公路養(yǎng)護管理與計算機信息技術(shù)

李占鋒

(河北省石安高速公路管理處)

科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天,已經(jīng)有很多日新月異的高新技術(shù)運用到公路工程養(yǎng)護管理當(dāng)中,計算機信息技術(shù)是公路養(yǎng)護管理中不可缺少的組成部分。所謂計算機信息技術(shù),主要指以電子計算機和電子通訊技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息處理技術(shù),主要內(nèi)容包括信息的收集、存儲、創(chuàng)造、分析、管理、交換等。公路養(yǎng)護管理可以通過充分運用相應(yīng)的信息處理技術(shù)極大提高運作效率和管理能力,進而提高公路行業(yè)的經(jīng)濟效益、社會效益和競爭能力?，F(xiàn)就以計算機技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)在公路養(yǎng)護管理工作中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行簡要的介紹。

1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

數(shù)據(jù)庫是以一定的組織方式存儲在一起的數(shù)據(jù)的集合,它能以最佳方式、最小數(shù)據(jù)重復(fù)為多種用戶(或應(yīng)用程序)服務(wù),數(shù)據(jù)的存儲方式獨立于其他的應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是管理和維護數(shù)據(jù)庫的軟件,主要功能是維護數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常活動,接受并回答用戶提出的訪問數(shù)據(jù)和各種應(yīng)用請求。典型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為用戶提供了存取數(shù)據(jù)、報表生成和數(shù)據(jù)分析能力。數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成了具有高度組織、可存取大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。公路工程在空間上的開放性使得養(yǎng)護管理所涉及的數(shù)據(jù)量龐大,因此使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對其進行管理就顯得更為迫切。

經(jīng)過科研和公路養(yǎng)護管理人員多年的不懈努力,我國公路養(yǎng)護管理方面的信息系統(tǒng)的研究和應(yīng)用工作,取得了較大的成效,出現(xiàn)了許多比較成功的應(yīng)用軟件。最典型的應(yīng)用是交通部主持研制的路面管理系統(tǒng),一些省市已經(jīng)在此基礎(chǔ)上著手建立了自己的公路管理信息系統(tǒng)和公路數(shù)據(jù)庫。新近研制的公路管理信息系統(tǒng)一般都選用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和一種地理信息系統(tǒng)為軟件開發(fā)工具。這些系統(tǒng)大多都包含數(shù)據(jù)應(yīng)用和圖形處理等子系統(tǒng),利用復(fù)雜數(shù)據(jù)模型、動態(tài)分析等新技術(shù),通過公路屬性數(shù)據(jù)與圖形有機的結(jié)合,實現(xiàn)了圖形、圖象和數(shù)據(jù)的綜合分析和處理,可實現(xiàn)公路沿線定位與地理定位的轉(zhuǎn)換,可在地圖上對公路有關(guān)靜態(tài)和動態(tài)變化的信息進行查詢、統(tǒng)計和分析,可根據(jù)需要及時快速地繪制全部或局部不同比例尺的公路網(wǎng)絡(luò)圖和統(tǒng)計圖。通過這些系統(tǒng)的應(yīng)用,革新了公路養(yǎng)護管理工作的方式,提高了工作效率、對數(shù)據(jù)分析處理問題的能力,創(chuàng)造了客觀的經(jīng)濟和社會效益。

路面管理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,(1)與GIS技術(shù)相結(jié)合。(2)從數(shù)據(jù)庫向數(shù)據(jù)倉庫方面發(fā)展,利用數(shù)據(jù)刀片、信息發(fā)掘等技術(shù)從數(shù)據(jù)倉庫中得到公路養(yǎng)護管理諸多因素間比較隱蔽的聯(lián)系,以指導(dǎo)工程實際。(3)與面向?qū)ο蠹夹g(shù)結(jié)合,提高了數(shù)據(jù)和軟件系統(tǒng)的重復(fù)利用率,實現(xiàn)了系統(tǒng)的構(gòu)件式開發(fā)。(4)多媒體技術(shù)的深入應(yīng)用,可以處理文字、表格、圖形、圖象、聲音、視頻等豐富多彩的信息形式。

2 圖形處理技術(shù)

計算機圖形處理技術(shù)主要研究使用計算機生成圖形和圖象的技術(shù),它在公路養(yǎng)護管理方面的應(yīng)用主要集中在信息系統(tǒng)領(lǐng)域,最具代表性的技術(shù)當(dāng)是可視化技術(shù)和GIS(地理信息系統(tǒng))技術(shù)。

