基于GIS的机场道面管理系统_暨育雄
基于GIS系统的城市管网综合管理系统
智能处理与应用Intelligent Processing and Application520 引言地理信息系统简称GIS，是集数据采集、加工、传输、储存、分析、查询、检索等于一体的地理信息计算机系统。
近年来，城市建设飞速发展，地下管网不断延伸，管网交错，线路复杂，如果采用传统方式获取管网的数据，将导致资料信息易重复，数据易丢失且相对分散等状况出现，给管理者带来许多不便。
为此，必须改进针对管网的传统管理方式，实现城市管网管理的规范化、科学化、自动化。
建设城市管网地理信息系统（GIS）可以大大提高企业的管理效益和生产效益，实现更科学的管理和决策，更好的服务用户，同时使企业自身得到发展[1]。
系统在现有管道和地理数据的基础上，利用GIS技术实现了针对管道的地理数据、自身属性数据、网络拓扑结构的一体化管理，为燃气管道的城市规划、设计、施工、输配调度、生产调度、设备维修、管网改造、抢险及安全用气等作业提供准确可靠的数据，形成了一套自动化、智能化的燃气管网综合管理系统[2]。
1 系统功能GIS的基础数据是燃气设施数据，所以在系统搭建前首先需要获取此类数据，若无燃气设施数据的输入，那么系统的搭建毫无意义。
搭建好平台后，数据的输入方式和一些计算机辅助设计（CAD）软件类似，输入数据的类型可以是燃气敷设方式、空间施设信息、施工单位、完工时间、施工图纸等[3-4]。
1.1 设备管理在GIS系统中，可以通过类似AUTO CAD的操作，如图层设置、更改线条颜色等定位设备的空间地理位置，并且可以显示本设备与周边参照体的相对位置，这将极大提高针对管道巡查维护、泄漏点排查的工作效率[5]。
由于管网的建设是一个庞大的工程，涉及区域广，所需施设数量多，所以针对管理者而言，固定资产的管理比较棘手。
借助功能强大的GIS系统，可以按照系统中管网的实际位置，对管段逐个进行数据分析，将得到的数据汇总建立动态数据库，便于管理者做到资产的实时管理。
场道面养护管理与改造技术交底
2.6
2.5
动力粘度（60℃）（Pa.s）
114869
4750
闪点（℃）
316
310
溶解度（三氯乙烯）（%）
99.8
99.9
密度（15℃）（g/cm3）
1.032
1.036
弹性恢复（%）
87
78
TFOT后残留物 （163℃、5h）
质量损失（%）
0.02
-0.01
针入度比（25℃，%）
AMRT材料不能在雨天或雾天施工，施工前后的路面和空气温度宜在10℃之上
自粘式聚酯玻纤布贴缝
AC-13或SMA-13填补
裂缝处治后罩面技术
裂缝处理后罩面技术
开槽后热沥青封缝
聚酯玻纤布贴缝后回填沥青混合料
裂缝处理后罩面技术
旧路拉毛
裂缝处理后罩面技术
裂缝处理后罩面技术
高粘度乳化沥青黏层油撒布
现场摊铺
裂缝处理后罩面技术
现场碾压
裂缝处理后罩面技术
开放交通后
裂缝处理后罩面技术
道面使用时间较长后出现沥青膜脱落及微小裂纹
沥青路面由于施工方面的原因，造成孔隙率较大，渗水系数达不到要求，需要采取补救措施
沥青路面经过多次修补，“补丁”过多影响了整体美观
含砂封层适用的道面状况
AC沥青混凝土道面
SMA沥青混凝土道面
SUPERPAVE沥青混凝土道面
橡胶沥青混凝土道面（ARAC）
排水性沥青混凝土道面（PA、OGFC）
材料要求
02
设备要求
03
工艺要求
AMRT技术要求
材料要求——特种改性乳化沥青
乳化沥青 (CSS-1H)
通用机场道面管理数字化研究
目前国内通用机场道面管理数字化建设还处在起步阶段，有诸多不足，主要体现在以下几个方面：1.1通用机场道面管理数字化程度不够。通用机场道面数字化管理是对通用机场道面管理工作的信息化改革，涉及的方面诸多，包括对传统纸质资料管理制度的完善、管理数据库的建立、数字化管理系统的构建等，这些工作无论是在专业人员的配置、技术要求还是在资金方面都有很大的需求。但是目前通用机场道面数字化管理没有收到足够重视，在专业人员的配置方面、技能培训方面以及资金方面都没有足够的支持，导致通用机场道面数字化管理工作发展较为缓慢。1.2通用机场道面管理人员数字化水平不足。对通用机场道面进行数字化管理的时候，要求相关人员掌握计算机操作，甚至计算机语言编程方面的内容，特别是涉及到道面损坏状况的记录、存储、计算等多种信息化处理技术，这不仅仅是掌握一些计算机技术的人员就可以胜任的。但是通用机场场道部门的工作人员在道面管理方面具有一定的专业水平，但是却不具备以上的计算机技术水平，这就为通用机场道面数字化管理带来了一定的障碍。其人员计算机技术知识的积累需要一定的基础，并且需要较长的周期。1.3通用机场道面数字化资料的法律效力问题。通用机场道面纸质档案作为最原始的资料，具有一定的凭证作用和法律效力。但是随着道面管理数字化的实现，电子资料很容易被查询和修改，修改后的数字化资料和纸质资料相比较难甄别，容易影响数字化资料的真实准确程度。1.4通用机场道面管理数字化存在安全隐患。通用机场道面数字化管理虽然有诸多明显优势，但是在以下几个方面容易存在安全隐患：一是数字化管理软件的故障，目前构建这类软件都需要使用到数据库。而数据库的稳定性在一定程度上会影响到数字化资料的安全。二是计算机硬件的故障，在日常的工作中，最常见的就是存储设备的故障，其容易造成数字化资料的丢失。三是来自网络的外部威胁，例如病毒和非法入侵。这是目前通用机场道面管理数字化实现中最大的威胁，会涉及资料的真实性、准确性以及保密性。
基于组件式GIS的机场道面管理系统研究与应用
基于组件式GIS的机场道面管理系统研究与应用
李郁
【期刊名称】《中外公路》
【年(卷),期】2008(28)4
【摘要】随着航空运输的日趋发展,机场道面所承受的荷载吨位和受荷频率不断增加,为了提高机场道面的管理和养护效率,减少机场道面养护维修成本,人们对于机场道面管理系统的开发应用也越来越重视。
利用组件式GIS辅助开发机场道面管理系统,能够较大地节省开发的费用和时间,增加软件的可视性和交互性,有效地实现对机场道面信息的管理。
该文结合正在开发的机场道面组件式GIS管理系统,介绍该组件式GIS机场道面管理系统的构件组成及应用功能。
【总页数】3页(P280-282)
【关键词】组件式GIS;机场道面管理系统;系统结构
【作者】李郁
【作者单位】湖南省机场建设管理集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】V351.11;P208
【相关文献】
1.基于组件式GIS的农民专业合作社管理系统研究 [J], 高志宏;向学成;周晓超
2.基于组件式GIS的高速公路档案管理评价系统研究 [J], 洪萍
3.基于组件式GIS的矿井设备管理信息系统研究与开发 [J], 李靖锋
4.基于组件式GIS的农业管理信息系统研究 [J], 孙云峰;韦玉春
5.基于组件式GIS的农村配电网线路管理系统研究 [J], 李素;莫倩;周建军;司慧琳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于GIS的城市交通管理信息系统设计与优化
基于GIS的城市交通管理信息系统设计与优化城市交通拥堵一直是人们在生活中面临的难题之一，如何优化城市交通系统，提高交通管理的效率已成为城市发展的重要方向之一。
在此背景下，基于地理信息系统（GIS）的城市交通管理信息系统（TMS）应运而生，为城市交通管理提供了强有力的支持。
一、GIS在TMS中的应用GIS是一种依靠地图作为基本载体，以信息技术为支撑，集地理信息采集、储存、管理、分析、处理、应用于一体的高新技术。
GIS的运用可以使TMS的信息化水平大为提升，较好地解决了数据管理、空间分析、决策支持等方面的问题。
其主要应用场景如下：1.地图制作TMS需要高质量地图支持，通过GIS可以快速制作道路、建筑物、交通流量等各种信息的数字地图，为用户提供更为准确的信息。
