路面管理系统-5_1.ppt

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1、路面管理系统课程讲义陈忠平郑州大学环水学院郑州大学环水学院河南省道路检测工程技术研究中心河南省道路检测工程技术研究中心个人介绍%湖北孝感安陆人%环水学院95级，水工专业毕业%目前在河南省道路检测工程技术研究中心，主要从事GIS技术的应用、公路信息系统开发工作%Email:主要讲授内容1、PMS的数据库管理系统，网级、项目级路面管理系统原理，路网养护分析及路面养护决策，CPMS及CBMS（97版）软件介绍及演示；4课时2、3S技术（GIS、GPS及RS）在路面管理系统中的应用；2课时3、路面管理系统开发方法概述，包括面向对象的软件设计、开发平台及数据库平台的搭建、PMS软件系统演示（河南高速公路

2、地理信息系统等）。2课时第一讲 PMS数据库管理系统一、数据库在路面管理系统中的作用一、数据库在路面管理系统中的作用一、数据库在路面管理系统中的作用一、数据库在路面管理系统中的作用二、路网参照系统二、路网参照系统二、路网参照系统二、路网参照系统三、三、三、三、PMSPMS数据库基本编码数据库基本编码数据库基本编码数据库基本编码四、四、四、四、PMSPMS数据库分类数据库分类数据库分类数据库分类五、五、五、五、PMSPMS基本数据库基本数据库基本数据库基本数据库六、第二次全国公路路况普查数据库结构六、第二次全国公路路况普查数据库结构六、第二次全国公路路况普查数据库结构六、第二次全国公路路况普查数

3、据库结构一、数据库在路面管理系统中的作用一、数据库在路面管理系统中的作用 路面管理系统是借助于计算机技术进行路面养护评价、预测、分析和决策的计算机辅助决策系统，数据库是这一系统的基础。如下图所示，系统所需的各种路况数据以不同的方式采集后输入计算机，通过数据库加以处理和管理，为系统的网级及项目级决策提供所需要的数据。路面管理系统总体构架 从上图可以看出，数据库在路面管理系统中主要担负着如下作用：1、通过数据转换接口与数据采集设备相关联，直接接收并存储来自数据采集设备的数据；2、通过数据库管理模块接收并存储手工输入数据；3、通过数据转换接口，接收或向其它应用系统传送数据；4、存储并管理系统的模型参

4、数数据；5、为网级和项目级系统提供数据；6、通过结果输出模块输出路网基本数据信息。思考数据是路面管理系统的核心，如何对路面数据进行有效的组织？二、路网参照系统二、路网参照系统1、公路参照系统的分类 公路是路面管理系统的主要管理对象，本身具有典型的线性特征。传统的公路管理通常采用里程桩作为公路的参照系统；在软件系统设计时，随着GIS技术逐步应用于路面管理系统，大地坐标定位参照系统也被广泛的使用。参照系统参照系统里程桩定位参照系统里程桩定位参照系统大地坐标定位参照系统大地坐标定位参照系统实现方式实现方式 每一条路线具有其特定的编每一条路线具有其特定的编号及沿一定方向建立的、表示号及沿一定方向建立的

5、、表示与路线起点距离的里程桩，其与路线起点距离的里程桩，其与公路上的实际位置一一对应。与公路上的实际位置一一对应。地球表面任意一点都可用地球表面任意一点都可用三维大地坐标精确的描述。三维大地坐标精确的描述。除公路设计等特定情况，高除公路设计等特定情况，高程坐标变化微小常被省略，程坐标变化微小常被省略，一般采用二维大地坐标定位。一般采用二维大地坐标定位。优点优点简单、直观、定位方便简单、直观、定位方便1 1、定位准确且不会受路线改、定位准确且不会受路线改线影响，是一种绝对定位；线影响，是一种绝对定位；2 2、易于计算机的地图信息处、易于计算机的地图信息处理。理。缺点缺点是一种相对定位，变更困难是

