信息技术在公路养护管理中的应用研究

【摘要】

信息化技术逐渐在公路养护管理中得到应用。分析了我国现阶段该技术在公路养护管理应用中存在的一些问题，提出了一些解决思路本文几个方面对以计算机技术为代表的现代信息技术在公路养护管理工作中的应用现状及发展趋势进行了简要的介绍,极大地提高了公路养护管理的运作效率和管理能力。

【关键词】信息化技术公路养护管理

中图分类号：TV738文献标识码： A

【引言】

人类社会正在从工业社会向信息社会迈进，目前科学技术革命的核心和主流是信息技术革命，21世纪将成为信息社会，这一点已成为世界共识。信息技术是当代社会最具潜力的新的生产力，信息化水平已成为现代化水平和综合国力的重要标志。所谓信息技术，就是以计算机技术和网络技术为载体，以图形、图像和数据等为处理对象，通过模拟、统计、查询、分析等手段，完成对现实世界实体及其相互关系的快速处理。以公路行业为例，公路勘察、设计、施工、监理以及养护等各个阶段都离不开信息技术。

1、公路养护数据库系统

数据库是以一定的组织方式存储在一起的数据的集合，它能以最佳方式、最小的数据重复为多种用户（或应用程序）服务，数据的存储方式独立于其他的应用程序。数据库管理系统是管理和维护数据库的软件，主要功能是维护数据库系统的正常活动，接受并回答用户提出的访问数据和对数据的各种应用请求。典型的数据库管理系统为用户提供了存取数据、报表生成和数据分析能力。数据库和数据库管理系统组成了具有高度集中，存储安全，可高效存取大量数据的数据库系统。其基本功能为：数据收集，数据存储，数据处理，指标计算，批量处理，数据备份，恢复数据导出、导入。公路工程在空间上的开放性使得养护管理所涉及的数据量庞大，数据种类繁多，因此使用数据库系统对其进行管理就显得更为迫切。

公路数据库用于对公路的路线、路基、路面、构造物、设施、绿化和交通流量等有关信息进行综合管理，它是公路综合管理系统进行各项决策的基础。数据之间实时关联，任何一项数据的变化都将引起相关数据的自动更新调整。公路数据库用于保存路面使用性能预测模型、养护标准、决策模型、材料单价、路面结构和养护方面等各类模型和参数数据。公路数据库具有查询、统计功能，可以实现按行政等级、按管辖区域、按数据表中各单项内容进行灵活多样地查询所需要的信息。公路养护工作涉及的数据的采集是一项建立在信息化养护管理系统的重要组成内容。可按路线概况、路面、主要构造物、沿线设施、交通量、图片共六大信息集输入公路养护的基本信息，形成公路数据库。(1)路线概况集：可输入、编辑路线现状和技术等级两大方面的内容信息；(2)路面集：选择输入路段的路面类型；(3)主要构造物集：输入、编辑桥梁、涵洞、隧道、公路渡口、养护站概况；(4)沿线设施集：输入交通管理设施、公路收费站、超限运输稽查站的相关信息；(5)交通量集：可按交通量观测的要求输入站点交通量和交通量观测路段、位置，可以按交通车辆分类填入数值，甚至可以利用交通量自动采集仪，对路段交通量进行动态实时的数据记录；(6)图片集：可通过手动输入或利用可视化技术对养护站、桥梁、涵洞、隧道、公路渡口、收费站、稽查站、公路局等图片进行采集，形成图片数据库，并可在数字地图上直观地显示出来。

公路养护管理系统的研究开发和实施即将进入一个高潮时期。要利用国内外先进的公路养护数据采集技术，提高公路养护管理部门数据采集水平，改变目前以人工观察为主的数据采集手段，尽快朝着公路养护数据采集的自动化、机械化、数据标准化、数据处理信息化方向发展，以求快速、准确、便捷地为养护管理系统提供数据。

2、图形处理技术

我国在计算机图形处理方面的研究始于60年代后期，经过这些年的发展，已取得了长足的进步，成为当代几乎所有科学和工程技术领域用来加强信息理解和传递的技术和工具。计算机图形处理技术主要研究使用计算机生成图形和图象的技术。它在公路养护管理方面的应用主要集中在信息系统领域，最具代表性的技术当是可视化技术和GIS(地理信息系统)技术。