2.数据管理城市交通系统中的信息数据比较庞杂，如何将数据集中管理、储存和分析便成了关键。
GIS可以通过集成车辆跟踪设备、道路摄像头等设备，实现实时监控和信息收集，将数据整合成统一的数据库进行管理，为交通管理工作提供了强有力的支持。
3.可视化展示GIS可以将城市交通信息展示到地图上，以图形化方式呈现交通拥堵状况、设备监控等信息，这样人们可以通过绘制各种交通数据的地图，更加直观、形象地观察和管理交通系统。
4.空间分析GIS有强大的空间分析能力，在TMS中可以实现对交通路线、拥堵情况等进行空间分析，帮助道路设计师进行规划和改进，提高交通的运行效率。
二、TMS系统的设计与优化TMS的系统设计与优化需要考虑多方面的因素，包括系统的可扩展性、安全性、稳定性、数据分析能力等。
下面是一些可以优化TMS系统的操作：1.观察交通状况通过交通流量、运输、前方事件等数据来监测和预测交通状况，TMS可以提前发出警报和建议，以小车导航、信号灯控制等方式影响交通状况。
2.实时监控通过摄像头、传感器等设备进行实时监控，即使处于紧急状态，系统也能随时向编制公路交通管理计划的工作人员发送警报信息，让交通管理迅速展开。
基于GIS的机场道面管理系统研究
基于GIS的机场道面管理系统研究摘要：本文总结了机场道面管理系统（APMS）的概念及国内外研究现状，简要概述了地理信息系统（GIS）在机场道面管理中的应用，提出了基于GIS的机场道面管理系统的功能框架，为机场道面管理系统的开发提供了思路。
随着GIS的益处逐渐被机场意识到，一些基于GIS的附加应用逐渐被添加到APMS系统内。
而在机场道面管理系统内增加GIS模块能够更直观地显示道面的各类信息，便于决策者进行状况分析和养护决策，显著提高养护工作的效率和准确性。
关键词：机场道面管理系统；地理信息系统；机场道面引言过去我们对道面的管理是粗放型的，每隔几年进行一次承载力的测试，人工检查一下道面的表面破坏情况，这种管理方式己经远远落后于国外机场的管理水平，目前也已经不能适应我国航空事业的快速发展需要。
解决这一矛盾的惟一办法就是在道面管理上实现科学化、规范化、计算机化。
从机场道面养护管理现有的不足之处出发，结合当前数字化、信息化的时代大背景，以更加科学、经济、有效地进行机场道面管理及决策为目标，研发机场道面管理系统（APMS）有着非常积极的意义。
1 机场道面管理系统概论关于机场道面管理系统（Airport Pavement Management System，APMS）的定义，目前国际上并没有一致的解释。
2002年，上海机场和同济大学联合研发了国内第一个APMS——上海机场道面管理系统（SHAPMS），他们对机场道面管理系统的定义是：一种基于计算机技术，对道面进行科学化管理的系统，它是由许多子系统组成，采用系统化的分析方法，对所有与道面有关的信息进行收集、储存与分析，得到道面性能现状与未来发展趋势，结合道面历史信息进行决策，提供最优化的道面管理方案。
美国联邦航空管理局（FAA）认为APMS是为数据存储、道面评价、提出养护措施、养护措施优化和排序、资源分配以及道面养护和维修的费用提供一个一致、客观、系统的分析程序，它可以在量化道面信息、提供明确的养护方案建议的同时使养护维修的费用最小化。
基于GIS的航道测绘成果管理系统
４ ． ２ 数据人库。能够将 Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ数据、 栅格数据、 Ａ ｒ ｅ Ｇ Ｉ Ｓ数据以及 其他格式数据预处理后录入库 。 航道测绘成果数据编辑 、 数据备份、 数 据还原等功能。 ’ ４ ３ 数据编辑。可以对 已经 入库的数据进行编辑 、 增加、 删除等操作。 ４ ． ４ 数据查询。 通过多种快捷的属性查询和空间查询， 提高测绘成果 也可 以根据多个条件组 过上文的论述 ， 我们对测绘系统设计的原则有 了初步的认识 ， 相信根 检索效率。可以根据单个条件进行数据查询， 合查询。 据上述的原则进行 没计， 一定能够达到理想的效果。 ２ 系统 总体 框 架设 计 ４ ． ５ 数据统计。可以对 已建好 的测绘成果数据库进行各类信 息统计 ， 在进行系统总体框架的设计过程中， 除了上述要遵循的原则外 ， 统计结果各种不同的报表格式输出。 还应该充分考虑到系统建设的重点，那就是建立地理 数据库 ， 这 综上所述 ， 对航道测绘成果管理系统 已经有了初步的认识， 相信 数据库的建立能够有效的实现 息资源的共享， 提高信息的使用效 在今后的发展过程中， 这一系统的优越性将会展现得更为突出， 通过 率， 这样才能有效的促进航道测绘数据成果的系统化管理， 在统一的 Ｇ Ｉ Ｓ 技术 以及空间数据库技术的应用 ， 能够有效的促进该系统的进一 标准下， 我们能够实现测绘成果的充分利用。 在这一体系中， 主要可以 步发展 ， 系统建成后 ， 能够为我国的航道发展提供有效的保障， 作为理 分为几个重点的模块 ， 不 同模块的构造以及作用各不相同。例如登录 论 ｆ 生的基础为航道的运行 、 保养贡献—份力量。 模块的作用就是为了更加安全的保护测绘成果 ， 我们将用户 的相关信 参考 文献
式的空间数据转换为目标软件支持的中间格式 ， 通过中间格式实现数 据转换的目的。 大多数地理信 息系统软件对一般的空间数据格式都能 够较好支持 ，均可以实现 由原始数据格式到 目标软件数据格式的转 换， 但是在数据转换过程中仍然会存在一些问题。鉴于空间数据转换 方式尚未成熟， 在航道测绘成果空间数据一体化集成时 ， 采用数据转 换和直接访问相结合的方式。在空问数据转换时， 引入元数据驱动换 技术， 通过 对原 始数据 和 目标数 据 的对 照消 除 数据转换 的信息 丢失 。 设计， 这也是系统设计中最为重要的原则之一。安全 性指的是在对用 ４ 系统 实现 户的权限上要进行严格的设定 ， 保证用户的信息不受到侵害， 同时数 ４ ． １ 用户登陆。运行系统后首先弹出登陆界面 ， 需选择用户类型 ， 输 据的安全眭也是十分重要的， 这些数据成果都是为航道发展做贡献的 入用户名和密码 ， 只有相关信息完全正确方可登陆， 同时登陆相关信 重要依据 ， 如果不能对这些数据加 以保护 ， 那么将会影 响测绘系统的 息都被写入 日志， 方便 监控系统运行 情况。
基于ARCGIS的民用机场场道数字化管理
基于ARCGIS的民用机场场道数字化管理方学东;宋伟伟;郭祎飞【期刊名称】《交通企业管理》【年(卷),期】2011(026)002【总页数】3页(P55-57)【作者】方学东;宋伟伟;郭祎飞【作者单位】中国民用航空飞行学院;中国国际航空公司西南分公司【正文语种】中文机场场道是保障航空器起降、滑行和停放的地面设施，对于机场的飞行安全、航空地面安全以及机场的正常、有序、高效运行至关重要。
由于机场场道的面积巨大、工作空间分布宽阔、道面性质不规律、维修保障要求紧迫等特点，因此机场场道的管理难度较大。
国外发达国家对于机场场道管理的研究起于20世纪70年代，到90年代已具有较高的实际应用水平。
而国内机场对场道管理的研究才刚刚起步，大多数机场对场道的管理主要依赖于工程经验，通常采用调查分析的形式进行，调查结果也大多以纸质地图和文档的形式进行保存与显示，缺乏数字化和可视化的调查结果。
作为空间对象采集、存储、分析和管理的技术手段，地理信息系统（GIS）在国土管理、城市规划、资源调查和交通运输等领域得到了广泛应用。
而将GIS作为机场场道管理的技术平台，可以实现对场道的可视化管理，进而提高场道管理的技术水平。
数据的采集主要是将场道的最初设计信息、以往收集的调查资料信息及机场场道现状记录信息，通过数字化的方式全面显示整个机场场道的信息，并将数据加入到专门建立的机场场道数据库中。
充分采集机场场道各项信息之后，即可建立数据管理模型。
