Мониторинг автомобильных дорог Самарской области с использованием ГИС технологий.



СОДЕРЖАНИЕ


ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ
ПРОГРАММНАЯ ОСНОВА ГИС МОНИТОРИНГ АД САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ
ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Автомобильные дороги являются одним из важнейших элементов транспортной системы области, оказывающим огромное влияние на ее социальное и экономическое развитие.

Динамичность системы автомобильных дорог и, следовательно, их планирование, содержание и ремонт требует комплексного подхода, что возможно только при использовании системы мониторинга.

Формирование системы мониторинга автомобильных дорог Самарской области выполнено с использованием геоинформационных технологий.

Рис. 1 Транспортно-дорожный каркас Самарской области

 

ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА

Работа с системой мониторинга имеет несколько целей:
- "владение" общей ситуацией, складывающейся в системе автомобильных дорог;
- определение общих тенденций развития системы автомобильных дорог и ее подсистем;
- определение взаимосвязи и взаимовлияния автомобильных дорог и прилегающих к ним территорий, включая территории населенных пунктов;
- выявление социально-экологических позитивных и негативных процессов, провоцируемых транспортной работой на автомобильных дорогах.

Основной задачей информационной системы мониторинга автомобильных дорог является создание единого информационного пространства в динамике изменений и взаимосвязи своих частей.

Основные принципы ГИС "Мониторинг автомобильных дорог Самарской области":
- система ГИС автомобильных дорог создана на основе нормативных документов и совместима с другими составляющими единого информационного поля градостроительного кадастра Самарской области;
- созданная система открытая и допускает внесение изменений и дополнений;
- интерфейс системы легок в обращении и интуитивно понятен для пользователя;
- созданная система ГИС автомобильных дорог позволяет использовать ее и получать возможные результаты на незавершенном этапе

Направления применения ГИС "Мониторинг автомобильных дорог Самарской области" следующие:
- планирование - совместный анализ транспортной нагрузки и состояния дорожного полотна;
- проектирование - выбор оптимальных коридоров для строительства новых трасс;
- строительство - отображение состояния строительных проектов и определение приоритетов в строительстве;
- эксплуатация - анализ различных стратегий проведения ремонтных работ и соответственно распределение финансовых вложений, совместное отображение и анализ карт и строительных чертежей;
- создание оптимальной модели представления сведений об автомобильных дорогах в виде Базы Данных

 

ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ

Основой сбора информационных данных на этапе формирования системы мониторинга автомобильных дорог послужили сведения из Технических паспортов автомобильных дорог.
Кроме того, информация представлялась органами местного самоуправления и заинтересованными юридическими лицами.
Информация, в системе мониторинга, подразделяется на базовую, периодическую, оперативную.
В настоящее время, учитывая специфику ведения системы мониторинга автодорог, формируется служба наблюдения за массивом информационных данных (Рис. 3).

К основным функциональным задачам мониторинга автомобильных дорог относятся:
- систематический сбор информации о состоянии автомобильных дорог
- формирование системы изучения, структурирования и оценки всех сведений базы данных;
- многофакторный анализ информации, содержащейся в базе данных под конкретные "запросы" (рис. 2);

Рис. 2

 

Рис. 3 Формирование информационной базы данных ГИС "Мониторинг автомобильных дорог Самарской области"

 

ПРОГРАММНАЯ ОСНОВА ГИС МОНИТОРИНГ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГИС Мониторинг Автомобильных дорог реализуется на основе программных продуктов фирмы ESRI, PC ARC/INFO и ArcView GIS 3.2 высокоуровневых инструментов для создания ГИС с полным набором средств геообработки данных.
Такой выбор был обусловлен, прежде всего, тем, что данные продукты обладают мощными ресурсами, достаточно просты в освоении, совместимы с другими продуктами, а также отвечают современным требованиям к представлению и анализу кадастровых материалов. Для хранения семантической информации используется СУБД Access.
ArcView GIS используется для визуализации, связки данных с другими системами и приложениями, организации запросов и анализа, подготовки отчетных и печатных картографических материалов.

Рис. 4 Информационная модель ГИС "Мониторинг автомобильных дорог Самарской области"

 

ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ

На сегодня, в рамках ГИС "Мониторинг автомобильных дорог Самарской области", собраны и нанесены на цифровую картографическую основу масштаба
1:100 000 следующие информационные данные по каждой автомобильной дороге и отдельных ее участков:
- административно-территориальная принадлежность (Рис. 5);
- техническая категория;
- тип покрытия дорожного полотна (Рис. 6);
- ширина проезжей части;
- наличие и технические характеристики искусственных сооружений;
- наименование дорожного управления обслуживающего автомобильную дорогу;
- состояние дорожных знаков;
- участки повышенной опасности, локализация и статистика ДТП (Рис. 7).
На основе данных атрибутивных таблиц произведен семантический анализ и сформированы различные тематические слои, на основе которых можно создавать различные тематические карты. Количество их не ограничено и зависит от разнообразия данных в семантических таблицах (Рис. 8).
Для работы с информационной базой в мониторинге а/д разработан удобный пользовательский интерфейс данных, который позволяет:
- быстро найти, добавить и отредактировать необходимые объекты и характеристики дорог;
- имеет набор наиболее часто употребляемых запросов;
- позволяет быстро получить необходимые стандартные отчеты по характеристикам дорог (Рис. 10).

