GIS技術(shù)在現(xiàn)代交通規(guī)劃設(shè)計中的實踐分析

李壽生

珠海市規(guī)劃設(shè)計研究院 廣東 珠海 519000

伴隨城市化進程的不斷加快，城市交通規(guī)劃設(shè)計已經(jīng)成為城市建設(shè)中的重要組成部分，其不僅可以有效緩解交通壓力，而且還能夠優(yōu)化城市交通系統(tǒng)，對提高城市交通系統(tǒng)效率有重要作用。GIS技術(shù)作為一種先進的信息技術(shù)，其應(yīng)用范圍非常廣泛。在現(xiàn)代城市交通規(guī)劃設(shè)計中，GIS技術(shù)主要是利用計算機輔助設(shè)計、空間分析等技術(shù)來實現(xiàn)的，可以有效地提升道路規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量和效率。

1 GIS技術(shù)概述

GIS是一種地理信息系統(tǒng)，是由地理空間數(shù)據(jù)和地理特征數(shù)據(jù)相結(jié)合的系統(tǒng)，具有一定的空間分析功能，可以對相關(guān)地理信息進行獲取、存儲和處理。通過對不同類型、不同地區(qū)的交通資源進行收集、整理和分析，從而為交通規(guī)劃設(shè)計提供相關(guān)信息。GIS技術(shù)在交通規(guī)劃設(shè)計中能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)資料的采集和處理，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料對數(shù)據(jù)進行分析和處理，從而為相關(guān)決策提供重要依據(jù)。在進行交通規(guī)劃設(shè)計過程中，為了保證 GIS技術(shù)得到充分應(yīng)用，必須要做好基礎(chǔ)性工作。首先要保證建立數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性和完整性。其次要保證建立數(shù)據(jù)庫時所選擇的模型能夠充分反映客觀實際情況。最后還要對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進行及時更新和維護[1]。

2 GIS技術(shù)在交通規(guī)劃設(shè)計中的作用

2.1 提高交通規(guī)劃的科學(xué)性

當(dāng)前，交通規(guī)劃設(shè)計工作主要以道路為主，而道路又以公路和城市道路為主，因此，在交通規(guī)劃設(shè)計中，必須要合理地利用道路資源。在城市中，主要采用的交通方式主要是公共汽車、軌道交通和出租車等，而在農(nóng)村地區(qū)，則采用的是自行車、摩托車等。因此，在進行交通規(guī)劃設(shè)計時，必須要根據(jù)各個地區(qū)的實際情況來確定不同的交通方式。但是由于城市道路和農(nóng)村道路之間存在一定的差異性，因此，在進行交通規(guī)劃設(shè)計時必須要對這種差異性進行充分的考慮。GIS技術(shù)可以根據(jù)各個地區(qū)不同的情況來確定合理的交通方式，從而有效地提高交通規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)性。

2.2 提高交通系統(tǒng)的運行效率

GIS技術(shù)在交通規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用，可以有效地對各種交通信息進行收集和處理，然后通過對這些信息進行分析和處理，可以為交通管理部門提供科學(xué)合理的決策依據(jù)。在這個過程中，利用 GIS技術(shù)可以有效地預(yù)測交通流量，進而可以準(zhǔn)確地確定車輛的行駛路線。通過 GIS技術(shù)，還能有效地實現(xiàn)對交通狀況的實時監(jiān)控和管理，從而實現(xiàn)交通運輸效率的提高。此外，在實際的交通規(guī)劃設(shè)計中，需要進行各種數(shù)據(jù)分析和處理，而這些數(shù)據(jù)可以通過 GIS技術(shù)來完成。通過 GIS技術(shù)對數(shù)據(jù)進行分析和處理，可以有效地提高數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。同時還可以提高工作人員的工作效率，從而更好地促進我國交通事業(yè)的發(fā)展[2]。

3 現(xiàn)階段在交通規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用 GIS技術(shù)存在的問題

雖然 GIS技術(shù)在交通規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用，取得了一定的成果，但是也存在一些問題。第一，技術(shù)人員的專業(yè)水平較低。對于技術(shù)人員來講，必須要對 GIS技術(shù)進行熟練掌握，才能更好的應(yīng)用到實際的工作中。但是由于很多交通規(guī)劃設(shè)計人員缺乏對 GIS技術(shù)的了解，也沒有進行專業(yè)的學(xué)習(xí)，所以對 GIS技術(shù)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題不能及時發(fā)現(xiàn)。第二，數(shù)據(jù)收集不夠完善。交通規(guī)劃設(shè)計涉及到了多種類型的數(shù)據(jù)，在應(yīng)用 GIS技術(shù)時必須要對數(shù)據(jù)進行有效的收集和整理。但是現(xiàn)階段很多交通規(guī)劃設(shè)計人員都是通過紙質(zhì)文本進行記錄，不僅存在信息丟失、數(shù)據(jù)混亂等問題，而且不能及時更新信息，影響到了交通規(guī)劃設(shè)計的效率和質(zhì)量。第三，對交通規(guī)劃設(shè)計人員進行培訓(xùn)。由于交通規(guī)劃設(shè)計是一個比較復(fù)雜的過程，所以需要對其進行長期系統(tǒng)培訓(xùn)。

