en mi país y acortar la brecha entre mi país y los países desarrollados, el Ministerio de Transporte decidió establecer su propio sistema de base de datos de carreteras y en 1991 encargó la construcción de carreteras provinciales y municipales. bases de datos y completó las bases de datos de carreteras prefecturales y municipales. Desarrollo de Trans-GIS. Durante 1995, el Departamento de Ciencia y Tecnología del Ministerio de Transporte solicitó el proyecto nacional de ciencia y tecnología "Investigación y desarrollo de aplicaciones SIG en sistemas de información de carreteras", comenzó a estudiar la aplicación de la tecnología GIS-T en la construcción y gestión de carreteras. y construyó un mapa geográfico basado en sistemas de información de transporte por carretera. En 1998, el proyecto 863 "Desarrollo de software de un sistema de análisis de la demanda de tráfico urbano respaldado por SIG" emprendido por el Instituto de Planificación Urbana de China se desarrolló basándose en sistemas de información geográfica urbana y modelos de demanda de tráfico, y el modelo de análisis de datos espaciales SIG y análisis de tecnología espacial. se introdujeron en el análisis de la demanda de tráfico. Apoyar el análisis de la demanda de tráfico desde los aspectos de recopilación de datos de tráfico, gestión, proceso de análisis de tráfico y rendimiento de resultados. La investigación GIS-T está en auge en China.
Las principales razones para el vigoroso desarrollo de GIS-T son: en primer lugar, con el desarrollo de la tecnología de la información, el rendimiento de los costos de la tecnología de la información relacionada ha mejorado considerablemente, el umbral financiero para desarrollar sistemas relacionados ha sido considerablemente reducido, y el costo de desarrollo del sistema ha aumentado de varios cientos a diez mil yuanes reducido a cientos de miles de yuanes. En segundo lugar, en el campo actual del desarrollo de software, la tecnología de componentes ha mejorado la productividad del software de una manera sin precedentes, y la tecnología orientada a objetos que ha surgido en las últimas dos décadas también ha entrado en una etapa madura y práctica. Para adaptarse a la tendencia de la tecnología de software en componentes, el software SIG, al igual que otros programas, ha pasado de ser todos los sistemas o software con funciones de desarrollo secundarias proporcionadas por los fabricantes en el pasado a proporcionar componentes para que los usuarios realicen ellos mismos el desarrollo secundario, lo que en gran medida Reduce el tiempo de desarrollo. El umbral técnico del sistema relevante. En tercer lugar, el énfasis en la logística causado por la construcción de carreteras en China, Internet y el comercio electrónico ha dado lugar a la investigación y aplicación de la tecnología 3S (sistema de posicionamiento por satélite GPS, sistema de información geográfica GIS y sistema de detección remota RS) con GIS-T como núcleo.
En este caso, GIS-T tiene las siguientes características:
(1) La aplicación de la tecnología 3S en el sistema de transporte refleja las características de integración e integralidad. El Ministerio de Transporte propuso el concepto de "transporte digital" para fortalecer la investigación y aplicación integral de la tecnología de la información con GIS-T como núcleo en el campo del transporte.
(2) Con unidades relevantes a nivel provincial y ministerial como demostraciones, unidades a nivel de prefectura y municipio como promoción, y grandes empresas de transporte como aplicaciones integrales, la aplicación de la tecnología GIS-T se ha extendido ampliamente. promovido e implementado, mejorando la industria del transporte El contenido técnico del desarrollo.
(3) No solo desarrollar sistemas relevantes en unidades de gestión de infraestructura, sino también transferirlos gradualmente a la logística, el comercio electrónico y otros campos de servicios de transporte, y establecer tecnologías clave centrales para la logística basadas en la plataforma GIS-T. .
(4) Con la aplicación gradual de los ITS en China, algunos ITS exitosos utilizan GIS-T como plataforma de información del sistema e integran otra información de tráfico a través de GIS.
A juzgar por la situación actual, GIS-T tiene buenas perspectivas de aplicación y desarrollo en muchos campos de la industria del transporte.