在数据管理模型中，将数据划分为5个层次进行管理。
第一层是静态数据，包括场道的结构特征数据、历史存储数据。
第二层是机场场道的空间特征数据，该层数据能形象化地显示整个机场场道，并与场道属性数据相对应。
第三层是机场场道的属性数据，该层数据提供场道的属性信息，并保存场道空间实体的属性信息。
第四层是动态数据，即对场道进行的定期采集和更新的性能数据。
第五层是对于机场场道的各种规范、标准数据和专家知识，该层数据统称为专家数据。
基于GIS技术的机场管理决策系统设计与实现
基于GIS技术的机场管理决策系统设计与实现随着人民生活水平的提高和旅游业的发展，机场作为交通运输的重要枢纽，已经成为现代城市重要的组成部分。
但是，机场管理在面对快速发展的航空市场时仍然面临着巨大的挑战。
解决这些挑战，提高机场的管理效率成为了机场管理部门需要紧急解决的问题。
其中，基于GIS技术的机场管理决策系统成为了一个十分重要的方向。
GIS（地理信息系统）是一种连接信息技术和地理信息的技术，作为一种以空间信息数据为基础的地图信息系统，它已经被运用到很多领域中，而且还在逐渐扩展。
基于GIS技术的机场管理决策系统也是如此。
机场管理决策系统是一个帮助管理者解决机场运营中的问题和做出合适决策的系统。
把GIS技术应用于机场管理决策系统中，则可以使得问题解决更加科学严谨。
因此，机场管理决策系统的设计与实现是十分必要的。
1.机场管理决策系统的需求分析一个优秀的机场管理决策系统应该能够及时有效地反映机场目前的运营状况，解决运车、航班和设施等方面的问题，并通过数据分析和决策支持工具促进运营效率的提高。
在设计机场管理决策系统之前，需要先了解一些重要的信息，如机场现有的设备、飞机起降的数量和时间，航班乘客的基本情况等。
在装备的方面，机场的数据库需要可以存储机场的运营数据和测量数据，可以使用传感器、GPS仪器等来定位和监控机场上各个位置的情况。
在飞机、航班和设施的方面，由于其涉及到很多的变量，如航班运营和维护成本，故难以将所有变量都考虑进来。
然而，在系统建立开始时，将一些变量固定下来，可以作为将来改进的目标。
2.基于GIS技术的机场管理决策系统的特征基于GIS技术的机场管理决策系统具有许多独特的特征。
GIS技术可以通过地图来显示机场的状态，以便管理者更好地了解机场的运营情况。
同时，机场管理决策系统的设计可以提供分析和预测机场运营的工具。
这些分析和预测工具不仅可以提前提示问题，而且可以解决问题，提高机场的运营效率。
例如，在机场管理决策系统的设计中，可以建立一个基于GIS技术的三维地图。
基于GIS的机场道面维护决策系统
基于GIS的机场道面维护决策系统
周海忠;孟祥龙
【期刊名称】《机场工程》
【年(卷),期】2013(000)003
【摘要】总结国内外机场道面维护决策系统的经验，根据机场道面维护决策和
GIS的特点，研究建立了机场道面的空间数据库和属性数据库的方法及其管理方法，介绍了系统关于GIS的主要功能。
在简单介绍了系统的开发环境及相关技术之后，本文着重对该系统主要功能（评价、预测及决策功能）的具体实现进行了研究。
【总页数】5页(P21-25)
【作者】周海忠;孟祥龙
【作者单位】中国航空港建设第八工程总队
【正文语种】中文
【中图分类】P208
【相关文献】
1.基于GIS的机场道面管理系统开发研究 [J], 苏尔好;黄崇伟;保卫国
2.基于GIS的供水爆管隐患评价及维护决策 [J], 任永昌
3.基于GIS的机场道面维护决策系统 [J], 孟祥龙;罗成立;周海忠;
4.基于历史数据矩阵的机场道面维护决策方法 [J], 陈东方; 蔡良才; 邵斌; 龙小勇;
周惠玲
5.基于组件式GIS的机场道面管理系统研究与应用 [J], 李郁
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基于GIS的机场场面路径优化算法的研究
基于GIS的机场场面路径优化算法的研究Mar.2005TransactionsofNanjingUniversityofAeronautics8LAstronauticsV o1.22No.1 RoUTEoPTIMIZINGALGoRITHMoFAIRPoRTSURFACEBASEDoNGISJIRong.HANSong—chen(CollegeofCivilAviation,NUAA,29YudaoStreet,Nanjing,210016,P.R.China) Abstract:TheGIStechniqueisusedforairportsurfacemanagementtostudytheoptimization ofairplanetaxiwayforarrivalanddepartureflights.Theshortestpathsaredesignedforjust～arrivedandready—for—departingflightsoftheairport.Additionally,whethertheflightscouldconfronteachotherhead—to—headonthetaxiwayisjudged.Inregardtotheairportssecurityandefficiency,airplanesmustcontinuouslytaxialongtheshor testrouteandthehead—to—headconfrontationshouldnotOccur.Twoschemesaredesigned:Oneistochangethetaxiingv elocityofarrivalflights,theotheristodelaythestartingtimeofdepartureflights.Thisalgorithmisappro vedbyapracti—calexample.Keywords:aviationtransportationmanagement;routeoptimizing}GIS;arrival8Ldepartur eflightsCLCnnmher:V351Documentcode:AArticleID:1005—1120(2005)01—0071—07 INTRoDUCTIoNWiththerapiddevelopmentoftheglobalavi—ationtransportationindustryandthesignificantlyincreasedamountofflights,theairportsurfacemanagementbecomesoneofthebottlenecksthat restrainedtheindustrysdevelopment.Thehis—toryhasshownmanytrafficaccidentsonair—ports,forexample:onSep.41983,theairplane Trident264fromthe6thFlightBrigadeof GuangzhouCivilAviationAdministrationcollided withanotherairplanewhenittookaturnatthe connectingtaxiwayatGuilinAirport,11diedand 22wounded,andtheairplanewasdiscarded.The significanceofairporttrafficsecurityhasbrought aboutanumberofsophisticatedsystemsforthe supervisionandmanagementofairportsurface. Nowadays,thesurfacesurveillanceradar[]and thetechnologyautomaticdependentsurveillance