4 GIS技術(shù)在現(xiàn)代交通規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用對策

4.1 城市交通調(diào)查與分析

交通調(diào)查的內(nèi)容主要包括以下幾個方面：①道路設(shè)施（包括道路長度、寬度、路面材質(zhì)、附屬設(shè)施等）；②交通流量；③交通流向；④交通組成（包括出行目的、出行方式等）；⑤交通分布（包括主要干道、支路等路網(wǎng)分布情況）；⑥車輛運行速度和平均速度；⑦道路負(fù)荷度（道路交通流量與道路承載能力的比值，也稱為路段負(fù)荷度）；⑧交通事故量[3]。

交通調(diào)查的方法主要有以下幾種：①常規(guī)的現(xiàn)場調(diào)查方法，包括直接觀察法和訪問調(diào)查法。②特殊的現(xiàn)場調(diào)查方法，例如利用 GPS技術(shù)和無線電通信技術(shù)進行定位、測速和遙測等。③先進的計算機輔助調(diào)查方法，如 GPS定位、GIS技術(shù)、圖像分析等。④利用電子地圖進行交通分析，這是最常用的方法之一。⑤利用其他學(xué)科的技術(shù)進行交通調(diào)查。⑥通過使用先進的交通調(diào)查設(shè)備進行調(diào)查。

4.2 交通規(guī)劃模型與方法的研究

交通規(guī)劃的模型與方法研究主要包括兩個方面，一個是宏觀交通模型，另一個是微觀交通模型。宏觀交通模型主要研究在不同的城市結(jié)構(gòu)和規(guī)模下，如何通過合理地安排交通設(shè)施的建設(shè)來達到改善城市交通狀況，實現(xiàn)城市功能空間布局優(yōu)化。微觀交通模型主要研究如何通過合理的規(guī)劃設(shè)計，使道路交通量與社會經(jīng)濟總量相適應(yīng)，提高道路網(wǎng)系統(tǒng)和道路設(shè)施系統(tǒng)的綜合效益。

GIS技術(shù)在宏觀交通模型和微觀交通模型中都有著廣泛的應(yīng)用，但是對于二者之間的關(guān)系，以及它們之間的相互關(guān)系卻缺乏深入系統(tǒng)地研究。目前關(guān)于 GIS與交通規(guī)劃關(guān)系方面的研究主要有以下兩個方面：一是以 GIS為工具來研究如何將各種地理信息系統(tǒng)集成起來，在 GIS環(huán)境下進行綜合分析、查詢和管理，以實現(xiàn)信息共享。二是把 GIS作為一個與其他學(xué)科相聯(lián)系的橋梁來研究如何利用 GIS來解決其他學(xué)科中存在的問題。

4.3 信息系統(tǒng)設(shè)計

交通 GIS信息系統(tǒng)的開發(fā)與建設(shè)要從實際出發(fā)，不能脫離實際。在具體實施過程中，應(yīng)遵循以下幾點原則：（1）根據(jù)實際需要，確定 GIS系統(tǒng)的功能及規(guī)模。同時，根據(jù)具體應(yīng)用目標(biāo)的要求，確定相應(yīng)的功能。（2）確定信息系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)、設(shè)計原則和實現(xiàn)技術(shù)。在信息系統(tǒng)設(shè)計過程中，要注意應(yīng)用系統(tǒng)目標(biāo)與整體目標(biāo)之間的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。（3）合理地確定系統(tǒng)開發(fā)和使用環(huán)境。在開發(fā)過程中，應(yīng)充分考慮硬件環(huán)境和軟件環(huán)境等條件。（4）結(jié)合交通規(guī)劃的需要，對 GIS軟件進行合理地選擇與配置。（5）在開發(fā)過程中要注重用戶的需求分析，確定用戶對系統(tǒng)功能的具體要求；在設(shè)計過程中要注重信息資源的合理開發(fā)利用，避免出現(xiàn)重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象；在開發(fā)過程中要注重與其他子系統(tǒng)的集成，提高系統(tǒng)功能和使用效率。（6）在系統(tǒng)設(shè)計過程中要加強信息安全管理，確保系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定[4]。