Aplicación en la toma de decisiones y planificación macro. El transporte de China estará en un período de rápido desarrollo durante mucho tiempo. La construcción de gestión del tráfico requiere grandes inversiones, muchos proyectos y largas colas. Es un sistema abierto dinámico de gran escala, alto grado de acoplamiento y baja transparencia. La previsión de la demanda, las estrategias de desarrollo, las estrategias políticas y la inversión de capital se enfrentarán a un gran número de cuestiones complejas de toma de decisiones, como la toma de decisiones macro sobre proyectos de construcción, la selección y optimización de proyectos de construcción y mantenimiento, la gestión de la construcción y el control de ingeniería. , etc. En la actualidad, la planificación de la construcción y gestión de carreteras, la optimización de proyectos de inversión, la toma y gestión de decisiones macro y otras decisiones aún se encuentran en la etapa manual, y las computadoras solo se utilizan como herramientas para el procesamiento de textos y tablas. Una gran cantidad de información sobre la construcción todavía se almacena en papel, que está relativamente dispersa, tiene una baja eficiencia de consulta, una gran carga de trabajo y un procesamiento de información que requiere mucho tiempo. Es aún más difícil proporcionar informes de información completos a los líderes o departamentos superiores en tiempo real. y de manera integral. Utilizando tecnologías de la información como los sistemas de información geográfica, podemos proporcionar mapas temáticos de carreteras multimedia intuitivos y claros que integran información de puntos, líneas y superficies para lograr una gestión y toma de decisiones científicas sobre el tráfico, y mejorar la eficiencia y la calidad de la toma de decisiones.
Aplicación en la construcción de carreteras. En la construcción de carreteras, la tecnología de información geográfica del tráfico se puede utilizar plenamente para servir en el estudio y diseño de carreteras. Durante el proceso de selección de la ruta de la carretera, se utilizan GPS, RS y otros métodos de medición para obtener datos del estudio de campo, y luego se genera un modelo terrestre digital a partir de los datos del estudio como base para el procesamiento de datos en interiores para seleccionar la dirección de la carretera. En la construcción de modelos digitales del terreno, generalmente se utiliza la digitalización de mapas del terreno o la vectorización de escaneo. Con la aplicación generalizada de conceptos y tecnologías terrestres digitales, los modelos digitales del terreno se pueden generar de forma rápida y precisa a través de software SIG basado en imágenes satelitales y fotografías aéreas. Sobre esta base, se ingresan datos técnicos, ambientales y sociales relevantes y se consideran diversas limitaciones, como el radio de curvatura, la pendiente longitudinal máxima, las estructuras geológicas multicapa y las pendientes, las líneas existentes (carreteras, ríos, ferrocarriles, etc.) , áreas especiales (pantanos, pueblos, zonas medioambientales, etc.) para optimizar la selección de carreteras. Utilizando tecnología de imágenes satelitales o tecnología de fotogrametría aérea, se pueden obtener imágenes y elevación del terreno con precisión, lo que reduce en gran medida el trabajo preliminar tedioso y arduo, como los estudios de campo. La operación y virtualización del software SIG en computadoras puede ahorrar tiempo y tiempo de diseño. Al determinar el plan de ruta óptimo, la cantidad de movimiento de tierras requerido para el proyecto se puede reducir y equilibrar significativamente. Al procesar y guardar una gran cantidad de datos durante el proceso de optimización de rutas, se calculan los costos de construcción detallados de cada ruta optimizada para proporcionar análisis financiero y control de costos operativos para el proyecto.
Aplicación en el mantenimiento de carreteras. El ámbito empresarial del mantenimiento y la construcción de redes de carreteras es relativamente grande y el negocio de gestión del mantenimiento es muy complejo y numeroso. Pero desde la perspectiva del proceso de negocio, existen vínculos como la recopilación de información, la toma de decisiones del plan de mantenimiento, la gestión del progreso del proyecto de mantenimiento, la gestión de la finalización y otros vínculos. Las diferentes responsabilidades de mantenimiento también se distribuyen entre las distintas unidades de negocio. A través de la tecnología GIS-T, se pueden llevar a cabo la toma de decisiones y la programación generales. La escala y la secuencia del mantenimiento se pueden determinar a nivel de la red vial en función del volumen de tráfico, el tipo de tráfico y las condiciones de la superficie de la carretera. la distribución del tráfico para evitar atascos y los proyectos de mantenimiento se pueden gestionar de forma directa y razonable. Asignar mano de obra y recursos materiales de mantenimiento, organizar eficazmente los fondos de mantenimiento, realizar un seguimiento y evaluar la finalización de los proyectos de mantenimiento y realizar la informatización de la gestión del plan, la gestión del progreso y la gestión de costos. y gestión de calidad de proyectos de mantenimiento de carreteras.