Материал: 2338
База данных (БД) – совокупность данных, организованных по определенным правилам, устанавливающим общие принципы и описания, хранения и манипулирования данными. Хранение данных в БД обеспечивает централизованное управление, соблюдение стандартов, безопасность и целостность данных, сокращает избыточность и устраняет противоречивость данных. БД не зависит от прикладных программ. Создание БД и обращение к ней (по запросам) осуществляются с помощью системы управления базами данных (СУБД) [4].
На разных этапах жизненного цикла дороги применяются отдельные информационные системы, но чаще всего в сочетании с другими.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) при-
званы автоматизировать различные этапы проектирования автомобильных дорог, имеют богатые средства для работы с чертежами и схемами элементов дорог, а также позволяют работать с топографическими планами в крупном масштабе. Основной целью работы БД на различных его этапах в САПР является создание проектной документации в виде чертежей, таблиц и ведомостей. Кроме того, САПР могут использоваться и на этапе строительства в основном только для документирования результатов исполнительной съемки и их передачи в ГИС и БД.
Геоинформационные системы (ГИС) предназначены для акку-
мулирования большим количеством разномасштабной картографической информации, анализа взаимосвязей объектов в пространстве, управления атрибутными характеристиками объектов на этапах проектирования сети дорог. ГИС помогают проанализировать различные варианты прохождения трасс автомобильных дорог, выступая, в первую очередь, как средство отображения тематических карт и как инструмент пространственного анализа.
При эксплуатации автомобильных дорог на первый план выходит возможность ГИС тесно работать с атрибутивной информацией, хранящейся в базах данных. ГИС позволяет быстро находить объекты на карте и получать детальную информацию по ним. С другой стороны, выполнив некоторый запрос к БД, результат можно очень наглядно представить на карте. Вышеизложенный системный подход к формированию информационной основы для управления автомобильными дорогами на всех стадиях их функционирования удовлетворяет всем современным требованиям дорожной отрасли, со-
6
ответствуя при этом возможностям современных информационных технологий.
Дорожные сети являются сложными объектами, имеющими протяженность не только в пространстве, но и во времени. Выделим основные этапы жизненного цикла дорожных сетей. Существование любой дороги обусловлено необходимостью получения услуг. Эта необходимость ставит задачу по созданию дороги определенного класса, проводятся технико-экономические изыскания. Созданию дороги предшествуют действия по изысканиям и проектированию дороги. После проектирования следует этап физического воплощения проекта – строительство. Как правило, это длительный этап, совмещенный с эксплуатацией уже построенных частей дороги.
Следующим этапом является эксплуатация, то есть процесс обслуживания дороги в соответствии с задачами по ее содержанию. В процессе эксплуатации автомобильной дороги может возникнуть необходимость в ремонте или реконструкции, в зависимости от технического состояния (рис.1.1).
Жизненный цикл автомобильной дороги (сети дорог) как объекта общего пользования состоит из процессов:
1)стратегического планирования развития сети дорог;
2)технико-экономического обоснования строительства;
3)изысканий дорог;
4)землеотвода;
5)торгов;
6)разработки инженерного проекта;
7)разработки проекта производства работ;
8)выполнения строительно-монтажных работ;
9)инженерного сопровождения;
10)оценки уровня качества СМР;
11)составления паспорта дороги;
12)мониторинга дороги в процессе эксплуатации;
13)содержания и ремонта дороги;
14)модернизации (капитальный ремонт дороги);
15)реконструкции дороги или утилизации.
7
Рис. 1.1. Жизненный цикл автомобильной дороги и место ГИС, САПР и БД на различных его этапах
Управлять потребительскими качествами во всех процессах жизненного цикла автомобильной дороги возможно при надежной организации информационных потоков, их систематизации и выработке управляющих решений. Базой, аккумулирующей информационные потоки, их систематизацию и иерархическое использование, может быть ГИС. Возможности ГИС значительно шире и многофункциональные: имеют более высокое информационное и топологическое содержание, чем автоматизированный банк данных
8
(АБДД), который ориентирован на ограниченный круг потребителей – дорожно-эксплуатационные организации.
Использование ГИС при изысканиях и проектировании автомобильных дорог наиболее эффективно по следующим причинам:
–линейному характеру транспортных сооружений;
–полноте и оперативности сбора информации (геологической, гидрологической, гидрогеологической, экологической) и возможности ее повторного использования;
–возможности оперативного решения инженерных задач;
–оперативному внесению исполнительной документации;
–мониторинго–технологическим решениям и их эффективно-
сти;
–мониторингу технического состояния дорог и показателей уровня потребительских качеств;
–прогнозированию профилактических и ремонтных мероприя-
тий;
–оперативной ликвидации дефектных мест на дороге;
–снижению аварийности на дорогах.
Впроцессе проектирования инженер-проектировщик имеет дело
синформационной моделью будущей автомобильной дороги, которая на последнем этапе проектирования (оформление проектной документации) представляется, как правило, в виде совокупности инженерных чертежей и описаний (рис. 1.2) [3, 5].
Рис. 1.2 . 3D-изображение проектируемой автомобильной дороги
9
1.2. Краткий системный анализ дорожной сети
Дорожные сети являются сложными объектами, имеющими протяженность не только в пространстве, но и во времени. Развитие дорожных сетей во времени есть жизненный цикл.
Выделим основные этапы жизненного цикла дорожных сетей. Существование любой дороги обусловлено необходимостью получения услуг. Эта необходимость ставит задачу по созданию дороги определенного класса.
Созданию дороги предшествуют действия по изысканиям и проектированию дороги. После проектирования следует этап физического воплощения проекта – строительство. Как правило, это длительный этап, совмещенный с эксплуатацией уже построенных частей дороги.
Следующим концептуальным этапом является эксплуатация, то есть процесс обслуживания дороги в соответствии с задачами по ее содержанию. В процессе эксплуатации автомобильной дороги может возникнуть необходимость в ремонте или реконструкции, в зависимости от технического состояния.
Дорожная сеть не существует сама по себе, она является следствием потребностей окружающего мира в транспортных услугах. Для целостного анализа требуется определить ближнюю и дальнюю среду, а также круг лиц, принимающих жизненные решения в дорожной сети.
Ближней средой дорожной сети являются объекты, явно взаимодействующие с сетью: транспорт, обслуживающий персонал, смежные инженерные сети и территориальные объекты, вблизи которых пролегает сеть, например, объекты гидрографии и т.п. (рис. 1.3). Дальней средой инженерной сети являются объекты, неявно или опосредованно взаимодействующие с сетью. Это органы власти той территории, на которой располагается сеть, общество, чьи потребности выполняет сеть и чей уровень жизни она должна поддерживать, природа, которая несет экологическую нагрузку от взаимодействия с сетью и культура, в рамках которой сеть выполняет утилитарную роль и является объектом ее внимания.
В процессе эксплуатации дорог перед системой управления встает целый ряд задач. Рассмотрим основные прикладные задачи, встающие при управлении (рис. 1.4).
Рассмотрим задачи инвентаризации, паспортизации и учета. Данный класс задач является базовым в управлении дорожными сетями. Обобщая различные подходы к инвентаризации, можно выделить
10