4.4 交通管理與控制

交通管理與控制是保證交通系統(tǒng)正常運行的重要手段，GIS技術(shù)在交通管理與控制中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）交通需求預(yù)測：采用 GIS技術(shù)，建立實時的城市交通需求預(yù)測系統(tǒng)，為合理確定道路通行能力、分配道路資源、制定道路建設(shè)方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和分析手段。（2）交通信號控制：目前我國許多城市實行了智能交通信號控制，而 GIS技術(shù)可以對路段上的相位、配時方案、信號燈時間間隔進行管理和優(yōu)化。（3）停車誘導(dǎo)：利用 GIS技術(shù)，實現(xiàn)城市停車誘導(dǎo)系統(tǒng)?？梢詾榻煌▍⑴c者提供實時準(zhǔn)確的停車位置和相應(yīng)信息，幫助他們合理安排出行時間。（4）交通安全與應(yīng)急管理：利用 GIS技術(shù)建立事故數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對道路交通事故的統(tǒng)計分析和預(yù)測預(yù)警。（5）智能交通監(jiān)控：利用 GIS技術(shù)建立一個全面的城市智能交通監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對城市道路、橋梁、隧道和停車場等的實時監(jiān)控，并實現(xiàn)對車輛超速行駛、停車等違法行為的實時檢測和報警。

4.5 應(yīng)急調(diào)度與救援

交通事故具有突發(fā)性，交通事故的發(fā)生會使道路運輸中斷，給人民的生產(chǎn)和生活造成極大的影響，所以在交通規(guī)劃設(shè)計中要注重突發(fā)事件的預(yù)防和應(yīng)對，提高應(yīng)急救援能力。GIS技術(shù)在交通事故預(yù)防和應(yīng)急救援方面的應(yīng)用主要有：（1）GIS技術(shù)可以為事故現(xiàn)場提供實時定位信息，能夠?qū)崿F(xiàn)對事故現(xiàn)場的定位功能，通過 GIS技術(shù)建立事故現(xiàn)場位置數(shù)據(jù)庫，為事故原因分析和交通流預(yù)測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（2）在突發(fā)事件發(fā)生時，能快速地生成事故現(xiàn)場圖、車輛運行狀態(tài)圖以及周邊環(huán)境等信息，為應(yīng)急救援決策提供依據(jù)。（3）利用 GIS技術(shù)建立交通運輸應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)，在整個系統(tǒng)中引入地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)和專家系統(tǒng)（BP）技術(shù)，建立專家模型和知識庫。以實現(xiàn)交通運輸突發(fā)事件的預(yù)測、預(yù)防和應(yīng)急響應(yīng)。（4）利用 GIS技術(shù)建立基于 GIS的應(yīng)急救援指揮平臺，為指揮決策人員提供直觀、全面、準(zhǔn)確的應(yīng)急救援信息，以保證快速、高效地進行交通事故處理[5]。

4.6 公眾服務(wù)與信息咨詢

隨著現(xiàn)代交通的發(fā)展，公眾對交通規(guī)劃和設(shè)計的要求越來越高，而傳統(tǒng)的交通規(guī)劃設(shè)計往往不能滿足這一需求。因此，應(yīng)該將 GIS技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代交通規(guī)劃與設(shè)計中來，建立起一個完善的信息平臺，為公眾提供及時、準(zhǔn)確、全面的交通信息服務(wù)。在現(xiàn)代交通規(guī)劃與設(shè)計中，GIS技術(shù)可以為公眾提供道路交通設(shè)施現(xiàn)狀信息查詢、實時動態(tài)路況信息查詢、出行路徑模擬、公共交通信息查詢等服務(wù)。通過GIS技術(shù)可以構(gòu)建一個面向公眾的道路交通設(shè)施信息查詢平臺，為公眾提供便捷的道路交通設(shè)施信息查詢服務(wù)。當(dāng)公眾對道路上某個特定的道路設(shè)施有疑問時，可以通過查詢平臺獲取相關(guān)的信息，并根據(jù)需要選擇相應(yīng)的路線出行。該平臺可以為公眾提供及時、準(zhǔn)確、全面的道路交通設(shè)施信息，對公眾出行具有很大的幫助。如在一個城市中，各個區(qū)域之間的聯(lián)系是通過道路來實現(xiàn)的。由于城市中道路系統(tǒng)比較復(fù)雜，因此要想實現(xiàn)該目標(biāo)需要建立一個完整的城市路網(wǎng)信息系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，可以通過 GIS技術(shù)對城市路網(wǎng)進行實時監(jiān)測和管理。通過對道路交通設(shè)施狀態(tài)進行實時監(jiān)測，可以及時了解道路上通行狀況以及道路沿線相關(guān)區(qū)域內(nèi)各種設(shè)施狀態(tài)（如：路燈、井蓋、井蓋所在位置）等，可以幫助城市管理者及時發(fā)現(xiàn)并排除潛在隱患。通過對道路交通設(shè)施狀態(tài)進行實時監(jiān)測和管理，可以實現(xiàn)對路網(wǎng)上通行能力較弱的路段進行優(yōu)化設(shè)計等功能。

