摘要：隨著GIS技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用GIS技術(shù)解決鐵路建設(shè)工程監(jiān)理中的問題已經(jīng)有了較好的成效。制定出鐵路工程環(huán)境監(jiān)理到GIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換范圍，并得到功能上的實(shí)現(xiàn)，通過研究工程環(huán)境的規(guī)律，在系統(tǒng)中采用GIS理論與技術(shù)進(jìn)行高效的管理工作，該方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用并得到了好評(píng)。文章對GIS技術(shù)在鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：鐵路建設(shè)工程；環(huán)境監(jiān)理；管理信息；GIS技術(shù)；工程環(huán)境 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP391 文章編號(hào)：1009-2374（2016）27-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.026

隨著計(jì)算機(jī)信息科學(xué)的發(fā)展，GIS技術(shù)逐漸被應(yīng)用到各種產(chǎn)業(yè)中，這種技術(shù)為科技產(chǎn)業(yè)化帶來了強(qiáng)大的動(dòng)力，尤其是在鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理中的應(yīng)用更是為鐵路現(xiàn)代化的快速建設(shè)開拓了廣泛的發(fā)展前景。

1 GIS技術(shù)在鐵路建設(shè)工程中的運(yùn)用

鐵路交通在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活中起著重要的作用，當(dāng)今正是交通運(yùn)輸現(xiàn)代化迅猛發(fā)展的大好時(shí)機(jī)，如何讓鐵路運(yùn)輸效率和運(yùn)輸環(huán)境更加先進(jìn)、更加現(xiàn)代化，是我國政府非常重視的課題。GIS技術(shù)迎合了時(shí)代發(fā)展的趨勢，對鐵路環(huán)境監(jiān)理等領(lǐng)域的改善起到了助推的作用。

1.1 基于GIS集成技術(shù)的鐵路工程環(huán)境監(jiān)理

采用GIS技術(shù)是運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)解決問題。GIS技術(shù)通過分析先進(jìn)的信息數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)圖像的分析計(jì)算、自動(dòng)技術(shù)的處理工作、運(yùn)籌技術(shù)的運(yùn)用等作用在鐵路工程環(huán)境的監(jiān)理、管理、維護(hù)、服務(wù)中，保證了鐵路的安全運(yùn)輸質(zhì)量，特別是對環(huán)境建設(shè)的質(zhì)量保證以及能源的利用率都起了重要作用。在鐵路工程環(huán)境監(jiān)控管理中，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與處理技術(shù)，與GIS技術(shù)的聯(lián)合技術(shù)，可以檢測到鐵路環(huán)境監(jiān)管體系中的實(shí)時(shí)情況，取得最及時(shí)的監(jiān)控狀態(tài)和檢測結(jié)果。目前，國家層面對鐵路建設(shè)過程中的環(huán)保要求比較高，是鐵路建設(shè)工程前期立項(xiàng)和后期驗(yàn)收的主要指標(biāo)，為保證鐵路工程建設(shè)前后環(huán)保工作可持續(xù)推進(jìn)，在建的鐵路建設(shè)項(xiàng)目都引入了專業(yè)的環(huán)保監(jiān)理，但鐵路建設(shè)中環(huán)保監(jiān)理標(biāo)段范圍大、涉及項(xiàng)目多，如果用傳統(tǒng)的監(jiān)理手段進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)理，往往造成監(jiān)管難度大、涉及面窄的情況。但如果環(huán)保監(jiān)理引入GIS系統(tǒng)，經(jīng)過GIS技術(shù)的處理后，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸，整合了大量的信息，將鐵路建設(shè)環(huán)境的控制和管理及時(shí)傳送到監(jiān)理站，總監(jiān)理工程師和專業(yè)監(jiān)理工程師基于這些數(shù)據(jù)計(jì)算，制定出最有效的監(jiān)理方案。

在GIS與其他技術(shù)的綜合應(yīng)用下，各種先進(jìn)技術(shù)都能發(fā)揮各自的優(yōu)勢，對鐵路建設(shè)環(huán)境監(jiān)理這種綜合性系統(tǒng)性的工作提供了多種技術(shù)的支持，而且將各種功能互相結(jié)合、補(bǔ)充和完善，并對大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)搜集處理，使現(xiàn)代空間移動(dòng)信息技術(shù)的作用得到最大化發(fā)揮。