可視化技術(shù),主要指科學(xué)計算可視化技術(shù),是 20世紀(jì)80年代末提出并發(fā)展起來的一種嶄新的信息處理技術(shù)。它將科學(xué)計算及工程設(shè)計或測量產(chǎn)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計算機圖形、圖象信息,進行靜態(tài)或動態(tài)顯示,以便直觀、及時、正確地理解和把握這些抽象數(shù)據(jù)所反應(yīng)的內(nèi)容及其所蘊涵的規(guī)律和結(jié)果。在公路的養(yǎng)護管理中,可視化技術(shù)可用于處理路面的檢測數(shù)據(jù)。目前,可視化技術(shù)的主要研究方向是三維數(shù)據(jù)場的顯示研究,這一技術(shù)對路面和橋梁的結(jié)構(gòu)性能研究更具實際意義。可視化技術(shù)在公路建筑與養(yǎng)護管理方面的應(yīng)用才剛剛起步,有待進一步的研究。

GIS(GeographicalInformationSystem)技術(shù)亦即地理信息系統(tǒng),是以計算機為手段,對現(xiàn)實世界的各類空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)的屬性,以一定的格式輸入、存儲、檢索、顯示和綜合分析的技術(shù)系統(tǒng)。近幾年來,地理信息系統(tǒng)在公路養(yǎng)護管理中開始得到應(yīng)用,已開發(fā)出一些比較成功的公路地理信息系統(tǒng)。這些項目一般都針對公路養(yǎng)護管理的特點,根據(jù)公路養(yǎng)護對信息處理的實際需要和公路養(yǎng)護管理的地方特點,綜合運用了地理信息系統(tǒng)和現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)。公路養(yǎng)護管理地理信息系統(tǒng)的開發(fā)是公路管理的基礎(chǔ)性工作,它對于實現(xiàn)我國公路信息的統(tǒng)一管理與綜合應(yīng)用、推動公路行業(yè)的信息化進程具有重大作用,為公路養(yǎng)護管理和評價提供了科學(xué)化的現(xiàn)代信息技術(shù)手段。

在公路的養(yǎng)護管理中,地理信息系統(tǒng)一般與路面養(yǎng)護管理信息系統(tǒng)或路面質(zhì)量評價系統(tǒng)一起應(yīng)用。將公路的各項要素與地理要素的空間屬性聯(lián)系起來,既可以從地圖上的路段、橋梁、涵洞等地理要素查詢得到相應(yīng)對象的數(shù)字、文檔、圖形、圖象及視頻、音頻信息,也可以由路段編號、橋梁編號等標(biāo)識信息查詢得到其空間方面的信息。對于公路養(yǎng)護管理中的檢測結(jié)果及調(diào)查得到的路面病害等動態(tài)信息,可運用可視化技術(shù)將數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)擬合到地理要素上,得到直觀的復(fù)合地圖,一目了然地了解道路或橋梁的質(zhì)量,為技術(shù)和管理人員制定養(yǎng)護管理方案提供全面的參考。對非業(yè)務(wù)型的領(lǐng)導(dǎo)人員來說,這一點尤其必要。

3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

Internet的迅猛發(fā)展,給各行各業(yè)都提出了挑戰(zhàn),也提供了發(fā)展的契機。公路行業(yè),作為一個開放型、基礎(chǔ)性行業(yè),其利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的潛力是巨大的?？梢哉f,Internet是建立在高度靈活的通信技術(shù)之上的全球數(shù)字化信息庫,它提供了用以創(chuàng)建、瀏覽、訪問、搜索、閱讀和交流信息的多種服務(wù),諸如電子郵件、WWW瀏覽、新聞討論組、電子布告板、FTP服務(wù)等,都已得到廣泛的應(yīng)用。利用計算機網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實現(xiàn)信息資源的共享和跨地域的信息交流,它也是辦公自動化的基礎(chǔ)。全球公路交通技術(shù)交流網(wǎng)(WorldInterchangNetwork)是國際路協(xié)于1994年為了各個國家能夠共享全球公路交通的技術(shù)合作與交流而倡導(dǎo)組建的。它為各國尤其是發(fā)展中國家和經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌國家的公路專家進行信息交流提供了一種嶄新的交流體系。全球公路交通技術(shù)交流網(wǎng)中國網(wǎng)是全球公路技術(shù)交流網(wǎng)的子網(wǎng),面向中國公路交通行業(yè),為全國公路管理、設(shè)計、科研等部門和單位及有關(guān)大專院校提供一個與世界各國交流與合作的渠道和窗口,以促進我國公路交通國際技術(shù)交流與合作的系統(tǒng)化和規(guī)范化。交通部和大多數(shù)省市的交通廳近期都已著手建立自己的WWW主頁,部分交通廳還建立了網(wǎng)上交通數(shù)據(jù)庫,可對外提供交通資料檢索服務(wù)。

