基于GIS的城市道路掘路交通影响分析系统研究
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摘要：在我国城市建设中，最为重要的一环便是城市道路交通建设，而随着我国社会经济的不断发展，城市道路交通问题逐渐增多。建筑工程的启动，对部分道路管线的影响，道路挖掘、兴建地铁等工程均影响了正常的交通秩序。本文针对构建GIS城市道路掘路系统交通的影响系统进行分析，提出局域路网内的分配模型类型，为掘路工程的科学性和通畅性提供了可靠地技术支持。
关键词：GIS；道路交通；交通组织；掘路系统
中图分类号： U412.37文献标识码：A
前言：基于gis的城市道路掘路交通影响分析系统是将掘路交通的影响定量分析，制定合理的控制标准，使掘路工程有序进行，对城市道路掘路管理水平的提升，将城市道路交通的影响减小，为城市交通的持续性发展做出应有贡献。因此，对此内容的研究具有重要意义。
一、基于GIS的城市道路掘路交通影响分析系统的设计分析
（一）系统的整体设计
城市道路掘路交通影响分析系统中包含两个系统：信息管理系统和交通影响分析系统。前者是将信息管理作为系统核心，在数据网路的基础上应用GIS。GIS系统被称为地理信息系统，可以对地球中有关地理的所有相关数据采集，存储到GIS系统中，应用GIS系统的信息管理系统中，可以将城市道路上的掘路工程进行数据分析，信息采集、输入、修改、显示、查询等，极大的方便了城市交通掘路工程的运作[1]。后者是在信息系统将数据统计完整后，在此基础上分析掘路工程对道路交通的影响。图1是对该系统的两个子系统设计运行的分析。
图1 城市道路掘路交通影响分析系统设计图
（二）系统功能的设计
1.信息管理功能
信息管理系统需要对内容和属性进行维护，所以该系统具有信息管理的功能。信息管理是对采集后数据的一系列保护措施，包括数据的输入、修改、存储、显示等功能，并且需要图文并存的显示数据，以此才可以共同查询信息的属性和内容。
2.掘路工程交通影响分析功能
城市的局域路网中能够根据实时信息改变所处路段的路况信息，比如，所处路段中发生掘路事件时，无论掘路工程的大小，局域路网中的路况信息将会发生改变，这对周围路网会产生一定的影响。因此，掘路工程交通影响分析功能，需要对掘路事件的实时变化进行科学预测，可以基于GIS系统工程对周边的道路交通情况进行分析。
3.数据输出功能
掘路系统影响分析的结果可以以地图分级和报表的形式共同输出，系统中可以对道路、交通或其他掘路工程信息的数据进行统计，根据用户的需求输出数据。
二、掘路交通影响分析的模型技术
（一）IO矩阵反推模型
局域路网的确定是为了能够更加清楚的分辨出该地段的交通流情况，局域路网的形成是人为划线，在适当的部位划定一条边界线，将边界线以内的空间定位局域路网空间，边界线与道路相交的点定义为I（in）点和O(out)点，以此出现IO矩阵。在局域路网中IO矩阵需要保证分配率矩阵的建立，分配率矩阵的形成一种是通过交通分配模型方法，另一种是实际测量的方法。通过交通分配模型方法的精准度不高，由于交通分配过程中有多有少，并且不能根据自身意愿将出行者的路线打乱或者被选择，因此，交通分配模型方法未得到广泛应用[2]。第二种方法是一种较为精确的模型方法，由于此方法对交叉口转弯比例时间十分稳定，并且可以通过交叉口进出流量计算出转弯比例，得出的结果十分精确，以此来计算出分配率矩阵。
（二）掘路交通分配模型
掘路工程对交通的影响可以按等级分类，A级掘路和B级掘路。A级掘路是指掘路工程对周边交通的影响不大，掘路点少的掘路工程。B级掘路是指掘路工程对周边交通的影响大，掘路点多的掘路工程。
分析A级掘路交通分配模型：
A级掘路的交通分配模型建立是基于IO矩阵模型之上，IO点的设定对交通流进行了重分。A级掘路交通分配模型不需要考虑交通分配问题，通过研究证明，交通的变化十分快，有迭代的交通分配模型相比无迭代的交通分配模型更具优势。
分析B级掘路交通分配模型：
B级掘路可以看做将交通进行了重新分配。以Beckman模型为基础，将城市道路交叉口的延误情况予以检查，然后，对该模型进行五部求解，（采用Frank-Wolfe）算法：①初始化，将交通进行一次全有全无的分配，在各路段中的流量运行中得到数据；②更新抗阻，依照数据内容，将交通分配实施抗阻；③寻找重新的迭代方向，然后进行全有全无的分配，得到新路段中运行量数据。④确定新的迭代点；⑤收验结果。
三、实例分析――以上海市道路掘路应用为例
上海市道路挖掘应用了基于GIS的城市道路掘路交通影响分析系统，为缓解上海市道路交通问题、满通管理部门的需求，开发应用的此系统。
此系统的形成是在开发过程中采用了原型法与结构化系统，根据用户的基本需求建立起一个雏形系统，用户与管理者在多次试验中发现问题、修改问题，并进行互评互审，将雏形系统进一步完善，再完善各方面详细的内容，形成一个功能全、安全、稳定的分析系统。
上海市道路交通情况十分拥挤，加之掘路工程的影响，对上海市道路交通带来了强大的压力，使用道路掘路交通影响分析系统，从数据采集到分析应用都能够使掘路工程高效运行，在最短的时间内改善道路交通环境[3]。使用的该系统配备相应的计算机，在分析系统中包括两个子系统分析界面，信息管理子系统分析界面和交通影响分析子系统界面。信息管理系统界面直接展示地图，对地图可以进行查找、定位等基本操作，交通影响分析子系统界面较为复杂，可以设置属性或增减数值，可操作点很多，需要对此进一步学习。
结论：综上所述，道路掘路交通影响分析系统能够对道路交通发挥十分重要的作用，基于GIS的分析系统，信息管理系统和分析系统是两个不同的子系统，两者相结合形成的一种既直观显示又有准确数据的分析系统。本文首先针对交通影响系统中的两个子系统功能进行分析，又列举了IO矩阵和掘路交通分配两种模型，最后以上海市道路掘路交通应用此系统作为案例，对基于GIS的城市道路掘路交通影响分析系统进行了全面的分析。
参考文献：
[1]杜文焕. 基于GIS的特殊建设项目交通影响分析系统研究[D]. 西安：西安建筑科技大学,2010.
[2]王歆. 基于GIS技术的西北地区山地城市道路优化设计初探[D]. 西安：西安建筑科技大学,2013.
[3]龙婷. 基于GIS的城市物流配送路径规划系统研究[D]. 湖南：湖南大学,2013.