1.2 基于GIS的設(shè)備故障診斷

鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理是鐵路系統(tǒng)的重要組成部分，對于提高鐵路高效建設(shè)，保障鐵路運(yùn)輸、安全運(yùn)營都有重要意義，提高鐵路建設(shè)環(huán)境的監(jiān)理工作，就要運(yùn)用基于GIS技術(shù)的設(shè)備故障診斷功能。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，GIS系統(tǒng)利用設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)來判斷故障設(shè)備所處的空間，并根據(jù)拓?fù)鋽?shù)據(jù)來確定故障發(fā)生的具體位置，將設(shè)備性能指標(biāo)發(fā)生的變化或者故障的過程變化，通過數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送到檢測系統(tǒng)，由專家來判斷故障發(fā)生的原因，并進(jìn)一步研究診斷方法和去除故障的方法。將GIS與檢測設(shè)備、檢測系統(tǒng)結(jié)合起來建立的管理方式，可以診斷故障發(fā)生的方位和具體位置，還可以向?qū)＜医ㄗh排除故障的手段和方式。

1.3 基于GIS集成技術(shù)的環(huán)境監(jiān)控

GIS技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合，形成了新一代鐵路智能化交通系統(tǒng)，采用現(xiàn)代高新技術(shù)解決了鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理的問題、改善了環(huán)境監(jiān)控的問題。GIS技術(shù)了解系統(tǒng)對于信息和數(shù)據(jù)的需求，使系統(tǒng)與技術(shù)的關(guān)系達(dá)到最優(yōu)化，將系統(tǒng)放在技術(shù)管理、資源分布、數(shù)據(jù)流向下分析，使用GIS技術(shù)讓系統(tǒng)能夠?yàn)楣芾碚咛峁└又苯雍蜏?zhǔn)確的決策依據(jù)。

2 系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)

2.1 技術(shù)分析

GIS的模型存在疊加分析、緩沖區(qū)分析等大量屬性數(shù)據(jù)不能提供有效決策的局限，由于其特有的問題，如需要二次開發(fā)等，所以當(dāng)決策者需要提供數(shù)據(jù)和背景資料時(shí)，GIS技術(shù)可以選用備選的方案對之進(jìn)行評(píng)價(jià)后，經(jīng)過分析、判斷再提供給決策者，而且還能幫助決策者處理空間難以處理的數(shù)據(jù)，因此充分利用GIS技術(shù)，結(jié)合其他技術(shù)的優(yōu)勢，對研究和開發(fā)鐵路建設(shè)環(huán)境監(jiān)理的應(yīng)用、為監(jiān)理人員提供支持都是大有裨益的。

2.2 需求分析

GIS技術(shù)可以儲(chǔ)存鐵路建設(shè)環(huán)境監(jiān)理中出現(xiàn)的污染源、環(huán)境敏感點(diǎn)、環(huán)境檢測指標(biāo)等數(shù)據(jù)信息，能夠分層處理鐵路地理位置、鐵路環(huán)境要素、路線走向圖等。將存儲(chǔ)的信息集成，選擇判斷出有效的信息綜合到一起，供監(jiān)理人員來判斷和分析，得出鐵路周邊的風(fēng)險(xiǎn)以及環(huán)境影響、環(huán)境監(jiān)理進(jìn)度等評(píng)價(jià)等，并且可以將環(huán)境監(jiān)理工程中的信息和資料自動(dòng)進(jìn)行刪改或者存儲(chǔ)工作，運(yùn)用多媒體數(shù)據(jù)，如文本、聲音、視頻等實(shí)現(xiàn)超級(jí)鏈接、顯示與播放功能，達(dá)到直觀決策目標(biāo)。在遇到類似的鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理工作時(shí)，可以立即調(diào)取出相關(guān)資料，實(shí)現(xiàn)通用。

2.3 系統(tǒng)目標(biāo)

GIS技術(shù)為鐵路建設(shè)環(huán)境建立支持系統(tǒng)的目標(biāo)包括：能夠?yàn)闆Q策者即監(jiān)理工程人員提供準(zhǔn)確的鐵路建設(shè)施工的環(huán)境信息；能夠?qū)﹁F路施工周邊的污染敏感源頭進(jìn)行定位；能夠建立污染緩沖區(qū)，對鐵路周邊環(huán)境、風(fēng)險(xiǎn)、自然要素等綜合進(jìn)行結(jié)合和評(píng)價(jià)，能夠?yàn)楸O(jiān)理工程人員提供決策支持等。

3 基于GIS的鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理決策的總體設(shè)計(jì)

第一，總體設(shè)計(jì)是基于GIS的采用客戶與服務(wù)器的管理模式，將數(shù)據(jù)放在服務(wù)器中，通過局域網(wǎng)和應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理后與服務(wù)器聯(lián)系，是采用世界上最完備、功能最強(qiáng)大的信息處理系統(tǒng)的全新的決策總體設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒋笈康臄?shù)據(jù)進(jìn)行管理并處理。

