3S技術在交通管理中的應用

2016-01-01 00:00:00江紅兵

文化產業 2016年3期

摘要：分析了交通管理信息化和智能化的必要性、3S技術的優越性，闡述了3S技術在交通工程圖文一體化信息管理、道路養護、運輸與物流、交通應急中的應用，分析了應用價值和原理，提出了對應的功能分析。

關鍵詞：3S技術；信息化；道路養護；物流；應急管理

“3S”是GPS（Global position system，全球定位系統）、RS（Remote Sensing，遙感）和GIS（Geography Information System，地理信息系統）的簡稱，是現代測繪技術、空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術、計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術[1]。3S技術是現代社會持續發展、資源合理規劃利用、城鄉規劃與管理、自然災害動態監測與防治等的重要技術手段，廣泛應用于國防軍事、民用交通（船舶、飛機、汽車等）導航、大地測量、土地利用調查、精準農業、國土資源勘查、工程建設、規劃與應急決策等領域。

為了服務經濟建設、方便人們交通出行，現代交通工程錯綜復雜，空間上分布廣泛，難于管理，在交通工程的維護管理、安全運營、應急處理上，其空間分布的復雜性使得各項管理顯得尤為棘手?；?S的空間信息化管理技術已經運用于各行各業，并取得非常好的效果，例如：基于3S技術的智慧城市管理、林業管理、公安管理、物流管理等等。交通實體的分布和交通行為的發生，都與空間位置有關，3S技術正是解決這類問題的最佳手段，所以，基于3S技術的空間信息化管理技術在現代交通管理中有廣闊的應用前景。

一、3S技術應用于交通工程圖文一體化信息管理

從交通行業信息化發展的趨勢來看，全國各省的交通信息化建設以整合規劃為指導，圍繞交通運輸部對規劃的交通信息化提出的“建設全國一體的交通感知網絡”開展[2]，可見，交通信息化是必然的發展趨勢。

3S技術具有空間定位、制圖、空間查詢和分析的的功能，能有效管理與地理位置有關的各種信息，所以，將交通工程基礎設施實物布局，例如車站、交通線路等，以及交通附屬，例如路燈、井蓋、排水溝、服務區、加油站等，還有治安管理監控攝像頭、交通管理監控攝像頭、公交站點、售票點等POI（興趣點），結合行政區劃、居民區等重要設施，全部進行地圖數字化、建立數據庫，實現“一張圖”，進行空間信息、常規屬性一體化信息管理，互聯網+時代，還可以實現移動互聯網管理。3S圖文一體化管理的最大特點在于生動形象、方便快捷，不但可以實現基本的圖文互查，也可以緩沖區查詢、網絡分析等，一方面給交通專家、管理者管理數據、制定決策提供極大幫助，另一方面，給廣大用戶提供了很好的用戶體驗，帶來人性化、智能化服務?；?S技術的交通信息系統的設計與應用有利于優化城市交通系統，幫助實現信息化、智能化。交通參與者需要有足夠準確、及時的交通信息作指導，這也是3S技術應用與交通信息管理的重要原因之一[3]。例如：基于GIS等3S技術搭建的廣州市南沙區智能交通管控平臺，能較好地實現“提高管理水平、保障城市暢通、改善交通秩序、提升服務水平”的目標[4]。

二、3S技術應用于公路、鐵路養護管理

3S數據具有高精度地圖位置數據精度、高精度數據庫屬性精度、邏輯一致性、完備性、現勢性等特性，能夠精確、完整、及時地體現線路中出現的各種病害及其嚴重程度，并將其分類管理。其中，遙感影像的原理可對大面積的公路、鐵路泥石流、塌方等病害進行成圖，給野外調查人員提供依據，使用高清的無人機航拍遙感，甚至可以第一時間發現線路的裂縫、滲水等病害，大大減少人工巡查的難度和危險性。GPS技術可以在最短時間內對線路病害的具體位置進行里程樁號定位，測出病害的準確位置、規模大小。利用遙感技術還可以保證高速公路隔離帶及兩旁不同種類綠地分布比例的合理性，改善沿途風景，緩解司機的視覺疲勞[5]，提高高速公路的行駛安全性?？傊?S技術在交通線路養護管理方面，克服了傳統道路養護工作中的養護信息繁雜、管理效率低下等問題，有利于交通線路養護工作中病害的及時采集、高效處理、針對性制定養護計劃、實現交通線路的科學養護管理，為養護部門提供及時、準確的決策輔助信息[6]。

三、3S技術應用于交通運輸及物流管理

據中國倉儲協會的調查報告顯示，我國車輛運營的空載率高達45%左右，究其原因，一方面物流及運輸企業，無法準確知道運行車輛的具體位置，不能為其組織貨源和靈活配貨；二是司機只憑經驗確定運輸路線，很難找到最佳路徑，延誤時間而且增加成本；三是客戶不能及時了解貨物配送過程的情況，不能和物流運輸企業協調配合[7]，3S技術則可以迎刃而解。