broadcast(ADS—B)areusedatsomeairportsin—steadoftheconventionaltowercontrolling[引. Therouteoptimizingoftheairporttaxiway isthekeyintheairportsurfacemanagement. Currentlyinthecitytraffictransportation,vehi—clerouteplanningmainlyadoptstheDijkstraal—gorithm[.]withoutconsiderationoftheproblemof vehiclescollisions.Astheaspectoftheairport surfacemanagement,H.G.Visser,etalradopt—edthemixedintegerlinearprogrammethodtoes—tablishtheflightsschedule.Firstly,itcreates theidealtaxiingroutesforallflights,thendeter—mineswhethertheflightswillconfrontoncea timeevery10s.whentheconfrontationoccurs. thetaxiingschemeshavetobeadjustedforall flights,ofwhichthealgorithmiscomplicatedincomputation.Ref.E53hasbroughtupasolution whichdeterminestheoptimalpathbetweentwo pointsstaticallyinairportsurfacemanagement, yetnoaccountwastakenofthepotentialcon—frontationwhenflightstaxi. InthispapertheGIStechnologyisappliedin themanagementofairportsurface.Bymeansof DijkstraalgorithmandtheattributedataofGIS, theshortesttaxiingrouteforairplaneissodeter—mined.Accordingtothecurrentregulationsofairtrafficcontrol[引,itsnotpermittedforairplanestotaxihead—to—head.Forthisreason.thispaper willdynamicallyjudgeonthetaxiingtimeandthe routesofarrivalanddepartureflightstodeter—minewhethertheflightsontheairportwillcon—Receiveddate:2004—08—04}revisionreceiveddate:2004—12—02E-mail:ji—rong@12672TransactionsofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV o1.22 frontwitheachother.Meanwhile,toensurethat theflightscantaxicontinuouslyandtaketheshortesttaxiingroutes,differentsolutionsare adoptedforarrivalanddepartureflightstoavoid confrontinghead—to—headintheirtaxiing. RoUTEoPTIMIZINGALGo—RITHMWhenplanningthetaxiingroutesforarrivalanddepartureflights,wemusttakeintoaccountofthesequestions:Whenwillthearrivalflightsgetintothetaxiingway?Whetherwillarrivalanddepartureflightsconfronthead——to—-headandhow tosolvewhenitoccurs?BasedonDijkstraalgo—rithm,thecorrespondingoneforoptimizing routesisgiveninthispaper.Itsflowchartis showninFig.1.Fig.1Flowchartofrouteoptimizing1.1ImplementationofDijkstraalgorithm Dijkstraalgorithmiswidelyusedbecauseof itssimpleandeasyinsearchingfortheshortest route.Thispaperusesitinselectingtheoptimal routes.WhenusingDijkstraalgorithm,theroute calculationwiththedataoftheelectronicmapis made.IntheMaplnfosystem,thespatialdataand theattributedataareseparatelystored.Theat—tributedataaresavedasasheetinthestructure ofdatabase,andthespatialdataaresavedina fileintheformatdefinedbyMaplnfoitself.Both arerelatedthroughflcertainindexingmechanism. Theroadnetworkisdenotedasarcsandnodesin theelectronicmap,withtheirattributedatade—scribedasfollows:structArcNollArcstructure{intArcNo;//ArcNo.intStart—poi—no;//Startingnode intEnd—poi—no;//EndingnodefloatLenth;//Arclength}structPoint//Nodestructure{intPointNo;//NodeNo.floatx,Y;//Geographicalcoordinates intNearArcNum;//humbleofassociat—ed//arcsint*NearArcNo://No.ofassociatedarcs intPre—point;//Nodeprevious} Sincetherearemanypapersavailableonthe detailedprocedureofDijkstraalgorithm,itwill notbediscussedanymoreinthispaper.1.2Selectionofstarting—pointandending—point inrouteoptimizing Whenchoosingthetaxiingroutesforthe flights,thestartingpointandtheendingpoint shouldbefirstlydetermined.Becausetheflightis nowrequiredtotakeoffbyfullrunway,the startingpointandtheendingpointofthetaxiing