GIS技术在铁路建设工程环境监理中的应用

摘要：随着GIS技术的迅猛发展，应用GIS技术解决铁路建设工程监理中的问题已经有了较好的成效。制定出铁路工程环境监理到GIS数据的转换范围，并得到功能上的实现，通过研究工程环境的规律，在系统中采用GIS理论与技术进行高效的管理工作，该方法已经广泛应用并得到了好评。文章对GIS技术在铁路建设工程环境监理中的应用进行了探讨。

关键词：铁路建设工程；环境监理；管理信息；GIS技术；工程环境 文献标识码：A

中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2016）27-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.026

随着计算机信息科学的发展，GIS技术逐渐被应用到各种产业中，这种技术为科技产业化带来了强大的动力，尤其是在铁路建设工程环境监理中的应用更是为铁路现代化的快速建设开拓了广泛的发展前景。

1 GIS技术在铁路建设工程中的运用

铁路交通在我国经济建设和人民生活中起着重要的作用，当今正是交通运输现代化迅猛发展的大好时机，如何让铁路运输效率和运输环境更加先进、更加现代化，是我国政府非常重视的课题。GIS技术迎合了时代发展的趋势，对铁路环境监理等领域的改善起到了助推的作用。

1.1 基于GIS集成技术的铁路工程环境监理

采用GIS技术是运用现代高新技术解决问题。GIS技术通过分析先进的信息数据、数据图像的分析计算、自动技术的处理工作、运筹技术的运用等作用在铁路工程环境的监理、管理、维护、服务中，保证了铁路的安全运输质量，特别是对环境建设的质量保证以及能源的利用率都起了重要作用。在铁路工程环境监控管理中，通过计算机网络与处理技术，与GIS技术的联合技术，可以检测到铁路环境监管体系中的实时情况，取得最及时的监控状态和检测结果。目前，国家层面对铁路建设过程中的环保要求比较高，是铁路建设工程前期立项和后期验收的主要指标，为保证铁路工程建设前后环保工作可持续推进，在建的铁路建设项目都引入了专业的环保监理，但铁路建设中环保监理标段范围大、涉及项目多，如果用传统的监理手段进行现场监理，往往造成监管难度大、涉及面窄的情况。但如果环保监理引入GIS系统，经过GIS技术的处理后，结合互联网技术的数据传输，整合了大量的信息，将铁路建设环境的控制和管理及时传送到监理站，总监理工程师和专业监理工程师基于这些数据计算，制定出最有效的监理方案。

在GIS与其他技术的综合应用下，各种先进技术都能发挥各自的优势，对铁路建设环境监理这种综合性系统性的工作提供了多种技术的支持，而且将各种功能互相结合、补充和完善，并对大量复杂的数据搜集处理，使现代空间移动信息技术的作用得到最大化发挥。

1.2 基于GIS的设备故障诊断

铁路建设工程环境监理是铁路系统的重要组成部分，对于提高铁路高效建设，保障铁路运输、安全运营都有重要意义，提高铁路建设环境的监理工作，就要运用基于GIS技术的设备故障诊断功能。当设备发生故障时，GIS系统利用设备发出的数据来判断故障设备所处的空间，并根据拓扑数据来确定故障发生的具体位置，将设备性能指标发生的变化或者故障的过程变化，通过数据传输发送到检测系统，由专家来判断故障发生的原因，并进一步研究诊断方法和去除故障的方法。将GIS与检测设备、检测系统结合起来建立的管理方式，可以诊断故障发生的方位和具体位置，还可以向专家建议排除故障的手段和方式。

1.3 基于GIS集成技术的环境监控

GIS技术与遥感技术相结合，形成了新一代铁路智能化交通系统，采用现代高新技术解决了铁路建设工程环境监理的问题、改善了环境监控的问题。GIS技术了解系统对于信息和数据的需求，使系统与技术的关系达到最优化，将系统放在技术管理、资源分布、数据流向下分析，使用GIS技术让系统能够为管理者提供更加直接和准确的决策依据。

2 系统研发技术

2.1 技术分析

GIS的模型存在叠加分析、缓冲区分析等大量属性数据不能提供有效决策的局限，由于其特有的问题，如需要二次开发等，所以当决策者需要提供数据和背景资料时，GIS技术可以选用备选的方案对之进行评价后，经过分析、判断再提供给决策者，而且还能帮助决策者处理空间难以处理的数据，因此充分利用GIS技术，结合其他技术的优势，对研究和开发铁路建设环境监理的应用、为监理人员提供支持都是大有裨益的。