6、一种相对定位，变更困难1 1、数据采集困难，精度要求、数据采集困难，精度要求高，成本高；高，成本高；2 2、与习惯的管理方式不一致。、与习惯的管理方式不一致。2、CPMS的参照系统 早期的CPMS不具备GIS功能，主要采用里程桩定位参照系统；后期随着功能的不断完善，从CPMS Vn97开始增加了GIS功能，采用两种参照系统相结合的方法作为路网参照系统，这同时也是当前的主流方法。根据实际需要，路面管理系统通常要为两种参照系统实现相互转换算法。在CPMS Vn97中，大地坐标定位参照系统主要应用于GIS空间数据的管理，里程桩定位参照系统则应用于其它属性数据库。应用里程桩定位参照系统，CPMS将路网

7、分为三个管理级别，即路线、区间及路段。1、路线：在路面管理系统中，路线指的是某一条公路在本行政区域（如省或地区）内的全部。2、区间：将路线按一定的划分原则，依不同的特性划分为若干部分，每一部分称作为一个区间。（区间的划分在后面将会详细论及）3、路段：将区间按照里程桩划分为若干个指定长度的部分，每一部分称作为一个路段。路段在路面管理中作为最小单位，记录路况的基本数据。路段的长度通常取为1000m。三、三、PMS数据库基本编码数据库基本编码 编码是数据库系统经常会用到的一种方法，主要目的是规范数据、节约存储空间及简化数据录入等。下面是一个简单的例子：姓名姓名毕业院校毕业院校张三张三郑州大学郑州大学

8、李四李四郑州大学郑州大学王五王五河南农业大学河南农业大学贝贝贝贝河南大学河南大学京京京京郑州大学郑州大学欢欢欢欢河南大学河南大学迎迎迎迎河南农业大学河南农业大学姓名姓名毕业院校毕业院校张三张三0101李四李四0101王五王五0202贝贝贝贝0303京京京京0101欢欢欢欢0303迎迎迎迎0202郑州大学郑州大学0101河南农业大学河南农业大学0202河南大学河南大学03031、政区编码及养管单位编码 政区编码 政区编码数据库涉及的内容包括政区编码、政区名称及处治价格系数。政区编码根据中华人民共和国行政区划代码（GB2260-88），组成如下：其中1-2位为省代码，3-4位为地市代码，5-6位为

9、县代码，如河南省郑州市金水区的编码为410105。养管单位编码 一般情况下，政区范围内的公路就是政区内公路养管单位管理的公路，但也有例外，如：城市环线等公路。养管单位编码构成如下：其中前6位为养管单位所在地政区编码，7-8位为养管单位分类代码，JT0022-90规定如下：代码代码单位分类单位分类代码代码单位分类单位分类1111省级公路管理局省级公路管理局2222地（市）辖公路管理处地（市）辖公路管理处1212直辖市公路管理处直辖市公路管理处2323地（市）级高速公路管理所地（市）级高速公路管理所1313省级高速公路管理局省级高速公路管理局3131县（市）级公路管理段县（市）级公路管理段1414

10、计划单列市公路管理处计划单列市公路管理处3232县（市）辖公路管理站县（市）辖公路管理站2121地市级公路管理总段地市级公路管理总段3333县（市）级高速公路管理站县（市）级高速公路管理站2、路线编码 路线是路面管理系统里程桩参照系统的第一级，包括路线编码、名称、起点、终点、长度和走向等。路线编码 路线编码由1位公路管理等级代码和3位数字组成，如下所示：其中管理登记代码见下表：管理等级代码管理等级代码意义意义管理等级代码管理等级代码意义意义GG国道国道Y Y乡乡 道道S S省道省道Z Z专用公路专用公路X X县道县道QQ其它公路其它公路 路线名称 路线名称采用路线的简称，如G030-京珠线、G

