GIS在既有铁路中的研究与应用

2006年12月铁道工程学报增刊J O U R N A L O F R A I L W A Y E N G I N E E R I N G SO C I ET Y D ecem ber2006Su ppl e m e n t文章编号：1006—2106(2006)增刊一0135—05G I S在既有铁路中的研究与应用+张金龙刘艳芳“(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京100020)提要：本文对G I S在既有铁路进行的研究与应用情况进行了综述，对工务管理、铁路用地管理、勘察设计、抢险救灾及工程地质等主要方面G I S应用研究分别进行了阐述。

关键词：铁路；G I S；工务管理；铁路用地；勘察设计；抢险救灾中图分类号：U212文献标识码：AR es ear ch and A ppl i ca t i on of G I S i n E xi s t i ng R ai l w aysZ H A N G J i n—l ong，L I U Y a n—f ang(E ngi neer i ng D e si gn&C onsul t ant G r oup C o．1t d of C hi na R ail w ay，B ei j ing100020，C hi na)A bs t r act：Thi s paper s um m ar i z es t he r es ear ch and ap pl i cat i o n of G I S i n exi st i ng r ai l w ay s，and al s o r es pec t i ve l y ex poun ds t he app l i cab l e r es ear ch of G I S i n t he f i el ds as m ai nt enan ce m a nagem ent，r ai l w a y l an d m anagem ent，s ur v ey and des i gn，em e r gen cy r es cue，engi neer i ng geol ogy and SO o n．K ey w or ds：r ai l w ay；G I S；m ai nt enanc e m a nagem e nt；r ai l w a y l and；s ur vey and de si gn；e m er genc y r e s cue随着我国铁路信息化建设的开展与深入，G I S技术逐渐应用到铁路各个部门。

由于G I S的空间性、图形直观性等特性，为铁路信息化建设打开了新的局面，铁路单位根据工作需要，对专项的G I S应用系统进行了研究。

早期的铁路G IS应用研究，主要是运输部门的工务设备维护管理、铁路用地管理、防洪救灾和勘察设计中一体化几方面，随着G I S技术在各行各业广泛和深入发展，空间数据交换与共享的重要性得到充分认识，提出建设铁路空间数据基础设施，G I S应用进入更高层次的发展，立项进行了铁路地理信息系统综合平台设计方案的研究。

现代多媒体、三维景观、G PS、W EB—G I S等新技术的快速发展，促使铁路G I S应用系统的研究更加广泛与深入，在新线设计、新线建设、列车定位检测、地质灾害预报等方面进行了G IS应用研究。

G IS在我国铁路中的发展，大致可分为3个应用领域：一是在勘测设计中的应用；二是在铁路运输管理中的应用；三是在铁路工程建设中的应用。

主要的研究的有：铁路地理信息系统(R G IS)总体方案设计、铁路工务综合管理信息系统、铁路用地管理信息系统、铁路勘测设计一体化智能化、铁路地质灾害信息管理与预警预报系统等，下面对铁路G IS主要应用方面的研究情况分别进行阐述。

1铁路地理信息系统(R G I S)的提出与研究铁路信息化经过数年的发展，已成功开发了一些M I S系统，并在不同程度上引入了G I S概念，“十五”期间要全面实现铁路信息化，即对现有铁路M I S进行整合。

已开发的M I S系统虽然提高了铁路信息化水平、工作效率和劳动生产力，但普遍存在一些问题：各信息系统数据存放在异域、异构的数据库中，且不同部门对同一对象有不同的命名习惯；在信息系统建设过程中，没有统一规划，给全国范围的铁路信息共享造成障碍，并且增加了重复投资及维护费用；目前国内许多铁路G I S系统设计往往只局限于某一专业领域，如设备管理、工务管理等，缺乏统一的。

收稿日期：2006一l l一02“作者简介：张金龙，1966年出生，男，高级工程师；刘艳芳，1966年出生，女，高级工程师。

136铁道工程学报2006年12月框架体系。

根据我国铁路信息化的发展进程，2001年提出了对铁路地理信息系统(R G I S)总体设计方案的研究。

该项目研究了RG I S的设计原则、目标、总体结构、共享平台、安全机制、管理体系、标准体系、实施方案以及投资方式等内容，为全路R G I S的设计、开发、建设及管理提供了统一的框架及规范建议。

研究开发了适用于R G IS 应用系统快速开发和建设的专用控件；采用X M IdG M L技术自主开发了W EB G I S软件，为铁路空间数据的共享和空间信息服务提供了统一的信息平台。

在多层服务架构的网络G IS开发、海量空间数据管理及检索、基于元数据的分布式空间数据共享、异构空间数据融合、统一数据交换与接口以及智能空间数据分析与挖掘等关键技术应用方面进行了研究，并在铁路假日运输管理和铁路行车安全预警分析等系统中得到应用。

该项目参考国内外及其它行业的相关标准规范，针对R G IS开发和建设标准化的迫切需求，研究提出了R G I S分类编码标准、数据模型标准、元数据标准以及数据交换等一系列关键标准建议。

2004年年底“铁路地理信息系统研究(R G IS)”通过了国家验收。

2铁路工务G I S的研究与应用随着我国路网干线的全面提速以及高速、重载铁路的发展，路网设备维护已成为运输生产组织、行车安全中的关键问题。

由于客车的提速和高速、重载货车的开行，导致了工务部门工作量的加大；同时由于行车密度的提高、行车间距的缩短，可用于养护维修作业时间却在不断减少，运营与维护的矛盾日益尖锐，行车安全隐患也潜在地增多；基于上述情况，许多铁路局工务部门联合科研单位、院校开始研究工务管理信息系统。

