大城市公共交通空间数据模型研究

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1、中国地理信息系统协会2007“灵图杯”青年优秀论文评选征文大城市公共交通空间数据模型研究罗智丰同济大学城市规划与设计现代技术实验室，上海200092luozhifengch@163.com摘要：基于GIS的公共交通信息系统有良好的应用前景。公共交通线路处于该信息系统的主要地位，如何构建数据模型，国内外有诸多研究，但均存在不同的问题，没有现成的数据模型可供使用。本文作者通过对上海主要交通管理部门的调研，总结了公交信息管理系统的功能需求，建立高程模型概念模型，借助ArcGIS9.1平台，针对我国数据共享机制落后与基础测绘信息滞后的问题，提出了基

2、于网络分析的公共交通空间数据逻辑模型，通过网络分析构建公交路径系统和站点的线性位置信息。并引入线性参照系统实现公交实体的详细表达。建立基于ArcGIS9.1软件平台的物理模型，借助网络路径分析、线性参照系统动态分段技术，实现了公交空间数据库的建构，并对建库的技术进行了比较。初步实现了针对公共交通的查询、统计分析、数据维护、数据交换等功能。本文还介绍了存在的问题，需要继续研究的方向。关键词：公交空间数据模型；地理信息系统；网络分析；动态分段；线性参照系统0引言中国正处于快速城市化进程中，人口向大城市聚集势不可挡，由此带来的城市交通拥挤也成为普

3、遍现象。大力发展公共交通、优先发展公共交通是基本的交通政策选择，也是贯彻可持续发展战略的重要内容。公共交通体系涉及大量的空间分析和决策问题。公交基础信息系统所集成的信息大部分同地理空间位置密切相关，例如公交线路走向、人口分布、用地布局等。各项关键技术的决策过程也大多同空间地理位置密切相关。例如对于公交线路的优化布设问题，就需要考虑道路网布局、相邻线路走向、人口分布等与空间位置密切相关的信息。在常规手段支持下(譬如纸质地图)，规划者很难综合、定量地考虑各个空间因素的影响，需要引入一种能够支持空间分析决策的技术。地理信息系统（Geographi

4、cInformationSystems,GIS）技术的发展注重于空间分析和决策，因此GIS技术应用于公交成为一种必然。同时GIS技术在城市相关领域的应用，为GIS技术在公共交通系统中的应用提供了较好的数据基础。在欧美等西方发达国家，地理信息系统被广泛应用于城市交通管理机构（Pengetal.1998）。但是，传统交通规划模型很难适应以数据驱动的GIS技术（Sutton，1996），现实世界中丰富的交通要素和属性与计算机中有限的模型表达之间存在巨大的鸿沟（Miller&Shawl，2001）。在中国上海等地，也开发了一些基于GIS的应用系统，

5、发挥了一定作用，当然也存在不理想的问题，例如：（1）软件平台不统一。在上海市的一个公交管理机构中，就有3个适应不同应用需求1的系统，采用了3个相互独立的软件平台。（2）数据交换不方便。不同应用系统之间，因逻辑模型不对应，几何精度要求不一致，大都靠各自手工输入、维护数据，工作量大。（3）数据质量难保证。政府管理人员、企业经营者、市民对信息系统意见最大的是数据更新不及时，数据不准确，和现实有差距，不同系统之间信息不一致。产生上述问题的原因是多方面的，例如：（1）信息共享机制落后。市政建设、道路和地下管线维护、道路交通管理、公共交通管理、地形测绘

6、等机构之间缺乏正式、稳定、长效的信息共享机制。（2）基础测绘信息滞后。由于信息共享机制落后，而测绘部门基础信息的测量具有一定的时间跨度，现状环境的变更不能及时反映出来，造成其它部门数据更新不及时，数据不准确。（3）历史问题的遗留。新系统的开发、老系统的升级，使新老系统处于相互交替过程中，很难达到一个理想的台阶。（4）技术储备不足。国内、国际没有现成的经验，缺少一定超前量的调查、预研、征求意见等活动，当前局部问题的解决，往往引发出新的矛盾。在地理信息系统的研究中，数据建模是系统数据库建设的关键因素。数据模型是现实世界某方面信息在数据库中的抽象

7、表达，系统支持的数据模型决定了使用者可使用的分析和查询操作（Goodchild，1998）。因此，空间数据模型是信息技术在交通领域应用的基础，一个好的数据模型可以极大的提高交通网络空间数据的应用和维护的表现。公共交通系统中，常规地面公交具有投资省、灵活性大、服务范围广的优点，将长期处于主要的地位，同时也是政府机构交通管理的重点，大型交通企业业务管理的基本内容。因此，在上述背景条件下，本文作者主要从技术储备的角度，开展以常规公共交通线路为基本对象的数据模型研究，以期在公交系统信息共享落后、相关基础数据滞后的情况下对公交管理信息系统的建设提出有

8、效的解决办法，希望能为各地新系统的建设、老系统的改造提供参考。文章第二部分对城市公共交通信息技术现状研究进行回顾，提出尚待解决的问题。文章第三部分对城市公共交通管理信息的基本特征