На этапе формирования базы данных мониторинга а/д на цифровую карту были нанесены существующие и проектируемые объекты придорожного сервиса по данным различных ведомств и служб. Информация получилась противоречивой и включала в себя схематическое местоположение и паспорт объекта.
С целью получения достоверной информации специалистами института был использован прибор GPS, с помощью которого проведены натурные полевые обследования фактической ситуации по размещению объектов придорожного сервиса на основных а/д общего пользования. Проведена привязка объектов к осевой линии дороги и разработаны абрисы объектов.
Кроме того, выполнена видеофиксация объектов придорожного сервиса. На базе фактической информации институт приступил к разработке "Генеральной схемы размещения объектов придорожного сервиса на а/д Самарской области".
По мере работы с мониторингом автомобильных дорог перечень информационных данных уточняется и расширяется, формируя единое информационное поле. (Рис. 10)

Рис. 5 Протяженность отдельных участков по районам

 

Рис. 6 Населенные пункты соединенные и несоединенные с асфальто-бетонным покрытием

 

Рис. 7 ДТП на участке автомобильной дороги М5 "Москва-Самара"

 

Рис. 8 Наполнение слоев ГИС "Мониторинг АД Самарской области"

 

Рис. 9 Фрагмент пользовательского интерфейса

 

Рис. 10 Сравнение результатов имеющейся БД и данных полученных с использованием системы GPS

 

В 2001 году специалистами института была разработана "Программа развития автодорожной сети Самарской области до 2010 с перспективой до 2020 года". По результатам Программы мониторинг пополнился следующими информационными блоками:

Блок Градостроительные исследования, в котором выполнен анализ роли сети автодорог в системе расселения Самарской области и даны предложений по стратегии очередности строительства и реконструкции сети автодорог.
Градостроительный анализ выполнялся по трем основным параметрам:
- равномерность обслуживания территории;
- соответствие технических характеристик основных дорог их роли и значению;
- обеспечение транзитного движения.

Блок Экологическое обоснование Программы, в котором территория Самарской области рассматривалась в неразрывной связи с требованиями экологической безопасности. По результатам работы дана оценка:
- степени соответствия фактической категории а/д нормативам по ее назначению и плотности транспортных потоков;
- валовому выбросу загрязнений в приземный слой атмосферы в полосе влияния основных а/д;
- разработаны интегральные экологические рекомендации по дальнейшему развитию и совершенствованию автодорог базисного автотранспортного каркаса области.

Блок Экономическое обоснование Программы. Очередность строительства и реконструкции определялась на основе ранжирования их по значению основного критерия - величине совокупного социально- экономического показателя, а также из принципа связи сельских населенных пунктов, не имеющих подъездов с твердым покрытием к основной сети автомобильных дорог.
В результате комплексного анализа всех блоков был определен перечень а/д , рекомендуемых к строительству и реконструкции на период до 2010 года и даны предложения на перспективу до 2020 года.
Использованный в мониторинге дорог метод динамической сегментации, при котором на основе табличных данных графическая информация автоматически наносится на карту, позволил оперативно внести в общий мониторинг материалы Программы развития сети а/д. (рис. 11)

Рис. 11 Строительство монолитного путепровода на обводной автодороге

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Система Мониторинга Автомобильных дорог на первом этапе решает следующие задачи:
- создание, редактирование и хранение географической и семантической информации;
- получение и анализ информации об объектах автодорожного хозяйства и иных объектах;
- решение различных аналитических задач;
- обновление информации об объектах;
- организация контроля и учета объектов, находящихся в введении Департамента строительства;
- оперативное нанесение обстановки;
- получение картографической продукции и отчетных материалов, причем в качестве дополнительных способов наглядного отображения информации используются линейные графики, а также фотографии самих объектов.
- интеграция с другими приложениями;
- удаленный доступ к данным на основе Internet-технологии

На сегодня сформирована модель системы мониторинга и создан минимально достаточный программный продукт, позволяющий на первом этапе осуществить его внедрение, апробировать применительно к системе автомобильных дорог и определить направления по углублению и расширению созданной системы мониторинга, которая качественно изменит систему управления информацией в дорожном хозяйстве.