routecouldbefixeddirectlyforthedeparture flights.Thestartingpointisthegatepositionof theimmediate—departingflights,andtheending pointisthewaitingsectionatthefarendofthe runway.Theendingpointforthelandingflightis theparkingapronpresetedintheflightschedule, whilethestartingpointhastobeconfirmedinre—al—time.ThroughtheGPSreceiver,wecandetermine theairplanesreal—timepositionaswellastheir velocityvectors.Supposingthatatthemomentof t,thevalueoftheairplanesvelocityaccordswiththatofenteringintothetaxiway,thenselect thefirstnodewhichisinfrontoftheairplaneon therunwayasthestartingpointoftherouteopti—mization.Firstly,accordingtothenodesat～tributes,selectthenodeswhichfireassociatedNo.1jiRong,eta1.RouteOptimizingAlgorithmofAirportSurfaceBased (73)withtherunway,thenamongthesenodesfind theonefromwhichtheairplaneswilltaxioutoftherunway,thefoundednodeisjustthestarting pointoftherouteoptimization. Theairplanetaxiingontherunwaycanbere—gardedasrunningstratightlyinthedirectionoftherunway,andthedirectioninwhichtheair—planetakesofforlandsatanymomentisalsoknown,therebytheequationoftaxiingtrackoftheairplaneisfz(f)一z(0)+vtcosO)一(0)+佻in0TheequationfortherangefromthenodetotheairplaneisZ一√(z—z(0))+(一(0))(2)where(z(0),y(0))arethecoordinatesatwhichtheairplanetakesoff;0istheairplanetaxiingan—gle,theairplanetaxiingvelocity;(z(￡),(￡)) arethecoordinatesoftheairplaneattimet;(zf.Y)arethecoordinatesofnodei;Zthedistance fromnodeitotheairplaneattheinitialtime. Substitutethenodescoordinatesoftherun—wayintoEq.(1),iftheresulttisgreaterthan0,thenitissurethatthenodeslayaheadoftheair—plane,ifitislessthan0,thesenodeswillbedis—missed.FurthercalculateZ,'thenselectthenode withtheminimumdistanceasthenodefrom whichtheairplaneleavesforthetaxiway.1.3Solutionofhead—to—headcOnfrOntatiOns Whenselectingtheoptimalroute,wemust considertheproblemofthehead..to——headcon.. frontationbetweenarrivalflightsanddepartures.1.3.1Determinationofflightconfrontation Wetakethedepartureflightasanexample. Whentheflightisreadytotakeoff,weneedto determinewhetherthetaxiingroutehasbeencho—senforthearrivalflight.Ifnot,thedeparture flightwilltakeoffnormally,otherwise,itisnec—essarytoseewhethertheywillhaveahead—to—headconfrontation.Herearethedetailsasfol—lows:Step1Selecttheshortestroutesfordepar—tureflights.Gettheshortestroutesbytheabove method.therouteisindicatedbythenodesby whicharrivalanddepartureflightspassedsepa—rately.Nowthetaxiroutesforarrivalflights havebeenachieved.Step2Determinewhetherarrivalandde—partureflightshavecommonnodesintheirtaxi—ingroutes.Ifnot,itmeansthattheywontbe confrontedeachother;otherwise,gotoStep3to continuethejudgment;Step3Selectthesamenodesandjudgewhetherarrivalanddepartureflightswillbecon—frontedateveryidenticalnode.Sorttheminthe orderofnodesbywhichthedepartureflightpass insuccession.Supposethatthereare"identical nodes,andtheorderofnodesbywhichthedepar—tureflightpassedis1,2,3,…,".Itispossible todeterminewhetherarrivalanddepartureflights willconfrontbyjudgingthetimedifferentiathat theyreachthesenodes. Thefollowingisthecalculationofthetime differencethatarrivalanddepartureflightstaxito node1:Setthetimef一0tostartjudgment,parame—terswithsubscript1standforthatofdeparture flights,andparameterswithsubscript2standfor thatofarrivalflights.sisthetaxiingdistanceof flights;tisthetaxiingtimeofflights;Atisthe timedifferencethatarrivalanddepartureflights