早期的工务管理信息系统是基于数据库的信息系统，近年来随着G I S在铁路中的应用发展，工务部门也利用G I S技术进行了研究与开发。

基于G I S技术开发的有：工务地理信息系统、综合图管理子系统、速度图管理子系统、管界图管理子系统、铁路警务电子网络系统等。

下面介绍几个主要的系统。

部级科研项目《铁路工务综合管理信息系统(Pw M Is)》，包括线路设备、桥隧设备、路基设备、线路秋检、桥隧秋检、路基秋检、工务调度、防洪水害、线路综合图、线路速度图、车站配线图、大桥略图绘制、钢轨伤损、采石管理等14个业务子系统，以及数据同步和系统管理2个维护子系统。

P W M IS提供了数据采集、传输、建库、查询、检索和报表等数据管理功能，满足了铁道部、铁路局、工务段等单位在线路、桥隧、路基和调度各方面的业务管理需要，提供信息汇总、报表、统计、查询、打印、图形显示和数据传输、维护功能，为铁路工务设备的修建、改造和维护工作提供及时、准确的信息。

该系统中大桥略图管理子系统、综合图管理子系统、速度图管理子系统、管界图管理子系统、工务地理信息查询系统等是基于G I S开发的应用系统。

该系统已经通过验收，并在多个铁路局应用。

中铁工程设计咨询集团有限公司(原铁道部专业设计院)开发的《工务地理信息系统》，运用G I S空间技术，可按图号、铁路线路里程查询铁路设备所在的平面图，从平面图上可查询到各铁路设备的属性信息，同时在权限许可的情况下可对这些属性信息和平面图进行修改；平面图上表达了全要素地物的图形，信息量非常的丰富，根据不同的类别地物和铁路设备分别存储在不同的图层上，用户根据自己业务需要显示查询所需的信息。

利用G IS的数据查询统计功能，可以对给定的起终里程内各设备数量进行统计，对各设备如车站、股道、道岔、水准基点、涵渠、坡度、曲线、桥梁、隧道、道口、立交等工务设备屙|生数据按给定条件进行查询，在权限许可下可编辑属性数据，可把查询的结果形成报表并打印；纵断面图、综合图的自动形成及查询编辑功能方便综合台帐的制作；系统可以使用铁路局内部的局域网及铁路内部办公网络系统发布图形数据、多媒体数据、属性数据等，用I E浏览器可浏览和查询所需的数据。

本系统2004年通过技术鉴定，已在北京铁路局、南昌铁路局和郑州铁路局推广使用。

柳州铁路局开发的《铁路警务电子网络系统》，运用G I S技术动态地反映铁路沿线概貌和公安处各辖区派出所、各大队的基本治安管理情况(辖区地图管理、台帐管理和多媒体管理等)，使辖区治安情况一目了然。

本系统内容全面、图文并茂、信息量大，电子图库可以通过网络进行远程维护。

出警时需要的相关资料如铁路沿线设施情况、地形地貌、道路走向及铁路周边村屯的情况可从系统的电子图库中查询，保障出警迅速、准确，提高公安机关和铁路有关部门快速赶赴各类突发性重大案件和事故现场的应急能力。

本项目2005年4月通过柳州铁路局科技成果鉴定。

3G I S在铁路用地管理中的应用铁道部下属路局共管辖铁路用地50公顷，铁路用地是铁路运输的基础，是一笔巨大的资产。

部领导对铁路用地的管理十分重视，提出了“明确职责、制定办法、理顺关系、严格管理、保值增值，为铁路跨越式发展服务”的要增刊张金龙刘艳芳：G I S在既有铁路中的研究与应用137求。

因此，铁路局用地管理部门利用科学技术手段，开发了铁路用地管理系统，提高铁路用地的管理水平。

1996年北京铁路局开发的《G I S铁路用地管理信息系统》项目，被铁道部科技司列为科技示范项目在全国各铁路局推广应用；哈尔滨铁路局于1996年和中铁工程设计咨询集团有限公司(原铁道部专业设计院)联合开发了铁路用地综合管理系统；2003年北京铁路局开发的《G IS铁路用地综合信息管理系统》已推广应用于北京和太原铁路局的各个单位；2004年成都铁路局土地管理办公室开发了铁路土地管理信息系统；2004年铁道部土地管理局开发了《G I S铁路用地综合信息管理系统》；2006年通过了《铁路用地管理信息系统》专项规划审查和《铁路用地管理信息系统》软件技术审查。

铁道部科技司审查通过的《铁路用地管理信息系统》是依托G I S平台的计算机网络管理信息系统，应用模式采取B／S模式和C／S模式的有机结合，提供采集、录入、转换、查询、汇总、统计、报表、传输等数据管理功能，并采用形象直观的地图展示方式，系统设计合理，软件开发规范，用户界面友好，具有较强的实用性、通用性和先进性，符合《铁路信息化总体规划》和《铁路用地管理信息系统专项规划》要求，该系统覆盖了铁道部、铁路局(区域性土地管理办公室)、站段(土地所)三级土地管理部门，涵盖了铁路用地概况、地籍、建设用地、土地利用、监察、综合管理等内容，基本满足铁路用地业务管理需要。