可视化技术，主要指科学计算可视化(Visualizationin Scientific Computing)技术，是80年代末提出并发展起来的一种崭新的信息处理技术。它将科学计算及工程设计或测量产生的大规模数据转换成计算机图形、图象信息，进行静态或动态显示，以便直观、及时、正确地理解和把握这些抽象数据所反应的内容及其所蕴涵的规律和结果。在公路的养护管理中，可视化技术可用于处理路面的检测数据。使用落锤式弯沉仪(FWD)、探地雷达、平整度仪等现代化仪器对路面进行动态检测，所得到的数据量是很庞大的，处理这些数据的有效手段之一即是采用可视化技术，将检测数据转换成二维或三维的计算机图形，由此为评价路面质量提供直观、有效的手段，使技术人员可从总体上把握这些数据，以得到科学的评价结果。另外，从广义上说，统计直方图、饼状图等就是一种简单的可视化技术。目前，可视化技术的主要研究方向是三维数据场的显示研究，这一技术对路面和桥梁的结构性能研究更具实际意义。可视化技术在公路建筑与养护管理方面的应用才刚刚起步，有待进一步的研究。

GIs(Geographical Information System)技术亦即地理信息系统，是以计算机为手段，对现实世界的各类空间数据及描述这些空间数据的属性，以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析的技术系统。地理信息系统已广泛应用于国民经济运行、城市管理、交通管理与规划、自动驾驶、车辆导航、环境污染治理、自然资源开发、军事乃至人们的日常生活领域。地理信息系统已成为关系到国民经济增长与社会进步的战略性产业。据统计，经济建设、政府运作与日常生活所涉及的信息中80％都与地理信息密切相关。近几年来，地理信息系统在公路养护管理中开始得到应用，已开发出一些比较成功的公路地理信息系统。这些项目一般都针对公路养护管理的特点，根据公路养护对信息处理的实际需要和公路养护管理的地方特点，综合运用了地理信息系统和现代数据库技术。公路养护管理地理信息系统的开发是公路管理的基础性工作，它对于实现我国公路信息的统一管理与综合应用、推动公路行业的信息化进程具有重大作用，为公路养护管理和评价提供了科学化的现代信息技术手段。在公路的养护管理中，地理信息系统一般与路面养护管理信息系统或路面质量评价系统一起应用。将公路的各项要素与地理要素的空间属性联系起来，既可以从地图上的路段、桥梁、涵洞等地理要素查询得到相应对象的数字、文档、图形、图象及视频、音频信息，也可以由路段编号、桥梁编号等标识信息查询得到其空间方面的信息。对于公路养护管理中的检测结果及调查得到的路面病害等动态信息，可运用可视化技术将数量庞大的数据拟合到地理要素上，得到直观的复合地图，一目了然地了解道路或桥梁的质量，为技术和管理人员制定养护管理方案提供全面的参考。对非业务型的领导人员来说，这一点尤其必要。

3、公路养护管理信息系统

某市公路养护管理系统，以公路竣工图和基础地理数据为基础，将基础地理信息数据（地形、地貌等信息）、公路专题数据（如路段、桥梁、涵洞等的位置、属性等信息）、地理属性数据（基本的属性数据、对象的纹理等）结合起来，建立面向空间对象数据模型，利用数据库技术和GIS 技术而建立的信息管理系统，具体系统模型见图1。

主要功能：①根据不同的查询条件对公路养护信息进行查询、统计和分析；②提供更新公路养护信息的接口，一方面提供公路养护更新数据的输入，另一方面与检测仪器相连，将检测结果直接输入计算机；③以文字、表格、图形、图像、音频、视频等多种方式显示公路养护信息。

【结语】

信息技术将是2l世纪最具生命力的技术，它所涵盖的领域越来越广，新的信息技术层出不穷。信息技术在公路养护管理工作中具有广阔的应用前景，所涉及的专题众多，并不是一篇文章所能全面论述的，本文选这4个方面进行介绍，算是抛砖引玉吧。由于作者水平有限，错误或不妥之处在所难免，恳请各位专家和读者指正。

【参考文献】

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