3S技术在交通管理中的应用

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摘 要：分析了交通管理信息化和智能化的必要性、3s技术的优越性，阐述了3S技术在交通工程图文一体化信息管理、道路养护、运输与物流、交通应急中的应用，分析了应用价值和原理，提出了对应的功能分析。

关键词：3S技术；信息化；道路养护；物流；应急管理

“3S”是GPS（Global position system，全球定位系统）、RS（Remote Sensing，遥感）和GIS（Geography Information System，地理信息系统）的简称，是现代测绘技术、空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术、计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术[1]。3S技术是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段，广泛应用于国防军事、民用交通（船舶、飞机、汽车等）导航、大地测量、土地利用调查、精准农业、国土资源勘查、工程建设、规划与应急决策等领域。

为了服务经济建设、方便人们交通出行，现代交通工程错综复杂，空间上分布广泛，难于管理，在交通工程的维护管理、安全运营、应急处理上，其空间分布的复杂性使得各项管理显得尤为棘手。基于3S的空间信息化管理技术已经运用于各行各业，并取得非常好的效果，例如：基于3S技术的智慧城市管理、林业管理、公安管理、物流管理等等。交通实体的分布和交通行为的发生，都与空间位置有关，3S技术正是解决这类问题的最佳手段，所以，基于3S技术的空间信息化管理技术在现代交通管理中有广阔的应用前景。

一、3S技术应用于交通工程图文一体化信息管理

从交通行业信息化发展的趋势来看，全国各省的交通信息化建设以整合规划为指导，围绕交通运输部对规划的交通信息化提出的“建设全国一体的交通感知网络”开展[2]，可见，交通信息化是必然的发展趋势。

3S技术具有空间定位、制图、空间查询和分析的的功能，能有效管理与地理位置有关的各种信息，所以，将交通工程基础设施实物布局，例如车站、交通线路等，以及交通附属，例如路灯、井盖、排水沟、服务区、加油站等，还有治安管理监控摄像头、交通管理监控摄像头、公交站点、售票点等POI（兴趣点），结合行政区划、居民区等重要设施，全部进行地图数字化、建立数据库，实现“一张图”，进行空间信息、常规属性一体化信息管理，互联网+时代，还可以实现移动互联网管理。3S图文一体化管理的最大特点在于生动形象、方便快捷，不但可以实现基本的图文互查，也可以缓冲区查询、网络分析等，一方面给交通专家、管理者管理数据、制定决策提供极大帮助，另一方面，给广大用户提供了很好的用户体验，带来人性化、智能化服务。基于3S技术的交通信息系统的设计与应用有利于优化城市交通系统，帮助实现信息化、智能化。交通参与者需要有足够准确、及时的交通信息作指导，这也是3S技术应用与交通信息管理的重要原因之一[3]。例如：基于GIS等3S技术搭建的广州市南沙区智能交通管控平台，能较好地实现“提高管理水平、保障城市畅通、改善交通秩序、提升服务水平”的目标[4]。

二、3S技术应用于公路、铁路养护管理

3S数据具有高精度地图位置数据精度、高精度数据库属性精度、逻辑一致性、完备性、现势性等特性，能够精确、完整、及时地体现线路中出现的各种病害及其严重程度，并将其分类管理。其中，遥感影像的原理可对大面积的公路、铁路泥石流、塌方等病害进行成图，给野外调查人员提供依据，使用高清的无人机航拍遥感，甚至可以第一时间发现线路的裂缝、渗水等病害，大大减少人工巡查的难度和危险性。GPS技术可以在最短时间内对线路病害的具置进行里程桩号定位，测出病害的准确位置、规模大小。利用遥感技术还可以保证高速公路隔离带及两旁不同种类绿地分布比例的合理性，改善沿途风景，缓解司机的视觉疲劳[5]，提高高速公路的行驶安全性。总之，3S技术在交通线路养护管理方面，克服了传统道路养护工作中的养护信息繁杂、管理效率低下等问题，有利于交通线路养护工作中病害的及时采集、高效处理、针对性制定养护计划、实现交通线路的科学养护管理，为养护部门提供及时、准确的决策辅助信息[6]。

三、3S技术应用于交通运输及物流管理

据中国仓储协会的调查报告显示，我国车辆运营的空载率高达45%左右，究其原因，一方面物流及运输企业，无法准确知道运行车辆的具置，不能为其组织货源和灵活配货；二是司机只凭经验确定运输路线，很难找到最佳路径，延误时间而且增加成本；三是客户不能及时了解货物配送过程的情况，不能和物流运输企业协调配合[7]，3S技术则可以迎刃而解。

利用交通地理信息系统数据库，为管理部门或用户提供各种查询和分析方法，例如基本的站点、车次查询，客流密度、交通堵塞等专题查询，为铁路、公路等客运主管部门分析客流情况、制定行车计划等提供科学依据[8]，例如：“陕西省3S系统”可以为货运公司、物流企业、长途运输公司、出租车汽车公司、汽车租赁公司、邮政运输公司、保险公司（汽车贷款）等交通运输企业，实现“千里眼监控，零距离调度”[9]。