11、045-连霍线。路线起点、终点及路线长度 均采用里程桩号，以N8.3表示，整数位4位，小数位3位。路线走向 起点到终点的大致走向，取值如下表：路线走向路线走向意义意义路线走向路线走向意义意义路线走向路线走向意义意义路线走向路线走向意义意义E E东东WW西西SESE东南东南NWNW西北西北S S南南N N北北SWSW西南西南NENE东北东北3、区间编码 区间是路面管理系统里程桩参照系统的第二级。区间编码数据库包括区间编码、起止点桩号、长度、所属政区、所属养管单位及技术等级等信息。区间的划分 如下图所示，区间的划分时应考虑以下划分原则：行政区划的分界点养管单位的分界点，一般与行政区划分界点重合交通

12、量分界点，一般发生在交叉路口技术等级分界点人为分割点，因区间长度不宜超过30km并且尽可能考虑区间长度的均匀性区间的划分 区间编码 区间编码为6位字符，如下所示，前4位为路线编码，后2位为数字编号。数字编号可以不连续，同时为了使各政区同一路线的区间编码不重复，在建立路面管理系统前，应考虑对路线进行区间编码编号范围的分配。技术等级 由于技术等级是划分区间的原则，在区间内技术等级是一致的。技术等级为2字符，取值范围见下表：代码代码公路技术等级公路技术等级代码代码公路技术等级公路技术等级1010高速公路高速公路2323三级一般公路三级一般公路1111一级汽车专用公路一级汽车专用公路2424四级一般公

13、路四级一般公路1212二级汽车专用公路二级汽车专用公路9898等外公路等外公路2222二级一般公路二级一般公路9999其它公路其它公路4、路段编码 路段是里程桩参照系统的第三级，也是系统定义的最小长度单位。在路面管理系统中除了一些宏观数据如交通量、路况数据、评价分析结果等以外，都是以路段为单位进行存储和处理的。路段编码数据库主要包括路段编码、起止点桩号、长度、路面宽度、车道类型、路面等级等基本信息。路段的划分 路段的长度一般为1000m，通常以里程桩为界划分路段。当区间起点或终点桩号不为整公里时，路段长度可以不等于1000m。如下例所示：路段的划分 路段编码 路段编码为9位字符，其构成如下：其

14、前6位为路段所在区间的区间编码；7-8位为数字编号，取值为00-99；第9位为备注位，用来表示道路复线、重复桩号及多车道数据等复杂路况，取值如下表所示：代码代码含义含义N N或空白或空白正常路段正常路段S S复线复线R R重复桩号重复桩号1 1、2 2、33多车道编码多车道编码-上行上行A A、B B、C C 多车道编码多车道编码-下行下行 车道类型代码及路面等级代码 均为1位，取值如下表：代码代码车道类型车道类型1 1单车道单车道2 2双车道双车道4 4四车道四车道6 6六车道六车道9 9其它其它代码代码路面等级路面等级1 1高级路面高级路面2 2次高级路面次高级路面3 3中级路面中级路面4

15、 4低级路面低级路面9 9无路面无路面5、公路主要构造物编码 公路的主要构造物包括桥梁、涵洞、隧道及渡口等。桥梁编码 L 其中1-4位为路线编号；5-8位为桥梁编号，若桥梁为公路铁路两用桥，“L”变为“J”；9位为扩充位，未扩充前一般充“0”；后6位为行政区划代码。另外桥梁性质、桥梁类型、结构形式等国标均有规定，不一一赘述，以下同。涵洞编码 H 其中1-4位为路线编号；5-9位为涵洞编号；后6位为行政区划代码。隧道编码 U 其中1-4位为路线编号；5-8位为隧道编号；后6位为行政区划代码。渡口编码 D 其中1-4位为路线编号；5-8位为渡口编号；后6位为行政区划代码。6、面层、基层及土基结构编

