基于GIS的交通運輸規劃研究

王貝貝

（寶鋼工程技術集團有限公司，上海201999）

0 引言

隨著城鎮化發展進程的加快，現階段我國各大小城市之間的交通運輸需求越來越大，既往的交通設施已經無法完全滿足民眾的出行需要，交通堵塞、線路復雜等問題也成了城市發展過程中亟須解決的問題。GIS 技術是交通運輸管理規劃工作中的一項重要現代化技術，綜合運用其對地形的感知功能、遙感測繪等功能，能夠有效提升交通運輸規劃工作的效率與精準性。相關技術人員應加強對其功能與優勢的了解，從而合理應用、充分發揮GIS 技術的價值，促進現代化城市交通運輸規劃工作的有效落實。

1 在交通運輸規劃管理中應用GIS 技術的優勢

傳統的數據庫系統通常會利用文本數據完成對數據信息的表達，面對文本表達不周的情況，也僅是在部分段落中適當增添一定的圖片、表格等，增加文本的直觀性。這種數據庫的確足以完成部分信息管理與規劃工作的基本需求，但是對鐵道運輸、城市交通等與地理、空間等學科相關聯的工作而言，簡單的文本、圖片根本無法充分展現地理關系[1]。并且，不同的系統使用者在閱讀文本信息時，極易出現混淆關鍵信息、錯誤理解相關信息的情況。因此，構建、引進更為直觀、明確、詳盡的數據庫是交通運輸規劃工作的當務之急。

GIS 系統具備直觀的地圖式數據庫，且操作方便、快捷，能夠極大程度地滿足決策者的工作所需。其最主要的優勢體現在三個方面。

第一，GIS 系統具有良好的動態化優勢。利用GIS技術，相關工作者能夠真正實現對固定區域交通運輸的實時監督，并且可以利用相關的動態化模型對指定區域的交通運輸進行有效管理，提高相關規劃決策的科學性。

第二，GIS 技術具有良好的數字化優勢[2]。相關工作人員可以通過構建數據庫的方式，對交通規劃所需的信息進行全方位的采集與整理，并且能通過對數據信息的對比、分析，總結出最優的決策方案，如圖1所示的GIS 系統查詢頁面，能夠有效滿足工作人員隨時調取交通線路數據信息的需求。

圖1 GIS 技術交通線路查詢功能

第三，GIS 系統具有良好的科學化優勢。在交通規劃工作中，GIS 技術能夠幫助工作人員基于道路運輸、行人出行等多元化的角度對交通系統進行優化。同時，可以根據指定區域的自然條件、經濟發展等，制定出更具針對性的交通事故、自然災害等評估與預警方案。GIS 技術還能夠根據指定區域的實際交通情況進行車流量的疏導，進而更好地達到保證交通秩序、保護公共物資等目標。

2 基于GIS 的交通運輸規劃

2.1 解決交通運輸規劃既有問題

交通運輸規劃的本質是根據未來運輸的實際需求，對現有的運輸資源進行合理分配，以達成運輸資源的最佳配置以及高效利用，最終實現居民出行的安全性與經濟性[3]。并在此基礎上確保規劃區域的生態自然環境不會受到破壞與污染，基于此，現階段交通運輸規劃工作的重心是解決兩方面的既有問題。其一，以往的規劃工作并不具備前瞻性與長遠性；其二，各地交通規劃或多或少存在資源分配不均、空間位置配置不合理的情況。運輸需求、運輸資源等都不應該具有較強的空間特性與社會屬性，也不宜集中或完全均衡地分布在固定的空間區域，而是應該根據不同區域的實際需求進行多元化的分配。此類工作需要涉及大量的空間數據、屬性數據及其他數據信息，如果僅憑借人工手段，不僅無法完成對相關數據的高效處理，同時可能造成工作人員壓力過大以及規劃單位人力成本支出過多的問題。由此，需要借助GIS 系統強大的綜合數據處理功能，簡化運輸規劃工作的同時，提高交通運輸規劃方案的科學性與高效性。

2.2 GIS 交通運輸數據庫的建設

第一，需完成對地形數據、人文景觀數據、自然資源數據、調查統計數據及相關交通法規數據的收集與統計。其中，地形數據與人文景觀數據可以在既有的地圖條例中獲取。

第二，對所收集的數據進行統計與分類后，利用鍵盤輸入、坐標定位、人工數字化處理、掃描等方式完成信息輸入，并在有需要的情況下根據實際需求完成指定方式的數據輸出。輸出方式主要可分為硬拷貝、軟拷貝及電子輸出三種。為保證信息的準確性，需要對輸入的數據進行例行檢測、誤差檢測、輸出/輸入資料疊合對比檢驗等。而后針對有誤差的數據進行編輯、更新與刪除處理，最后將有效信息存放在絕對硬盤、云端等介質中。

第三，完成數據儲存后應及時組織數據。依照固定的形式與結構完成對數據的組織，最后建立數據庫。同城情況下，數據結構可分為適量結構與柵格結構兩種，建立數據庫模型的方式可采用層次數據模型、網絡模型及關系數據模型三種。依照已經構建完成的交通運輸資源數據庫，對其進行查詢、分析等多方面操作的性能檢測，確定無誤后，便可利用交通規劃數據資源庫開展交通規劃工作[4]。

