公路养护中几种现代信息技术的运用与分析

公路养护中几种现代信息技术的运用与分析

古世彦

关键词：信息技术养护管理应用

0引言

信息技术，主要指以电子计算机和电子通讯技术为代表的现代信息处理技术，主要内容包括信息的收集、存储、创造、分析、管理、交换等。公路，作为一个工程实体，其养护管理可以通过充分运用相应的信息处理技术极大提高运作效率和管理能力，进而提高公路行业的经济效益、社会效益和竞争能力。

1数据库技术

数据库是以一定的组织方式存储在一起的数据的集合，它能以最佳方式、最小数据重复为多种用户(或应用程序)服务，数据的存储方式独立于其他的应用程序。数据库管理系统是管理和维护数据库的软件，主要功能是维护数据库系统的正常活动，接受并回答用户提出的访问数据和各种应用请求。典型的数据库管理系统为用户提供了存取数据、报表生成和数据分析能力。数据库和数据库管理系统组成了具有高度组织、可存取大量数据的数据库系统。目前常用的关系数据库系统；大型数据库ORACLE、SYBASE、MSSQLServer、INFOMIX、IBMDB2等，中小型数据库PowerBuild、MSAccess、VisualFoxpro、Paradox等。公路工程在空间上的开放性使得养护管理所涉及的数据量庞大，因此使用数据库系统对其进行管理就显得更为迫切。

路面长期性能研究(LTPP)始于美国的"夏普(SHRP)计划"，预计20年完成，是迄今为止最大的路面性能研究计划。我国也于1998年初启动了我国的路面长期性能研究(CNLTPP)项目。该项目的基础之一即是一个大型的数据库，用来存储并管理所有通过现场检测和室内实验采集来的数据。该研究的主要目的是通过对数据库中的信息进行分析，从海量的数据中寻找影响路面长期使用性能的因素，评估现有设计标准，尝试新的设计方案。随数据的增加和分析的深化，将研究建立起路面性能与设计、材料、结构、养护、交通量、环境和地理位置之间的关系。路面管理信息系统的发展趋势，其一是与GIS技术相结合。其二是从数据库向数据仓库方面发展，利用数据刀片、信息发掘等技术从数据仓库中得到公路养护管理诸多因素间比较隐蔽的联系，以指导工程实际。其三是与面向对象(CO)技术结合，提高了数据和软件系统的重复利用率，实现了系统的构件式开发。其四是多媒体技术的深入应用，可以处理文字、表格、图形、图象、声音、视频等丰富多彩的信息形式。

2图形处理技术

我国在计算机图形处理方面的研究始于60年代后期，经过这些年的发展，已取得了长足的进步，成为当代几乎所有科学和工程技术领域用来加强信息理解和传递的技术和工具。计算机图形处理技术主要研究使用计算机生成图形和图象的技术，它在公路养护管理方面的应用主要集中在信息系统领域，最具代表性的技术当是可视化技术和GIS(地理信息系统)技术。

可视化技术，主要指科学计算可视化技术，是80年代末提出并发展起来的一种崭新的信息处理技术。它将科学计算及工程设计或测量产生的大规模数据转换成计算机图形、图象信息，进行静态或动态显示，以便直观、及时、正确地理解和把握这些抽象数据所反应的内容及其所蕴涵的规律和结果。在公路的养护管理中，可视化技术可用于处理路面的检测数据。使用落锤式弯沉仪(FWD)、探地雷达、平整度仪等现代化仪器对路面进行动态检测，所得到的数据量是很庞大的，处理这些数据的有效手段之一即是采用可视化技术，将检测数据转换成二维或三维的计算机图形，由此为评价路面质量提供直观、有效的手段，使技术人员可从总体上把握这些数据，以得到科学的评价结果。

3网络技术

90年代以来，发展最快的信息处理技术即是网络技术，尤其是Internet的迅速普及，使计算机网络延伸到了社会的每个角落。Internet的迅猛发展，给各行各业都提出了挑战，也提供了发展的契机。公路行业，作为一个开放型、基础性行业，其利用计算机网络技术的潜力是巨大的。可以说，Internet是建立在高度灵活的通信技术之上的全球数字化信息库，它提供了用以创建、浏览、访问、搜索、阅读和交流信息的多种服务，诸如电子邮件、WWW浏览、新闻讨论组、电子布告板、FTP服务等，都已得到广泛的应用。利用计算机网络的主要目的是实现信息资源的共享和跨地域的信息交流，它也是办公自动化的基础。全球公路交通技术交流网(WorldInterchangNetwork)是国际路协于1994年为了各个国家能够共享全球公路交通的技术合作与交流而倡导组建的。它为各国尤其是发展中国家和经济转轨国家的公路专家进行信息交流提供了一种崭新的交流体系。全球公路交通技术交流网中国网是全球公路技术交流网的子网，面向中国公路交通行业，为全国公路管理、设计、科研等部门和单位及有关大专院校提供一个与世界各国交流与合作的渠道和窗口，以促进我国公路交通国际技术交流与合作的系统化和规范化。交通部和大多数省市的交通厅近期都已着手建立自己的WWW主页，部分交通厅还建立了网上交通数据库，可对外提供交通资料检索服务。

总的来看，在公路行业全面应用网络技术，尤其在利用Internet资源方面，大家已达成共识，并已着手付诸实际。

4计算机辅助评价

公路当前的技术状况是制订公路的养护管理对策和分配公路养护经费的主要依据，公路的当前技术状况如何，必须通过检测与调查得到数据，并对这些数据进行分析与评价而得到。每年通过对路面的普查与使用现代化仪器检测得到的数据量是相当庞大的。对海量的数据进行处理，这正是计算机的长处。因此，要对路面的技术状况进行科学、客观的评价，就必须使用计算机。特别是现代化的检测仪器一般都提供与计算机的接口，可直接将检测结果数据输入计算机，然后由计算机直接使用公路技术状况辅助评价系统进行处理，最后以报表、图形的形式得到评价结果，并提出参考性的养护方案，包括大、中、小修计划等。原始数据及结果都存入计算机的数据库中，以进行比较分析与统计之用。目前的公路技术状况辅助评价系统大多都做为一个模块与路面信息管理系统集成在一起，通过建立与修改评价模型与参数来控制评价的方法。公路技术状况辅助评价系统其实质应该是一个独立的专家系统(ExpertSystem)。该系统应具有大量的路面质量评价方面的专业知识与经验，能根据这些知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的评价过程。其组成一般应包括路面质量评价知识库、公路信息综合数据库、推理机、解释器、与其他数据库的接口等模块。

信息技术将是21世纪最具生命力的技术，它所涵盖的领域越来越广，新的信息技术层出不穷。信息技术在公路养护管理工作中具有广阔的应用前景，所涉及的专题众多，并不是一篇文章所能全面论述的，希望本文能起到抛砖引玉的作用，这个行业的发展还有待进一步的提高。