taxitoacertainnode. Wenowchoosethetaxiingroutesforarrival anddepartureflights.Providingthatthestarting pointofonerouteisnodeJ,andtheendingpoint isnodek,thenthelinearequationforthisrouteis (—Yj)(zl—xj)一(z—)(一Yj)(3) Thedistancefromthearrivalflighttoany nodeontheoptimalrouteisZ一(z一z2(0))+(一y2(0))(4) Thetaxiingtrackofthearrivalflightisfz2(f)一z2(0)+v2tcosO12∽一2(0)+sin0Weneedtodeterminetherouteinwhichthearrivalflightlocatesatt一0,aswellasthenodetobepassed.GPSreceivercanpickupthecoordinatesof initialpositionofarrivalanddepartureflights.74TransactionsofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV oI.22 Substitutethecoordinatesofinitialpositionofar—rivalflightsintoEq.(3),theroutessatisfyingthe equationaretheoneswheretheflightsmaybelo—cate.Nowthetaxiingdirectionoftheflightis knownthatconformstothedirectionofthestraightline.thatistosay,0inEq.(5)isknown.ThensubstituteX—orY—coordinatesofthenodesintoEq.(5),iftheysatisfieEq.(5)andtisgreaterthan0,thenodescanberegardedas thenodesbywhichtheflightwillpass.Again substitutethesenodescoordinatesintoEq.(4) andsortoutthenodeofminimumdistance,andit isjustthenodetobepassedbytheflight.Markitasnodea.Herewehaveworkedoutthenextnodetobepassedbythearrivalflight,aswellasthetaxiing distanceZcoveredtothenextnode.Thetaxiing distancescoveredbyarrivalflightsfromnodeatonode1equalstothesumofthelengthofroutesbetweenthetwonodes(Becausetheoptimalrouteshasbeensettled,sohas5),thetaxiingdis—tance2coveredbythearrivalflighttonode1is2—5+l(6) Whencalculatingthetaxiingtime,weshould considertwocases:0neisthesituationthatthe flightloeatesontherunwayattheinitialtime.At thispoint,thevelocityattheinitialtimeisnot thetaxiingvelocityonthetaxiway.Asstipulat—ed,theflightstaxiingvelocityshallnotbe greaterthan50km/h.Wemaytemporarilyset thetaxiingvelocityasaconstant,designatedas (e.g.40m/h);Theotheristhecasethatthe flightlocatesonthetaxiway.Atthismoment, thevelocitymeasuredwithGPSisjustthetaxiing speed. Whentheflightisontherunwayattheini—tialtime,theresultingtaxiingtimeisf,:+三(7)2 Whentheflightisonthetaxiwayattheini—tialtime,theresultingtaxiingtimeisf2=一52(8)2 Itiseasiertoacquirethetaxiingtimeofthe departureflight,sinceitlocatesontheparking apronattheinitialtime.i.e.ataknownnode. Thetaxiingdistancefromtheflighttonode1just equalstothesumofoptimizedroutesfromthe startingpointtonode1.sl:s(9)f,一(1O)lThetimedifferencethatthearrivalandthedepar—tureflightstaxitonode1isAt—Itl—t2I(11) Whatiscomputedaboveisthetimediffer—enceoftheflightsarrivingatthesamenode,we stillhavetotakecareofthesituationthatthey confrontonthetaxiway.Inalltaxiways,thedis—tanceofthelongestoneisnomorethan530m. Supposethattheflightsconfrontmidwayofthe route,thetimedifferencethattheflightsreach bothendsoftherouteis20satmost.Therefore, wecantakeitgrantedthatitislikelytoconfront nearthenodeifAtislessthan20s.Incasethat itisgreaterthan20s,thenthenextidentical nodeiscomparedinthiswayuntilalltheidentical nodeshavebeencompared. Asforselectingtheoptimalroutesforarrival flights,itisnecessarytodecidewhetheritwill confrontwiththedepartureonehead—to—head.Do itasabove.1.3.2Solutionofthehead—to—headconfronta—tion Therearetwofactorsbelowwhichshouldbe consideredtosolvehead—to—headc0nfrontati0ns forsecurityandefficiency:(1)Makesurethattheflightswilltaxion theschemedoptimalroutescontinuously;(2)Makesurethatarrivalanddeparture