2.3 模型庫的建立以及交通運輸規劃

模型能夠集中展現GIS 系統所需要展現的所有關鍵因素。基于交通運輸規劃的實際需求，可以建立運輸需求預測模型、運輸空間評價模型、路徑選擇模型等相關模型。結合適當的規劃方案、假設以及適當的數學工具，刻畫變量之間的關系，建立相應的數學結構后求得對應的解，便能得到相應模型。模型庫初具雛形后，可以利用資源庫集成，形成完整的交通運輸規劃系統。在借助規劃系統完成規劃工作之前，需要進行如下處理。

其一，完成模型標定處理。依照數學工具求解模型參數與系數，獲得準確數據后，對比模型計算的數據是否與觀測現狀一致。

其二，推測運輸需求。利用GIS 系統中的運輸需求預測模型，對指定區域交通量的產生、分布、配置及交通方式的劃分進行預測。

其三，完成路網規劃。創建網絡分析與評價模型，對目標區域的交通網絡進行全面規劃，同時結合動態車流量模擬數據，測試交通網絡的效率與質量，以達到最佳運輸資源配置的目標。

其四，優化路徑與運輸方式選擇。結合GIS 系統中的路徑選擇及物理模型，依照一定的限制條件（最短時間、最短距離、最低運費、最安全道路等），測試系統自動化路徑規劃性能。

其五，進行交通運輸規劃。結合上述內容，操作系統自動進行交通選線與交通規劃方案設計。同時可以結合系統完成對數據的收集以及交通網絡設備設施監督管理工作[5]。

3 GIS 在交通運輸規劃中的具體應用

3.1 交通預測

在日常生活中，惡劣天氣、交通事故、疫病傳播等情況都會對交通秩序與效率造成一定影響，因此需要利用GIS 交通規劃系統對交通狀況進行實時監督與預測，進而根據預測結果制定出具有針對性的解決方案。在交通道路預測環節，GIS 交通規劃系統能夠幫助工作人員收集、分析、整合各個路段的實際車流量信息，并依照不同的現狀建立相應的模型。為相關人員直觀、詳細地展現指定交通路段最真實的情況后，由工作人員探尋模型中顯現的安全隱患及交通問題，而后制定相應的解決措施，并應用于實際的交通規劃管理中。

同時，工作人員可以結合不同預測結果中常見的事故與問題，在實際操作中對交通標志、道路規劃等進行改進與優化，從根源上降低交通事故的發生概率，保證民眾的出行安全[6]。

3.2 設施設備管理

在GIS 系統中調取目標區域交通網絡、設施設備等歷史數據與實時數據，而后結合該路段的實際需求，充分分析設施設備方面的不足。將改進方案輸入路網模型，觀測模擬情況，針對安全隱患及實際問題進行改進，確定無誤后便可對目標路段開展設施設備方面的優化與整改。工作人員也可以通過開設官網意見箱的方式收集不同區域居民對不同路段設施設備的優化意見，進而對其中具有價值的內容進行模擬測試，確定無誤后投入整改。需要注意是，相關工作人員在開展交通運輸規劃工作的過程中不應過于依賴于GIS 技術所提供的數據參考，而是要多結合道路的真實需求與道路使用者的真實意見，有針對性地進行規劃與調整。

3.3 道路設計規劃

在傳統的道路設計工作中，工作量較大，且其工作開展不高效，無法滿足民眾現階段及未來的實際交通需求。而GIS 技術不僅能夠幫助工作人員更快、更高質地制定規劃方案，同時能夠對方案中的任意細節進行反復推敲，從而提高規劃方案的科學性。例如，可以結合GIS 動態模擬技術及虛擬現實技術的優勢，對道路設計方案的實踐效果進行模擬、預測與評估，如圖2所示。

圖2 GIS 交通實況模擬評估

再如，利用GIS 技術的疊置分析功能，合理規劃道路的長、寬、彎曲角度等方面的數據，而后結合GIS 技術中的三維拓撲技術，制定立體化、直觀的道路模型，從而幫助工作人員更好地對公交經停點、立體交叉設施建立點等進行規劃與設計。需要注意的是，在GIS系統模擬出相關道路設計方案后，工作人員需要對該方案進行反復的檢測與試驗，并結合目標規劃區域的切實需求，進一步調整方案，以最大程度地保證道路設計的實際價值，保證民眾的出行安全與出行質量。

3.4 車流量引導

當發生交通事故、交通堵塞等不良情況時，執法人員需要依照標準的規范對車輛進行引導，保證在最短的時間內恢復交通秩序。GIS 技術的導航性可以幫助相關執法人員制定出更有效、更便利的疏導方案，執法人員在交通指揮中心便可對擁堵路段的車輛進行有效指導。除此之外，可以引導駕駛者將GIS 技術引入車載導航終端，GIS 技術不僅能夠幫助駕駛者獲取路況信息，同時能幫助其合理調整出行計劃，規避擁堵路線，進而提高執法人員的管理效率、優化公共出行質量。

4 結語

隨著我國經濟的不斷發展，近年來的車流量增加為交通運輸規劃與道路安全管理等相關工作帶來了極大的挑戰，而充分運用GIS 技術能夠有效提高交通運輸規劃工作的合理性、精準性以及交通運輸的安全性與穩定性。GIS 技術與交通運輸規劃工作的有機結合，不僅能夠有效降低相關工作者的工作壓力，也能更好地維護城市居民的生命與財產安全。相關工作者在作中應不斷積累工作經驗、探尋交通運輸規劃的優化手段，使交通運輸規劃工作早日實現“長治久安”。