總的來看,在公路行業(yè)全面應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),尤其在利用Internet資源方面,大家已達成共識,并已著手付諸實際。但應(yīng)用的廣度與深度都還不夠,網(wǎng)上的公路方面的資料與國外相比,還比較匱乏,信息更新的頻率也比較低。因此,需要加大投入,加大應(yīng)用的力度。應(yīng)考慮充分利用交通部門各科研機構(gòu)和大專院校的技術(shù)力量,分專題組建若干大型的網(wǎng)上公路數(shù)據(jù)庫,組織專職技術(shù)人員組織信息資源,及時刷新信息頁面。組建交通各主要部門的Intranet,并以此為基礎(chǔ),實現(xiàn)這些部門的辦公自動化。

4 計算機輔助評價

公路當(dāng)前的技術(shù)狀況是制訂公路的養(yǎng)護管理對策和分配公路養(yǎng)護經(jīng)費的主要依據(jù),公路的當(dāng)前技術(shù)狀況如何,必須通過檢測與調(diào)查得到數(shù)據(jù),并對這些數(shù)據(jù)進行分析與評價而得到。每年通過對路面的普查與使用現(xiàn)代化儀器檢測得到的數(shù)據(jù)量是相當(dāng)龐大的。對海量的數(shù)據(jù)進行處理,這正是計算機的長處。因此,要對路面的技術(shù)狀況進行科學(xué)、客觀的評價,就必須使用計算機。特別是現(xiàn)代化的檢測儀器一般都提供與計算機的接口,可直接將檢測結(jié)果數(shù)據(jù)輸入計算機,然后由計算機直接使用公路技術(shù)狀況輔助評價系統(tǒng)進行處理,最后以報表、圖形的形式得到評價結(jié)果,并提出參考性的養(yǎng)護方案,包括大、中、小修計劃等。原始數(shù)據(jù)及結(jié)果都存入計算機的數(shù)據(jù)庫中,以進行比較分析與統(tǒng)計之用。目前的公路技術(shù)狀況輔助評價系統(tǒng)大多都做為一個模塊與路面信息管理系統(tǒng)集成在一起,通過建立與修改評價模型與參數(shù)來控制評價的方法。公路技術(shù)狀況輔助評價系統(tǒng)其實質(zhì)應(yīng)該是一個獨立的專家系統(tǒng)(ExpertSystem)。該系統(tǒng)應(yīng)具有大量的路面質(zhì)量評價方面的專業(yè)知識與經(jīng)驗,能根據(jù)這些知識和經(jīng)驗進行推理和判斷,模擬人類專家的評價過程。其組成一般應(yīng)包括路面質(zhì)量評價知識庫、公路信息綜合數(shù)據(jù)庫、推理機、解釋器與其他數(shù)據(jù)庫的接口等模塊。

5 結(jié) 語

目前,雖然公路養(yǎng)護管理通過多年的管理實踐,已經(jīng)培養(yǎng)了一大批業(yè)務(wù)素質(zhì)和專業(yè)水平較強的技術(shù)和管理人才,計算機信息技術(shù)已經(jīng)在公路養(yǎng)護管理工作中得到普及和應(yīng)用。今后,高速公路管理部門應(yīng)進一步培養(yǎng)大量的公路專業(yè)與計算機專業(yè)的復(fù)合型人才,挖掘他們獨有的技術(shù)潛力,使之能夠為我國公路工程養(yǎng)護管理服務(wù),快速提高我國公路養(yǎng)護管理的科學(xué)水平。

[1] 曾勝男等.基于GIS的高速公路路面養(yǎng)護決策支持系統(tǒng)[J].交通與計算機,2005,(5).

[2] 黃齊盛.計算機技術(shù)在高速公路建設(shè)與管理中的應(yīng)用和發(fā)展(理工版)[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報,2005,(10).