flightsshallnotconfronteachother.InthispapertheGISgeographicdataareful—lyutilizedtosolvethehead—-to—-headconfrontation ofarrivalanddepartureflights.Whendetermin—ingthetaxiingroutesforflights,calculatethe timethattheflightsgettoeverypointoftheroutes,andensurethattheflightswontconfronthead—-to—-headontherunwaybydelayingthede.. partingtimeofdepartureflightsandloweringthe taxingspeedofarrivalflights.Itisdoneasfol—No.1JIR0ng,eta1.RouteOptimizingAlgorithmofAirportSurfaceBased (75)lows.Fordepartureflights,wecandelaytheirde—partingtime.Thetimeisestimatedinthisway:Inthepreviouspassage,wehavefiguredoutthetimet2andtlforarrivalanddepartureflightstaxi—ingtonode1(whichstandsforthesamenodeby whichthedepartureflightpassesfirst).Were—quirethatdepartureflightsshouldntreachnode1 untilarrivalflightspassbynode1withflcertainextendedtime(setat5s),whichmaybe achievedbydelayingthedepartingtimeofdepar—tureflights(￡2一￡l+5)s.Forarrivalflights,wecanchangetheirtaxi—ingvelocity.Thetaxiingvelocityiscomputedasfollows:Inthepreviouspassage,wehavegotthe timetlfordepartureflightstaxiingtonode (whichstandsforthesamenodebywhichthefir—rivalflightpassesfirst),andthetaxiingdistances2tonodeforarrivalflights,sothetaxiingve-locityofarrivalflightsmaybelimitedto/(￡l+5)s.Inthisway,arrivalflightscannotreach nodeuntildepartureflightspassbynode,ofwhich5sistheextensionreserved.2ANALYSESoFALGoRITHMSAMPLETakingNanjingLukouAirportasfinexam—pie,wehavemadetheairportelectronicmapwithMapInfo,asshowninFigs.2,3.Sinceitisnot availabletoacquiretheflightsdataoftaxiingontheairportbymeansofGPS,wehaveemulated theautomaticpilotingforarrivalanddeparture flightsbasedontheflightsscheduleofNanjingIukouAirport,partofwhichisselectedasthestandard.Tables1,2arethepartselectedfromthefightscheduleofNanjingIukouAirport.Thede—parturetimeisthetimewhentheflightdeparts, andthearrivaltimeisthetimewhentheflightlandsonthetaxiway.DuetothelackoftheGPS positioninformationoftheflighteverymoment,whenweverifyarithmetic,wesupposetheflight willtaxionthetaxiwayatflconstantvelocity, thenwecanworkouttheflightspositioneverym0mentbasedonthecalculatedshortestroutes.Fig.2Airportrouteoptimizingandtaxiingguidewithsolutionofhead—to—headconfrontation_∞啊∞■●●0∞-口a曲-l正1.21国龟ol,●1田l厂_¨-:._囊f甜j口l,一一;./———]_———=—,亳…】..',o'O.::i.|g_0I囊j.一::.0J..,:,,.,….0-/I./l-….:Fig.3Airportrouteoptimizingandtaxiingguidewithoutsolutionofhead—to—headconfrontation76TransactionsofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV o1.22Table1TimetableofdepartureflightsTable2TimetableofarrivalflightsF?。
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第4卷 第1期2004年3月交通运输工程学报Journal of Traffic and Transportation EngineeringVol 14 No 11Mar.2004收稿日期:2003-04-10作者简介:暨育雄(1978-),男,福建松溪人,同济大学硕士研究生,从事路面管理系统研究.文章编号:1671-1637(2004)01-0070-05基于GIS 的机场道面管理系统暨育雄1,阚胜男1,孙立军1,金德雄2,胡稚鸿2,张剑峰2,刘 新2(11同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海 200092;21浦东国际机场,上海 201202)摘 要:总结国内外建立机场道面管理系统的先进经验,根据机场道面管理和GIS 的特点,构建了机场道面管理系统的基本结构和机场的分区管理模式,研究了建立机场道面的空间数据库和属性数据库的方法及其管理方法,介绍了系统关于GIS 的主要功能。
实践证明该方法符合实际,对建立基于GIS 的机场道面管理系统是可行的。