2.2 需求分析

GIS技术可以储存铁路建设环境监理中出现的污染源、环境敏感点、环境检测指标等数据信息，能够分层处理铁路地理位置、铁路环境要素、路线走向图等。将存储的信息集成，选择判断出有效的信息综合到一起，供监理人员来判断和分析，得出铁路周边的风险以及环境影响、环境监理进度等评价等，并且可以将环境监理工程中的信息和资料自动进行删改或者存储工作，运用多媒体数据，如文本、声音、视频等实现超级链接、显示与播放功能，达到直观决策目标。在遇到类似的铁路建设工程环境监理工作时，可以立即调取出相关资料，实现通用。

2.3 系统目标

GIS技术为铁路建设环境建立支持系统的目标包括：能够为决策者即监理工程人员提供准确的铁路建设施工的环境信息；能够对铁路施工周边的污染敏感源头进行定位；能够建立污染缓冲区，对铁路周边环境、风险、自然要素等综合进行结合和评价，能够为监理工程人员提供决策支持等。

3 基于GIS的铁路建设工程环境监理决策的总体设计

第一，总体设计是基于GIS的采用客户与服务器的管理模式，将数据放在服务器中，通过局域网和应用程序将数据进行处理后与服务器联系，是采用世界上最完备、功能最强大的信息处理系统的全新的决策总体设计，能够将大批量的数据进行管理并处理。

第二，交互设计技术的好坏是整个系统的关键部分。在工程环境监理人员与系统的交互过程中，监理人员采用输入技术来控制运行情况，通过信息来获得最后的结果。这个系统存在于每个子系统之中，可以提供详尽的对话内容，综合考虑各种因素，而且以多媒体的方式展示各决策者，如采用对话菜单、图片、图像等方式与决策者交流，并且可以取舍菜单，把无用的菜单去掉，建立新的菜单并存储在数据库中，以备决策随时调取。存储有专门的存储空间，调取时只需要输入信息处理要求，便可调取出窗口式的数据，一般采用表格和图像的方式显示，这样有利于决策者在可视化环境中做出科学的决策。

第三，基于GIS的铁路建设工程环境监理支持系统可以从数据库中调取铁路工程环境检测数据。在数据管理上，数据信息与属性数据信息是分开保存的，大型商用数据库负责管理属性数据信息，图形控件信息数据库负责管理数据信息，GIS对空间数据是采用分层的管理方式完成。为了方便决策者调取相关环境监理数据，GIS还建立了环境质量评价数据库和环境保护技术数

据库。

第四，模型库系统操作是将模型库基本功能与模型库管理系统进行管理。不同系统的模型库拥有不同的存储机构，基本功能相似，但是不同应用系统的模型库，有不同的开发设计者，对各种操作进行不同的管理，存放在不同模型数据库的应用目标对应不同的设计者，如：数学模型对应环境质量评价体系、空间分析模型对应环境影响区域分析、数据处理模型对应输出报告等。

第五，图形及报表模型是系统输出的形式。模型在人机交互窗口中，按照格式要求，通过数据文件从专题书库和临时表中得到要求，并以空间显示、输出报告等形式输出。主要功能包括：用知识、数据等方法表示模式；用数字计算程序为模型的编辑提供逻辑关系组合；与数据结合，从数据库中调取数据，提供出运算结果，供系统前台分析。

第六，知识库子系统的关键是知识的获取、推理、管理和表示。基于GIS的铁路工程环境监理工作，通过设计人机交互系统、模型库子系统、数据库子系统等，把各种信息加以分析、处理、存储，并通过数据与模型的动态连接及可视化的显示，为决策者的分析判断提供了准确的支持，对提高铁路建设工程环境监理的效率和质量起了巨大的技术支持作用。全面详尽地将数据以信息条、图形化的方式存储、传输，而且可以全面考虑综合情况加以判断、选择、删除和监理，形成了一个庞大的完善的功能模块，并融于整个系统的运行和应用中。

4 结语

通过研究GIS技术在我国铁路工程环境监理工作中的运用，可以看到GIS技术对各种信息的有机结合，实现实时数据和计算模型的动态连接，为决策者提供可视化的结论等各种优越性能。该技术的实现和运用优化了铁路建设工程环境监理工作的质量，大大提高了铁路建设工程环境监理工作的效率，变以往的文字表格形式为图形报表以及实现了数据可视化，加快了我国铁路建设环境的现代化手段的发展进程，对我国铁路建设的发展起到了巨大的促进作用。

参考文献

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[2] 王俊彦.基于GIS和BIM的铁路信号设备数据管理及维 护系统研究与实现[D].兰州交通大学，2014.

[3] 李佳承，沈渭寿，林乃峰，等.基于遥感和GIS的青 藏铁路生态累积效应研究[J].生态与农村环境学报， 2013，（5）.

作者简介：孟军（1980-），男，甘肃民乐人，甘肃信达建设工程咨询有限公司工程师，研究方向：工程监理。

（责任编辑：蒋建华）