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信息技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)管理中的應(yīng)用
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摘要本文從數(shù)據(jù)庫技術(shù)、圖形處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助評(píng)價(jià)4個(gè)方面對(duì)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)管理工作中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡要的介紹。
1序言
人類社會(huì)正在從工業(yè)社會(huì)向信息社會(huì)邁進(jìn),目前科學(xué)技術(shù)革命的核心和主流是信息技術(shù)革命,21世紀(jì)將成為信息社會(huì),這一點(diǎn)已成為世界共識(shí)。信息技術(shù)是當(dāng)代社會(huì)最具潛力的新的生產(chǎn)力,信息化水平已成為現(xiàn)代化水平和綜合國力的重要標(biāo)志。江澤民同志曾強(qiáng)調(diào)指出:四個(gè)現(xiàn)代化,哪一個(gè)也離不開信息化。公路建設(shè)事業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),就必須充分運(yùn)用現(xiàn)代的信息技術(shù),提高信息化水平,才能使我國的公路建設(shè)事業(yè)在21世紀(jì)得到更大的發(fā)展。
所謂信息技術(shù),主要指以電子計(jì)算機(jī)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(chǔ)、創(chuàng)造、分析、管理、交換等。公路,作為一個(gè)工程實(shí)體,其養(yǎng)護(hù)管理可以通過充分運(yùn)用相應(yīng)的信息處理技術(shù)極大提高運(yùn)作效率和管理能力,進(jìn)而提高公路行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力。
2數(shù)據(jù)庫技術(shù)
數(shù)據(jù)庫是以一定的組織方式存儲(chǔ)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(chǔ)方式獨(dú)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(hù)數(shù)據(jù)庫的軟件,主要功能是維護(hù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正�；顒�(dòng),接受并回答用戶提出的訪問數(shù)據(jù)和各種應(yīng)用請(qǐng)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(bào)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)。目前常用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng);大型數(shù)據(jù)庫ORACLE、SYBASE、MS SQL Server、INFOMIX、IBM DB2等,中小型數(shù)據(jù)庫PowerBuild、MS Access、Visual Foxpro、Paradox等。公路工程在空間上的開放性使得養(yǎng)護(hù)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(duì)其進(jìn)行管理就顯得更為迫切。
我國信息技術(shù)在公路的養(yǎng)護(hù)管理方面的應(yīng)用起步于70年代末,國家七五、八五和九五都列有相應(yīng)的項(xiàng)目。經(jīng)過科研和公路養(yǎng)護(hù)管理人員多年的不懈努力,公路養(yǎng)護(hù)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)(CPMS97、CBS),一些省市已經(jīng)在此基礎(chǔ)上著手建立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(dòng)態(tài)分析等新技術(shù),通過公路屬性數(shù)據(jù)與圖形有機(jī)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了圖形、圖象和數(shù)據(jù)的綜合分析和處理,可實(shí)現(xiàn)公路沿線定位與地理定位的轉(zhuǎn)換,可在地圖上對(duì)公路有關(guān)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)變化的信息進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)和分析,可根據(jù)需要及時(shí)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(jì)圖。通過這些系統(tǒng)的應(yīng)用,革新了公路養(yǎng)護(hù)管理工作的方式,提高了工作效率、對(duì)數(shù)據(jù)分析處理問題的能力,創(chuàng)造了客觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
路面長期性能研究(LTPP)始于美國的夏普(SHRP)計(jì)劃,預(yù)計(jì)20年完成,是迄今為止最大的路面性能研究計(jì)劃。我國也于1998年初啟動(dòng)了我國的路面長期性能研究(CNLTPP)項(xiàng)目。該項(xiàng)目的基礎(chǔ)之一即是一個(gè)大型的數(shù)據(jù)庫,用來存儲(chǔ)并管理所有通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)采集來的數(shù)據(jù)。該研究的主要目的是通過對(duì)數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行分析,從海量的數(shù)據(jù)中尋找影響路面長期使用性能的因素,評(píng)估現(xiàn)有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),嘗試新的設(shè)計(jì)方案。隨數(shù)據(jù)的增加和分析的深化,將研究建立起路面性能與設(shè)計(jì)、材料、結(jié)構(gòu)、養(yǎng)護(hù)、交通量、環(huán)境和地理位置之間的關(guān)系。路面管理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),其一是與GIS技術(shù)相結(jié)合。其二是從數(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(hù)管理諸多因素間比較隱蔽的聯(lián)系,以指導(dǎo)工程實(shí)際。其三是與面向?qū)ο?CO)技術(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(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的構(gòu)件式開發(fā)。其四是多媒體技術(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。
