基于GIS的交通运输规划研究

王贝贝

（宝钢工程技术集团有限公司，上海201999）

0 引言

随着城镇化发展进程的加快，现阶段我国各大小城市之间的交通运输需求越来越大，既往的交通设施已经无法完全满足民众的出行需要，交通堵塞、线路复杂等问题也成了城市发展过程中亟须解决的问题。GIS 技术是交通运输管理规划工作中的一项重要现代化技术，综合运用其对地形的感知功能、遥感测绘等功能，能够有效提升交通运输规划工作的效率与精准性。相关技术人员应加强对其功能与优势的了解，从而合理应用、充分发挥GIS 技术的价值，促进现代化城市交通运输规划工作的有效落实。

1 在交通运输规划管理中应用GIS 技术的优势

传统的数据库系统通常会利用文本数据完成对数据信息的表达，面对文本表达不周的情况，也仅是在部分段落中适当增添一定的图片、表格等，增加文本的直观性。这种数据库的确足以完成部分信息管理与规划工作的基本需求，但是对铁道运输、城市交通等与地理、空间等学科相关联的工作而言，简单的文本、图片根本无法充分展现地理关系[1]。并且，不同的系统使用者在阅读文本信息时，极易出现混淆关键信息、错误理解相关信息的情况。因此，构建、引进更为直观、明确、详尽的数据库是交通运输规划工作的当务之急。

GIS 系统具备直观的地图式数据库，且操作方便、快捷，能够极大程度地满足决策者的工作所需。其最主要的优势体现在三个方面。

第一，GIS 系统具有良好的动态化优势。利用GIS技术，相关工作者能够真正实现对固定区域交通运输的实时监督，并且可以利用相关的动态化模型对指定区域的交通运输进行有效管理，提高相关规划决策的科学性。

第二，GIS 技术具有良好的数字化优势[2]。相关工作人员可以通过构建数据库的方式，对交通规划所需的信息进行全方位的采集与整理，并且能通过对数据信息的对比、分析，总结出最优的决策方案，如图1所示的GIS 系统查询页面，能够有效满足工作人员随时调取交通线路数据信息的需求。

图1 GIS 技术交通线路查询功能

第三，GIS 系统具有良好的科学化优势。在交通规划工作中，GIS 技术能够帮助工作人员基于道路运输、行人出行等多元化的角度对交通系统进行优化。同时，可以根据指定区域的自然条件、经济发展等，制定出更具针对性的交通事故、自然灾害等评估与预警方案。GIS 技术还能够根据指定区域的实际交通情况进行车流量的疏导，进而更好地达到保证交通秩序、保护公共物资等目标。

2 基于GIS 的交通运输规划

2.1 解决交通运输规划既有问题

交通运输规划的本质是根据未来运输的实际需求，对现有的运输资源进行合理分配，以达成运输资源的最佳配置以及高效利用，最终实现居民出行的安全性与经济性[3]。并在此基础上确保规划区域的生态自然环境不会受到破坏与污染，基于此，现阶段交通运输规划工作的重心是解决两方面的既有问题。其一，以往的规划工作并不具备前瞻性与长远性；其二，各地交通规划或多或少存在资源分配不均、空间位置配置不合理的情况。运输需求、运输资源等都不应该具有较强的空间特性与社会属性，也不宜集中或完全均衡地分布在固定的空间区域，而是应该根据不同区域的实际需求进行多元化的分配。此类工作需要涉及大量的空间数据、属性数据及其他数据信息，如果仅凭借人工手段，不仅无法完成对相关数据的高效处理，同时可能造成工作人员压力过大以及规划单位人力成本支出过多的问题。由此，需要借助GIS 系统强大的综合数据处理功能，简化运输规划工作的同时，提高交通运输规划方案的科学性与高效性。

2.2 GIS 交通运输数据库的建设

第一，需完成对地形数据、人文景观数据、自然资源数据、调查统计数据及相关交通法规数据的收集与统计。其中，地形数据与人文景观数据可以在既有的地图条例中获取。

第二，对所收集的数据进行统计与分类后，利用键盘输入、坐标定位、人工数字化处理、扫描等方式完成信息输入，并在有需要的情况下根据实际需求完成指定方式的数据输出。输出方式主要可分为硬拷贝、软拷贝及电子输出三种。为保证信息的准确性，需要对输入的数据进行例行检测、误差检测、输出/输入资料叠合对比检验等。而后针对有误差的数据进行编辑、更新与删除处理，最后将有效信息存放在绝对硬盘、云端等介质中。

第三，完成数据储存后应及时组织数据。依照固定的形式与结构完成对数据的组织，最后建立数据库。同城情况下，数据结构可分为适量结构与栅格结构两种，建立数据库模型的方式可采用层次数据模型、网络模型及关系数据模型三种。依照已经构建完成的交通运输资源数据库，对其进行查询、分析等多方面操作的性能检测，确定无误后，便可利用交通规划数据资源库开展交通规划工作[4]。