GPS导航引导已广泛应用于私家车驾驶、客运驾驶、物流驾驶等，可以实时定位、导航、提供最短、最优路径，随时提醒驾驶员注意险情、避开拥堵路段[8]。现代社会客运交通事故频发，客运指挥中心通过3S交通监控系统，可以实时查看客运车辆的运行状态、路径、速度，监控车辆是否偏离正常路径、是否超速、监控长途客运车辆是否执行凌晨休息遵守严禁疲劳驾驶。3S物流监控系统亦可以实时监控物流车辆的运行状态、当前定位，从而给客户一个准确的位置交代，尤其是3S与互联网的结合，信息共享，物流车辆的实时跟踪监控信息可以让发货方、承运方、收货方三方共享，做到信息透明化。例如：早在2008年，美国仅配送相关软件就有24种之多，但无一例外地选择了GIS及其相关3S技术作为实现路线，物流管理系统从普通的信息管理系统逐渐转向综合性可视化物流信息平台[10]。3S技术要想进一步深入应用到物流中的货物定位及配送环节，还需结合现代物联网技术[11]。

四、3S技术应用于交通应急管理

现代社会交通线路里程逐年上升的同时，车流量的增长速度更是节节攀升，其中包括私家车，也包括现代物流运输车的迅猛增加，使得公路运输压力陡增，以致交通堵塞、交通安全等应急情况时有发生，而这些交通现象、交通行为经常与“在哪儿”、“多长”、“多大面积”等空间信息有关，而这些正是3S技术擅长之处。

（一）大城市的节假日出行，交通堵塞问题突出，甚至连救援通道被堵塞的情况也时有报到，交警或者救护车有时很难到达，危害十分严重，无人机航拍（也属于遥感范畴）配合3S系统，可以用于指挥疏导交通、交通执法取证。首先，为了震慑警告车主占用公共应急车道，根据历史经验，在容易发生堵车的重大节假日期间，派遣搭载有高清摄像头的无人机巡检高速公路，获取占用应急车道的照片“证据”及车牌号，保证应急通道的通常，从而保证交警可以第一时间处理堵塞及安全问题；再次，若已经发生交通堵塞，可以迅速定位堵塞路段里程，通过3S分析得到合理的出行路径方案，指引后续车辆顺利出行。有效保证了指挥调度、控制管理职能的发挥，达到了“闻警而动、快速处警”，在维护社会秩序和交通秩序，保证道路畅通方面发挥重要作用[12]。

（二）交通安全事故发生时，第一时间定位、处理很重要，3S系统可以迅速在地图上进行定位，调度附近最佳救援资源，选择最佳路线前往救援，从而尽量挽回人民的生命财产安全。第一时间制作交通应急保障电子地图，甚至依据现代三维GIS技术与虚拟现实技术的结合，制作生动形象的交通应急电子沙盘，供分析与决策使用。若是污染或含毒的其扩散气体、液体，可以调用3S中的遥感，迅速确定其面积，并根据缓冲区分析，得到可能影响的空间范围，为抢险决策提供依据。在塌方泥石流类危害中，可以通过3S系统的GPS实时变形监测子系统，提前作出科学预报，避免灾害的伤亡影响，其危害发生第一时间，也能迅速定位地点、确定塌方、泥石流的面积、土方量大小。3S系统可以帮助迅速定位，查找最佳救援路径、派遣附近最佳救援资源。

五、总结

综上所述，3S技术正是兼具空间数据和一般数据综合管理，以其强大的空间数据获取、处理、空间分析、应用为特色，所以，将其应用到现代交通信息管理中，大有用武之地，典型的功能设计如图1所示。

图1 3S交通管理平台功能设计图

交通管理的全面信息化、智能化，需要3S技术、物联网等多方面技术的协调发展， 3S技术对推进包含现代交通工程管理在内的工程信息化建设具有重大的现实事宜和深远的历史意义。

参考文献：

[1]郑耀辉.基于3S技术集成与应用[J].青海国土经略，2014，5：77-78.

[2]李亮.基于GIS的交通信息共享平台研究[D].长安大学.2013.04.

[3]刘浩，王霞文.基于GIS的交通信息系统研究[J].无线互联科技.2015，6：75.

[4]向歆夷.基于开源GIS的交通应急诱导关键技术研究[D].华南理工大学.2015.05.

[5]任京州.基于3S技术的公路交通养护管理信息的集成[J].黑龙江交通科技.2013，02：163.

[6]杨朝辉，袁苑，阮颖.基于GIS的高速公路管理平台的研究[J].工业控制计算机.2015，12：127.

[7]王静.物流信息系统中应用GPS_GIS技术研究[J].现代情报.2008，02：76-77.

[8]廖军.陕西省道路运输3S系统的开发与应用[D].长安大学.2016.01.

[9]郭建宏，欧阳钟辉.GIS技术在物流管理中的应用及研究进展[J].武汉理工大学学报信息与管理工程版.2008，12：983-984.

[10]赵丛.基于物联网与GIS的物流导航系统设计与开发[D].华北电力大学.2014.06.

[11]袁媛，赵俊刚.基于GIS交警应急指挥系统的方案研究[J].深圳职业技术学院学报.2007，02：28-29.

[12]谢强.GIS在交通应急保障系统中的应用[J].科技情报开发与经济.2011，15：143-144.