基于gis的季冻区路面管理系统的设计与实现

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1、基于GIS的季冻区路面管理系统的设计与实现第1章绪论1.1研究背景及意义自上世纪90年代以来，随着我国经济的快速发展，交通基础设施建设规模实现了快速增长，至2011年底，我国公路里程总量达到410.64万公里。目前我国已经形成了以高速公路、一级公路和二级公路为骨干道路、高速便利、互相畅通的道路网。各等级公路为人们的生活、出行以及国家的经济建设和发展带来了极大地便利。但是随着交通量的逐年增长，在车辆荷载、自然环境因素以及人为破坏等综合因素作用下，随着时间的推移，路面出现一系列的道路病害，如车辙、裂缝以及表面抗滑性能急剧降低等。这些病害最终导致道路使用年限降低，影响交通运

2、输综合效益的发挥。因此，对于公路养护管理部门来说，保持公路舒适畅通运行至关重要。当公路建设完成后，进行科学及时的养护和预防能够有效延长公路使用年限。实践告诉我们，只注重公路的建设质量而不重视养护的这一观念是不科学的。公路养护资金投入具有一定限度，所以如何将资金科学地分配到最需要维护的路段，具有重要实际意义。近年来，越来越多的关注集中到公路维修养护上。公路的建设成果越显著，之后的养护管理就越发重要。发达国家的经验教训提醒我们，大规模的公路建设之后的维护更加值得我们关注。截至2011年底，我国的公路养护里程占总里程的96.9%，为398.04万公里。图1.1为2002-2

3、011年公路里程及养护里程对应关系[1]。从图中可以明显看出，近几年需要养护的公路里程增加的速度已超过了公路建设速度。这表明，人们已经加强了对如何养护公路、如何在公路建设完成后更好保持其安全舒适地运营等问题的关注。早期已建成的高速公路，由于存在赶工期或者施工质量等问题，一些公路的养护问题已经凸显出来。随着我国公路建设的不断进行，公路的养护、维修、改建等问题更值得公路管理部门去解决。1.2国内外研究现状路面管理这个概念最早可追溯至上个世纪六十年代的加拿大。最早的路面管理系统本质上属于一个设计系统，旨在消除公路路面、线形等一些道路网建设中存在的缺陷。上世纪60年代，美国的

4、州公路与运输工协会（AASHTO）提出了各个州之间合作计划，目的是在路面设计相关领域有所突破。当时，在路面设计中引入了相关的系统分析方法，这成为道路养护管理系统研究的开端。70年代，在运筹学和系统工程学的理论支撑下，美国德克萨斯大学汉德森教授等人对路面管理系统（PavementManagementSystem，PMS）进行了研究和开发[2]。之后加拿大和美国的一些地区结合自身环境陆续地建立了相应的路面管理系统[3]。美国的路面管理系统以及相关工作得到了国家很高的重视。20世纪80年代初，在美国联邦公路管理局（FHap对其进行地图配准、矢量化，这样即可得到原始的地图数据

5、。为方便对空间数据进行有效管理，GIS软件在处理空间数据时采用分层管理，即将不同要素、不同几何形状、不同类别、不同时间段的数据等分放在不同图层。在矢量化之前应制定详细的分层方案。通过对已有数据的分析，本系统最终确定将不同的指标因子建立在不同的图层上，以便于后续的评价、统计与分析等操作。经上述分析，得到本系统能够识别并对其进行相关操作的数字化后的电子地图，如图5.1所示。图中：MainRoad_FULL为每1km一段的高速公路路段，主要用于综合指标的评价、预测和统计分析；MainRoad_RD为每20m一段的高速公路路段，主要用于车辙深度（RD）的查询、评价、统计；Ma

6、inRoad_IRI为每100m一段的高速公路路段，主要用于平整度指数（IRI）的查询、评价、统计；MainRoad_SFC为每20m一段的高速公路路段，主要用于横向力度系数（SFC）的查询、评价、统计；MainRoad_F（1，1）模型作为本文的路面使用性能进行预测模型，并编程实现了该数学算法。5、以ArcInfo为平台，以MicrosoftVisualStudio2010为开发工具，选择面向对象的C#作为可视化的开发语言，完成了基于GIS的季冻区路面管理系统的开发，实现了GIS系统的大部分功能。主要包括地图显示与操作、数据管理、数据查询、路况评价、预测、统计分析等

7、，并将开发的系统应用到工程实例之中。.....