第二，交互設(shè)計(jì)技術(shù)的好壞是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。在工程環(huán)境監(jiān)理人員與系統(tǒng)的交互過程中，監(jiān)理人員采用輸入技術(shù)來控制運(yùn)行情況，通過信息來獲得最后的結(jié)果。這個(gè)系統(tǒng)存在于每個(gè)子系統(tǒng)之中，可以提供詳盡的對話內(nèi)容，綜合考慮各種因素，而且以多媒體的方式展示各決策者，如采用對話菜單、圖片、圖像等方式與決策者交流，并且可以取舍菜單，把無用的菜單去掉，建立新的菜單并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，以備決策隨時(shí)調(diào)取。存儲(chǔ)有專門的存儲(chǔ)空間，調(diào)取時(shí)只需要輸入信息處理要求，便可調(diào)取出窗口式的數(shù)據(jù)，一般采用表格和圖像的方式顯示，這樣有利于決策者在可視化環(huán)境中做出科學(xué)的決策。

第三，基于GIS的鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理支持系統(tǒng)可以從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取鐵路工程環(huán)境檢測數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)管理上，數(shù)據(jù)信息與屬性數(shù)據(jù)信息是分開保存的，大型商用數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)管理屬性數(shù)據(jù)信息，圖形控件信息數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)信息，GIS對空間數(shù)據(jù)是采用分層的管理方式完成。為了方便決策者調(diào)取相關(guān)環(huán)境監(jiān)理數(shù)據(jù)，GIS還建立了環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫和環(huán)境保護(hù)技術(shù)數(shù)

據(jù)庫。

第四，模型庫系統(tǒng)操作是將模型庫基本功能與模型庫管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。不同系統(tǒng)的模型庫擁有不同的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，基本功能相似，但是不同應(yīng)用系統(tǒng)的模型庫，有不同的開發(fā)設(shè)計(jì)者，對各種操作進(jìn)行不同的管理，存放在不同模型數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用目標(biāo)對應(yīng)不同的設(shè)計(jì)者，如：數(shù)學(xué)模型對應(yīng)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)體系、空間分析模型對應(yīng)環(huán)境影響區(qū)域分析、數(shù)據(jù)處理模型對應(yīng)輸出報(bào)告等。

第五，圖形及報(bào)表模型是系統(tǒng)輸出的形式。模型在人機(jī)交互窗口中，按照格式要求，通過數(shù)據(jù)文件從專題書庫和臨時(shí)表中得到要求，并以空間顯示、輸出報(bào)告等形式輸出。主要功能包括：用知識(shí)、數(shù)據(jù)等方法表示模式；用數(shù)字計(jì)算程序?yàn)槟Ｐ偷木庉嬏峁┻壿嬯P(guān)系組合；與數(shù)據(jù)結(jié)合，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取數(shù)據(jù)，提供出運(yùn)算結(jié)果，供系統(tǒng)前臺(tái)分析。

第六，知識(shí)庫子系統(tǒng)的關(guān)鍵是知識(shí)的獲取、推理、管理和表示?；贕IS的鐵路工程環(huán)境監(jiān)理工作，通過設(shè)計(jì)人機(jī)交互系統(tǒng)、模型庫子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)等，把各種信息加以分析、處理、存儲(chǔ)，并通過數(shù)據(jù)與模型的動(dòng)態(tài)連接及可視化的顯示，為決策者的分析判斷提供了準(zhǔn)確的支持，對提高鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理的效率和質(zhì)量起了巨大的技術(shù)支持作用。全面詳盡地將數(shù)據(jù)以信息條、圖形化的方式存儲(chǔ)、傳輸，而且可以全面考慮綜合情況加以判斷、選擇、刪除和監(jiān)理，形成了一個(gè)龐大的完善的功能模塊，并融于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和應(yīng)用中。

4 結(jié)語

通過研究GIS技術(shù)在我國鐵路工程環(huán)境監(jiān)理工作中的運(yùn)用，可以看到GIS技術(shù)對各種信息的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和計(jì)算模型的動(dòng)態(tài)連接，為決策者提供可視化的結(jié)論等各種優(yōu)越性能。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)用優(yōu)化了鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理工作的質(zhì)量，大大提高了鐵路建設(shè)工程環(huán)境監(jiān)理工作的效率，變以往的文字表格形式為圖形報(bào)表以及實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化，加快了我國鐵路建設(shè)環(huán)境的現(xiàn)代化手段的發(fā)展進(jìn)程，對我國鐵路建設(shè)的發(fā)展起到了巨大的促進(jìn)作用。

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作者簡介：孟軍（1980-），男，甘肅民樂人，甘肅信達(dá)建設(shè)工程咨詢有限公司工程師，研究方向：工程監(jiān)理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）