利用交通地理信息系統數據庫，為管理部門或用戶提供各種查詢和分析方法，例如基本的站點、車次查詢，客流密度、交通堵塞等專題查詢，為鐵路、公路等客運主管部門分析客流情況、制定行車計劃等提供科學依據[8]，例如：“陜西省3S系統”可以為貨運公司、物流企業、長途運輸公司、出租車汽車公司、汽車租賃公司、郵政運輸公司、保險公司（汽車貸款）等交通運輸企業，實現“千里眼監控，零距離調度”[9]。

GPS導航引導已廣泛應用于私家車駕駛、客運駕駛、物流駕駛等，可以實時定位、導航、提供最短、最優路徑，隨時提醒駕駛員注意險情、避開擁堵路段[8]。現代社會客運交通事故頻發，客運指揮中心通過3S交通監控系統，可以實時查看客運車輛的運行狀態、路徑、速度，監控車輛是否偏離正常路徑、是否超速、監控長途客運車輛是否執行凌晨休息遵守嚴禁疲勞駕駛。3S物流監控系統亦可以實時監控物流車輛的運行狀態、當前定位，從而給客戶一個準確的位置交代，尤其是3S與互聯網的結合，信息共享，物流車輛的實時跟蹤監控信息可以讓發貨方、承運方、收貨方三方共享，做到信息透明化。例如：早在2008年，美國僅配送相關軟件就有24種之多，但無一例外地選擇了GIS及其相關3S技術作為實現路線，物流管理系統從普通的信息管理系統逐漸轉向綜合性可視化物流信息平臺[10]。3S技術要想進一步深入應用到物流中的貨物定位及配送環節，還需結合現代物聯網技術[11]。

四、3S技術應用于交通應急管理

現代社會交通線路里程逐年上升的同時，車流量的增長速度更是節節攀升，其中包括私家車，也包括現代物流運輸車的迅猛增加，使得公路運輸壓力陡增，以致交通堵塞、交通安全等應急情況時有發生，而這些交通現象、交通行為經常與“在哪兒”、“多長”、“多大面積”等空間信息有關，而這些正是3S技術擅長之處。

（一）大城市的節假日出行，交通堵塞問題突出，甚至連救援通道被堵塞的情況也時有報到，交警或者救護車有時很難到達，危害十分嚴重，無人機航拍（也屬于遙感范疇）配合3S系統，可以用于指揮疏導交通、交通執法取證。首先，為了震懾警告車主占用公共應急車道，根據歷史經驗，在容易發生堵車的重大節假日期間，派遣搭載有高清攝像頭的無人機巡檢高速公路，獲取占用應急車道的照片“證據”及車牌號，保證應急通道的通常，從而保證交警可以第一時間處理堵塞及安全問題；再次，若已經發生交通堵塞，可以迅速定位堵塞路段里程，通過3S分析得到合理的出行路徑方案，指引后續車輛順利出行。有效保證了指揮調度、控制管理職能的發揮，達到了“聞警而動、快速處警”，在維護社會秩序和交通秩序，保證道路暢通方面發揮重要作用[12]。

（二）交通安全事故發生時，第一時間定位、處理很重要，3S系統可以迅速在地圖上進行定位，調度附近最佳救援資源，選擇最佳路線前往救援，從而盡量挽回人民的生命財產安全。第一時間制作交通應急保障電子地圖，甚至依據現代三維GIS技術與虛擬現實技術的結合，制作生動形象的交通應急電子沙盤，供分析與決策使用。若是污染或含毒的其擴散氣體、液體，可以調用3S中的遙感，迅速確定其面積，并根據緩沖區分析，得到可能影響的空間范圍，為搶險決策提供依據。在塌方泥石流類危害中，可以通過3S系統的GPS實時變形監測子系統，提前作出科學預報，避免災害的傷亡影響，其危害發生第一時間，也能迅速定位地點、確定塌方、泥石流的面積、土方量大小。3S系統可以幫助迅速定位，查找最佳救援路徑、派遣附近最佳救援資源。

五、總結

綜上所述，3S技術正是兼具空間數據和一般數據綜合管理，以其強大的空間數據獲取、處理、空間分析、應用為特色，所以，將其應用到現代交通信息管理中，大有用武之地，典型的功能設計如圖1所示。

圖1 3S交通管理平臺功能設計圖

交通管理的全面信息化、智能化，需要3S技術、物聯網等多方面技術的協調發展， 3S技術對推進包含現代交通工程管理在內的工程信息化建設具有重大的現實事宜和深遠的歷史意義。

參考文獻：

[1]鄭耀輝.基于3S技術集成與應用[J].青海國土經略，2014，5：77-78.

[2]李亮.基于GIS的交通信息共享平臺研究[D].長安大學.2013.04.

[3]劉浩，王霞文.基于GIS的交通信息發布系統研究[J].無線互聯科技.2015，6：75.

[4]向歆夷.基于開源GIS的交通應急誘導關鍵技術研究[D].華南理工大學.2015.05.

[5]任京州.基于3S技術的公路交通養護管理信息的集成[J].黑龍江交通科技.2013，02：163.

[6]楊朝輝，袁苑，阮穎.基于GIS的高速公路管理平臺的研究[J].工業控制計算機.2015，12：127.

[7]王靜.物流信息系統中應用GPS_GIS技術研究[J].現代情報.2008，02：76-77.