16、码 在路面管理系统中，面层、基层及土基结构的编码，国标均有规定供参考。如GB920-89就规定了路面等级与面层类型编码。四、四、PMS数据库分类数据库分类 路面管理系统中的数据库，依据其在系统中的作用主要分为三类：原始数据库、中间结果库及分析结果库。原始数据库用于记录、存储系统的基本编码以及路况数据和资料；中间结果库用于存储系统运行产生的中间结果，是临时性的；分析结果库用于存储系统所产生的分析和决策结果，主要用来出报告、报表。原始数据库依其存储数据的性质分为两类：静态数据库 静态数据库数据相对稳定，一般保持不变，包括：1）路线编码、2）政区编码、3）养管单位编码、4）区间编码、5）路段编码等

17、动态数据库 动态数据库存储的数据依据路况的变化而变化，需要定期更新，包括：1）交通量数据、2）路面病害数据、3）路面平整度数据、4）路面弯沉数据、5）路面磨擦系数数据、6）处治历史数据等。三维数据库 上述动态数据库的数据是随时间变化的，比如说路面弯沉，更新数据时，一般不是直接修改原数据表，而是新建弯沉数据表，这样同一路段具有不同时间的多个弯沉数据，这样做可以记录该路段弯沉变化情况从而进行对比分析，是很有必要的。关系型数据库一般是二维的，象上面这种情况等于是给数据库加上了一个时间轴，关系数据库加上时间维，这就构成三维数据库。五、五、PMS基本数据库基本数据库 1、交通量数据库 交通量数据以区间为

18、单位存储有关交通量的数据。交通量数据可以分为两类：一类是交通量调查数据；另一类是交通量统计数据。2、路面病害数据 路面病害数据以路段为单位记录各个路段的路面破损情况，包括21种病害类型及根据病害面积和路段面积计算出的破损率等数据。3、路面平整度数据 路面平整度数据以路段为单位记录各个路段平整度的测点数据及由此计算出的累积路面平整度BI、国际平整度指数IRI等。4、路面弯沉数据库 路面弯沉数据库以路段为单位记录各个路段弯沉的测点数据及由此计算出的平均弯沉、方差及代表弯沉等数据。5、处治历史数据库 处治历史数据库以路段为单位记录各个路段的修建及处治历史数据。6、宏观数据库 宏观数据库以年度为单位记

19、录本省或本地区各个年度的宏观经济数据及公路里程数据等。7、综合数据库 综合数据库主要存储各个路段原始测试数据计算出的各种指数，如PCI和RQI等。综合数据库是一种分析结果库，主要提供数据给网级系统及项目系统进行分析处理。思考一：以上内容讲述了PMS数据库怎样组织数据！六、第二次全国公路路况普查数据结构六、第二次全国公路路况普查数据结构 2001年，交通部组织了第二次全国公路普查，涉及到的数据采集项目涉及面很全面，同时也使公路管理部门由此整理出一套比较完善的路况资料，这些资料可为我们建立路面管理系统提供很大的方便。下面是路况普查涉及到的数据采集项目，分7个采集子集，共有42张数据表：1、路线概况

20、集（16 张）路线现状技术等级车道特征用地宽度平曲线纵曲线横断面断链重复里程不纳入里程的断头路段养护范围城管路段交叉路口绿化现状GBM工程文明样板路 2、路基集（5 张）路基现状路基左防护路基右防护路基左排水路基右排水 3、路面集（6 张）路面等级路面类型路面结构路面宽度路面现状路面病害 4、主要构造物集（5 张）桥梁概况桥梁现状涵洞状况公路隧道状况公路渡口 5、沿线设施集（6 张）交通管理设施交通安全设施公路服务设施公路管理设施地下管线设施公路收费站 6、交通量集（1 张）站点交通量 7、沿线环境集（3 张）公路定位控制点沿线村镇公路沿线地形 作业题：1、简述路线、区间、路段的定义，并谈谈三者之间的关系？2、简述里程桩定位参照系统与大地坐标定位参照系统之间有何异同，二者之间如何实现互相转化？