2.3 模型库的建立以及交通运输规划

模型能够集中展现GIS 系统所需要展现的所有关键因素。基于交通运输规划的实际需求，可以建立运输需求预测模型、运输空间评价模型、路径选择模型等相关模型。结合适当的规划方案、假设以及适当的数学工具，刻画变量之间的关系，建立相应的数学结构后求得对应的解，便能得到相应模型。模型库初具雏形后，可以利用资源库集成，形成完整的交通运输规划系统。在借助规划系统完成规划工作之前，需要进行如下处理。

其一，完成模型标定处理。依照数学工具求解模型参数与系数，获得准确数据后，对比模型计算的数据是否与观测现状一致。

其二，推测运输需求。利用GIS 系统中的运输需求预测模型，对指定区域交通量的产生、分布、配置及交通方式的划分进行预测。

其三，完成路网规划。创建网络分析与评价模型，对目标区域的交通网络进行全面规划，同时结合动态车流量模拟数据，测试交通网络的效率与质量，以达到最佳运输资源配置的目标。

其四，优化路径与运输方式选择。结合GIS 系统中的路径选择及物理模型，依照一定的限制条件（最短时间、最短距离、最低运费、最安全道路等），测试系统自动化路径规划性能。

其五，进行交通运输规划。结合上述内容，操作系统自动进行交通选线与交通规划方案设计。同时可以结合系统完成对数据的收集以及交通网络设备设施监督管理工作[5]。

3 GIS 在交通运输规划中的具体应用

3.1 交通预测

在日常生活中，恶劣天气、交通事故、疫病传播等情况都会对交通秩序与效率造成一定影响，因此需要利用GIS 交通规划系统对交通状况进行实时监督与预测，进而根据预测结果制定出具有针对性的解决方案。在交通道路预测环节，GIS 交通规划系统能够帮助工作人员收集、分析、整合各个路段的实际车流量信息，并依照不同的现状建立相应的模型。为相关人员直观、详细地展现指定交通路段最真实的情况后，由工作人员探寻模型中显现的安全隐患及交通问题，而后制定相应的解决措施，并应用于实际的交通规划管理中。

同时，工作人员可以结合不同预测结果中常见的事故与问题，在实际操作中对交通标志、道路规划等进行改进与优化，从根源上降低交通事故的发生概率，保证民众的出行安全[6]。

3.2 设施设备管理

在GIS 系统中调取目标区域交通网络、设施设备等历史数据与实时数据，而后结合该路段的实际需求，充分分析设施设备方面的不足。将改进方案输入路网模型，观测模拟情况，针对安全隐患及实际问题进行改进，确定无误后便可对目标路段开展设施设备方面的优化与整改。工作人员也可以通过开设官网意见箱的方式收集不同区域居民对不同路段设施设备的优化意见，进而对其中具有价值的内容进行模拟测试，确定无误后投入整改。需要注意是，相关工作人员在开展交通运输规划工作的过程中不应过于依赖于GIS 技术所提供的数据参考，而是要多结合道路的真实需求与道路使用者的真实意见，有针对性地进行规划与调整。

3.3 道路设计规划

在传统的道路设计工作中，工作量较大，且其工作开展不高效，无法满足民众现阶段及未来的实际交通需求。而GIS 技术不仅能够帮助工作人员更快、更高质地制定规划方案，同时能够对方案中的任意细节进行反复推敲，从而提高规划方案的科学性。例如，可以结合GIS 动态模拟技术及虚拟现实技术的优势，对道路设计方案的实践效果进行模拟、预测与评估，如图2所示。

图2 GIS 交通实况模拟评估

再如，利用GIS 技术的叠置分析功能，合理规划道路的长、宽、弯曲角度等方面的数据，而后结合GIS 技术中的三维拓扑技术，制定立体化、直观的道路模型，从而帮助工作人员更好地对公交经停点、立体交叉设施建立点等进行规划与设计。需要注意的是，在GIS系统模拟出相关道路设计方案后，工作人员需要对该方案进行反复的检测与试验，并结合目标规划区域的切实需求，进一步调整方案，以最大程度地保证道路设计的实际价值，保证民众的出行安全与出行质量。

3.4 车流量引导

当发生交通事故、交通堵塞等不良情况时，执法人员需要依照标准的规范对车辆进行引导，保证在最短的时间内恢复交通秩序。GIS 技术的导航性可以帮助相关执法人员制定出更有效、更便利的疏导方案，执法人员在交通指挥中心便可对拥堵路段的车辆进行有效指导。除此之外，可以引导驾驶者将GIS 技术引入车载导航终端，GIS 技术不仅能够帮助驾驶者获取路况信息，同时能帮助其合理调整出行计划，规避拥堵路线，进而提高执法人员的管理效率、优化公共出行质量。

4 结语

随着我国经济的不断发展，近年来的车流量增加为交通运输规划与道路安全管理等相关工作带来了极大的挑战，而充分运用GIS 技术能够有效提高交通运输规划工作的合理性、精准性以及交通运输的安全性与稳定性。GIS 技术与交通运输规划工作的有机结合，不仅能够有效降低相关工作者的工作压力，也能更好地维护城市居民的生命与财产安全。相关工作者在作中应不断积累工作经验、探寻交通运输规划的优化手段，使交通运输规划工作早日实现“长治久安”。