4.7 交通規(guī)劃實施評估

城市交通規(guī)劃實施評估主要從交通需求和交通供給兩個方面對規(guī)劃進行評估。基于 GIS的交通需求預(yù)測方法，在交通需求預(yù)測中，充分考慮到人口、經(jīng)濟、土地利用等因素，將 GIS的分析結(jié)果與傳統(tǒng)方法進行對比分析，從 GIS的角度對城市的交通需求進行預(yù)測。通過對比分析，可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的交通需求預(yù)測方法存在一定的局限性，為城市規(guī)劃設(shè)計提供了更多的參考價值。城市規(guī)劃設(shè)計是一種全新的概念，是城市發(fā)展過程中的一種宏觀決策。而交通規(guī)劃設(shè)計則是根據(jù)一定的城市發(fā)展目標(biāo)、城市規(guī)模等條件，對未來交通發(fā)展情況進行預(yù)測。所以，在城市規(guī)劃設(shè)計中必須考慮到具體的城市發(fā)展?fàn)顩r和特點，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r作出決策[6]。

交通規(guī)劃實施評估是基于 GIS技術(shù)對道路交通網(wǎng)、公共交通、軌道交通等進行評估。在評估過程中，首先需要建立路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)庫和各種交通網(wǎng)數(shù)據(jù)表。然后對路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)庫進行分析，建立路網(wǎng)模型并結(jié)合 GIS中的道路屬性信息、道路橫斷面信息、土地利用信息等進行數(shù)據(jù)分析。在道路交通網(wǎng)數(shù)據(jù)分析過程中，通過對路網(wǎng)中各項參數(shù)進行計算分析，得出路網(wǎng)密度、路網(wǎng)最大承載量、車輛平均行駛速度等相關(guān)數(shù)據(jù)。再根據(jù)道路網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)庫和各種交通網(wǎng)數(shù)據(jù)表進行分析，得出區(qū)域交通網(wǎng)、軌道交通等相關(guān)數(shù)據(jù)。最后在進行公共交通和軌道交通綜合評價時，可以結(jié)合GIS中的公交網(wǎng)絡(luò)信息和軌道交通信息對公共交通線網(wǎng)進行綜合評價。通過以上分析得出道路交通網(wǎng)密度、道路網(wǎng)絡(luò)最大承載量等指標(biāo)結(jié)果，然后在此基礎(chǔ)上對城市區(qū)域交通網(wǎng)進行綜合評價，得出區(qū)域內(nèi)道路網(wǎng)絡(luò)布局是否合理和是否滿足未來發(fā)展需要等結(jié)論。在軌道交通評價中可以根據(jù)軌道交通站點分布情況對線路規(guī)劃進行評價。

5 GIS技術(shù)在現(xiàn)代交通規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用的具體案例

在現(xiàn)代交通規(guī)劃設(shè)計中，GIS技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對道路信息的查詢、道路空間分析、交通信息模擬等方面。GIS技術(shù)在交通規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用可以提高工作效率，簡化工作流程，使工作更加規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化。下面以某高速路口為例，具體介紹 GIS技術(shù)在該高速路口道路交通規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用。

（1）道路信息查詢：利用 GIS的空間分析功能，通過對道路網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)的分析，結(jié)合道路網(wǎng)絡(luò)屬性信息、交通狀況信息和其他相關(guān)信息對路網(wǎng)進行空間分析和輔助決策，進而得出符合實際情況的道路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案。（2）交通模擬：利用 GIS強大的空間分析功能，對交通流進行模擬和分析，得出最優(yōu)方案。

6 結(jié)語

現(xiàn)階段，交通規(guī)劃設(shè)計對城市發(fā)展的重要性也日益凸顯。由于現(xiàn)代城市建設(shè)具有較大的復(fù)雜性和不確定性，所以在進行交通規(guī)劃設(shè)計時，必須要綜合考慮多方面的因素。在進行交通規(guī)劃設(shè)計時，必須要充分運用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，使其在城市交通規(guī)劃中發(fā)揮出重要作用。與此同時，還要加強對 GIS技術(shù)的研究和開發(fā)，使其能夠在實際的城市交通規(guī)劃設(shè)計中得到有效地應(yīng)用。同時還要注意將 GIS技術(shù)與其他先進技術(shù)進行融合，提高城市交通規(guī)劃設(shè)計的整體水平，使其能夠更好地服務(wù)于人們的生產(chǎn)和生活，推動我國城市建設(shè)的快速發(fā)展。