3圖形處理技術(shù)
我國在計(jì)算機(jī)圖形處理方面的研究始于60年代后期,經(jīng)過這些年的發(fā)展,已取得了長足的進(jìn)步,成為當(dāng)代幾乎所有科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域用來加強(qiáng)信息理解和傳遞的技術(shù)和工具。計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)主要研究使用計(jì)算機(jī)生成圖形和圖象的技術(shù),它在公路養(yǎng)護(hù)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(jì)算可視化(Visualization in Scientific Computing)技術(shù),是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(jì)算及工程設(shè)計(jì)或測(cè)量產(chǎn)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)圖形、圖象信息,進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)顯示,以便直觀、及時(shí)、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(yùn)涵的規(guī)律和結(jié)果。在公路的養(yǎng)護(hù)管理中,可視化技術(shù)可用于處理路面的檢測(cè)數(shù)據(jù)。使用落錘式彎沉儀(FWD)、探地雷達(dá)、平整度儀等現(xiàn)代化儀器對(duì)路面進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè),所得到的數(shù)據(jù)量是很龐大的,處理這些數(shù)據(jù)的有效手段之一即是采用可視化技術(shù),將檢測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二維或三維的計(jì)算機(jī)圖形,由此為評(píng)價(jià)路面質(zhì)量提供直觀、有效的手段,使技術(shù)人員可從總體上把握這些數(shù)據(jù),以得到科學(xué)的評(píng)價(jià)結(jié)果。另外,從廣義上說,統(tǒng)計(jì)直方圖、餅狀圖等就是一種簡單的可視化技術(shù)。目前,可視化技術(shù)的主要研究方向是三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的顯示研究,這一技術(shù)對(duì)路面和橋梁的結(jié)構(gòu)性能研究更具實(shí)際意義。可視化技術(shù)在公路建筑與養(yǎng)護(hù)管理方面的應(yīng)用才剛剛起步,有待進(jìn)一步的研究。
GIS(Geographical Information System)技術(shù)亦即地理信息系統(tǒng),是以計(jì)算機(jī)為手段,對(duì)現(xiàn)實(shí)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(chǔ)、檢索、顯示和綜合分析的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、城市管理、交通管理與規(guī)劃、自動(dòng)駕駛、車輛導(dǎo)航、環(huán)境污染治理、自然資源開發(fā)、軍事乃至人們的日常生活領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)已成為關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)增長與社會(huì)進(jìn)步的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì),經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政府運(yùn)作與日常生活所涉及的信息中80%都與地理信息密切相關(guān)。近幾年來,地理信息系統(tǒng)在公路養(yǎng)護(hù)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(xiàng)目一般都針對(duì)公路養(yǎng)護(hù)管理的特點(diǎn),根據(jù)公路養(yǎng)護(hù)對(duì)信息處理的實(shí)際需要和公路養(yǎng)護(hù)管理的地方特點(diǎn),綜合運(yùn)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(hù)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(duì)于實(shí)現(xiàn)我國公路信息的統(tǒng)一管理與綜合應(yīng)用、推動(dòng)公路行業(yè)的信息化進(jìn)程具有重大作用,為公路養(yǎng)護(hù)管理和評(píng)價(jià)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(hù)管理中,地理信息系統(tǒng)一般與路面養(yǎng)護(hù)管理信息系統(tǒng)或路面質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)一起應(yīng)用。將公路的各項(xiàng)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(duì)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(hào)、橋梁編號(hào)等標(biāo)識(shí)信息查詢得到其空間方面的信息。對(duì)于公路養(yǎng)護(hù)管理中的檢測(cè)結(jié)果及調(diào)查得到的路面病害等動(dòng)態(tài)信息,可運(yùn)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(hù)管理方案提供全面的參考。對(duì)非業(yè)務(wù)型的領(lǐng)導(dǎo)人員來說,這一點(diǎn)尤其必要。
4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
90年代以來,發(fā)展最快的信息處理技術(shù)即是網(wǎng)絡(luò)技術(shù),尤其是Internet的迅速普及,使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)延伸到了社會(huì)的每個(gè)角落。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(jī)。公路行業(yè),作為一個(gè)開放型、基礎(chǔ)性行業(yè),其利用計(jì)算機(jī)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?dòng)懻摻M、電子布告板、FTP服務(wù)等,都已得到廣泛的應(yīng)用。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實(shí)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(dòng)化的基礎(chǔ)。全球公路交通技術(shù)交流網(wǎng)(World Interchang Network)是國際路協(xié)于1994年為了各個(gè)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(jì)轉(zhuǎn)軌國家的公路專家進(jìn)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(jì)、科研等部門和單位及有關(guān)大專院校提供一個(gè)與世界各國交流與合作的渠道和窗口,以促進(jìn)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(duì)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(dá)成共識(shí),并已著手付諸實(shí)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(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)這些部門的辦公自動(dòng)化。
5計(jì)算機(jī)輔助評(píng)價(jià)
公路當(dāng)前的技術(shù)狀況是制訂公路的養(yǎng)護(hù)管理對(duì)策和分配公路養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)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(cè)與調(diào)查得到數(shù)據(jù),并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)而得到。每年通過對(duì)路面的普查與使用現(xiàn)代化儀器檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)量是相當(dāng)龐大的。對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,這正是計(jì)算機(jī)的長處。因此,要對(duì)路面的技術(shù)狀況進(jìn)行科學(xué)、客觀的評(píng)價(jià),就必須使用計(jì)算機(jī)。特別是現(xiàn)代化的檢測(cè)儀器一般都提供與計(jì)算機(jī)的接口,可直接將檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),然后由計(jì)算機(jī)直接使用公路技術(shù)狀況輔助評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行處理,最后以報(bào)表、圖形的形式得到評(píng)價(jià)結(jié)果,并提出參考性的養(yǎng)護(hù)方案,包括大、中、小修計(jì)劃等。原始數(shù)據(jù)及結(jié)果都存入計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中,以進(jìn)行比較分析與統(tǒng)計(jì)之用。目前的公路技術(shù)狀況輔助評(píng)價(jià)系統(tǒng)大多都做為一個(gè)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(píng)價(jià)模 [1] [2] 下一頁 更多精品來自3edu論文 更多精品來自3edu論文型與參數(shù)來控制評(píng)價(jià)的方法。公路技術(shù)狀況輔助評(píng)價(jià)系統(tǒng)其實(shí)質(zhì)應(yīng)該是一個(gè)獨(dú)立的專家系統(tǒng)(Expert System)。該系統(tǒng)應(yīng)具有大量的路面質(zhì)量評(píng)價(jià)方面的專業(yè)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),能根據(jù)這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷,模擬人類專家的評(píng)價(jià)過程。其組成一般應(yīng)包括路面質(zhì)量評(píng)價(jià)知識(shí)庫、公路信息綜合數(shù)據(jù)庫、推理機(jī)、解釋器、與其他數(shù)據(jù)庫的接口等模塊。
6結(jié)語
信息技術(shù)將是21世紀(jì)最具生命力的技術(shù),它所涵蓋的領(lǐng)域越來越廣,新的信息技術(shù)層出不窮。信息技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)管理工作中具有廣闊的應(yīng)用前景,所涉及的專題眾多,并不是一篇文章所能全面論述的,本文選這4個(gè)方面進(jìn)行介紹,算是拋磚引玉吧。由于作者水平有限,錯(cuò)誤或不妥之處在所難免,懇請(qǐng)各位專家和讀者指正。
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