关键词:机场;道面管理系统;地理信息系统;系统结构;空间数据库;属性数据库中图分类号:V351 文献标识码:AAirport pavement management system based on GISJI Yu -x iong 1,KAN Sheng -nan 1,SUN L-i jun 1,JIN De -xiong 2,H U Zh-i hong 2,ZHANG Jian -feng 2,LIU Xin2(11Key L aboratory o f Road and T r affic Engineering of M inistry of Education,T ongji U niversity,Shang hai 200092,China;21Pudong International A irpo rt,Shanghai 201202,China)Abstract:T his paper sum marized the advanced experience of building airport pavement management system.According to the characters of the airport pavement management and GIS,the basic structure of system and the division management mode of airport pavement w ere presented,the buildingmethods for space manag ing database and attribute database w ere put forward.The m ain functions of GIS in this system were introduced.The results show that the methods are feasible for building airport pavement management system using geographic information system.2tabs,6figs,7refs.Key words:airport;pavement management system;geographic inform ation system;system structure;space database;attribute databaseAuthor resume:JI Yu -xiong (1978-),male,graduate student,86-21-65980561,jiyux iong@hotm .0 引 言机场道面管理系统的研究起源于20世纪70年代的美国,到20世纪90年代初,美国、加拿大和英国等国家已经建立起较为完善的机场道面评价体系[1]。
国内机场在机场道面评价体系和管理系统方面的研究才刚刚开始,有些机场虽然对跑道也进行了一些调查评价,但是对调查的资料却没有很好地保存,资料也缺少连续性和规范性,因此国内对于机场道面的管理,依然处于依靠工程经验的基础上。
传统的机场管理系统大多数只是数据库管理系统,缺乏可视性和直观性,这使得管理系统的功能大大打折扣。
随着计算机技术的日新月异,管理者开始把目光投向一种与管理系统几乎同步发展起来的新技术)))地理信息系统[2]。
地理信息系统[3](GIS)是以地理空间资源为基础,在计算机软硬件支持下,对空间相关资料进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示,并采用地理模型方法,适时提供多种空间和动态地理信息,为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
浦东国际机场道面管理系统(简称为PDAIMS)是国内第一个研发成功并正式投入使用的机场道面管理系统,管理对象为浦东国际机场跑道和联络道。
与国外的道面管理系统相比(国外的基于GIS 的道面管理系统一般都是把管理系统与GIS 分开,GIS 只是显示管理系统的数据或评价结果),PDAIM S 是一个完全基于GIS 平台的道面管理系统,在秉承传统管理系统理论的基础上,结合当前新兴的地理信息系统的特点和优势,成功地将地理信息系统引入到管理系统中,打破了传统管理系统中单纯的数据库加表格资料的文本模式,使管理系统展现出图文并茂的新景象。
1 系统的基本构型地理信息系统既有大量的空间数据,又有大量的非空间数据(即属性数据),并且空间数据和属性数据具有不可分割的联系,对于数据的组织和管理,存在多种选择。
本系统用关系型数据库管理系统管理属性数据,用专门的软件(MapObjects 控件)管理空间数据,用户即可和2个数据库分别打交道,也可通过某种途径同时访问2个数据库。
这也是目前地理信息系统通常采用的数据管理方法[3],其管理模式见图1。
图1 PDAIM S 系统管理模式Fi g.1 M anagement mode of PDAIM S经过对国外APMS 系统开发和使用现状的调研和研究,针对浦东国际机场的实际情况和需求水平,建立和运行道面管理系统将包括以下5个方面。
111 数据采集这个阶段的主要任务是收集道面的各种资料信息,将道面的结构记录、一些设计记录以及以前的调查资料输入到系统中。
这是一个很耗时间的过程,而且还取决于现有资料的数量和质量。
112 建立数据模型在这个阶段中,将根据系统需要收集的各种资料,提出适用于浦东国际机场的数据管理模型。
在这基础上可以将数据分为4个层次。
Ñ层是静态数据与历史数据,对于结构状况等静态数据,道面管理只维护其存储。
Ò层是基于GIS 的道面管理的基础,在GIS 平台上维护空间数据库,完成与性能数据等的联结。
Ó层是进行道面管理需要定期采集和更新的使用性能数据,即动态数据。
Ô层是对各类性能数据采集时需要进行的标定和转换的专家知识,一般是将该层次的数据记作专家知识,以利于更新与维护。
113 道面现有状况评价在这一阶段,将进行道面状况的调查与其他与道面状况相关的测试。
一般来说,在国外建立的系统中多只进行PCI 状况的调查,在需要的情况下,也进行道面的结构测试。
在浦东国际机场道面管理系统中,评价的不仅仅是道面目前的损坏状况,还包括评价道面的平整度,抗滑性能,结构强度以及纵横坡的评价。
114 道面状况预测[4]这个阶段,通过使用性能预测曲线计算当前的道面状况,预测将来的道面状况。
由于浦东机场是新建机场,各种调查数据的积累时间不长,还难以做出符合浦东机场实际状况的预测曲线。
但是系统给出了道面状况衰变曲线的方程形式,并且根据经验初定了方程的各项系数,今后可以通过积累的大量数据回归出模型的各项系数。
115 制定养护计划与预估维修费用根据机场的损坏状况、养护过程和政策,来决定养护工作计划,确定最大的费用-效益养护方案。
在浦东国际机场道面管理系统中,将根据计算得到的PCI 值,结合道面其他指标评价结果制定养护对策。
2 空间数据库PDAIMS 重点使用美国ESRI 公司开发的Ac -tive X 插件)))M apObjects 2.0作为VB 中驱动地理信息资料的控件,在Arc/Info 数据模型中,点、线、面、标注是GIS 处理空间问题的4个基本要素,任何复杂的系统均可由这4个要素复合而成。
而且,在Arc/Info 数据模型中,必须把点、线、面和标注等对象分别保存[5]。
GIS 中的各种地理特征的数据集是用层的关系来表达的,可根据使用方便来组成层,或根据数据代表的专题性质来组成层。
按层组织的数据,有利于71第1期 暨育雄,等:基于GIS 的机场道面管理系统查询、数据更新、数据分析和保证数据的安全性。
针对机场道面管理系统的评价要求,机场道面对象可以分为以下几个图层(表1)。
表1图层拓扑类型Tab.1Topology of map layers图层名称拓扑类型图层名称拓扑类型道面板块面实体平整度测线线实体FW D测点点实体抗滑测线线实体高程测点点实体背景图线实体空间数据库的建立采用数据直接交换模式AutoCAD文件Arcview SHAPE文件211机场道面的划分为了便于管理,需要对机场道面进行分区处理[6],其最小的管理单元是每一个水泥混凝土板块,最大的管理单元就是整个机场道面。
分区要有相同的修建年份、结构、使用功能和相关的状况。
根据浦东机场道面的结构情况,将机场跑道(60m@ 4000m)分为5个大区,每800m为一个区域;在横向每个区域再细分为4个子区(15m@800m);对于联络道,由于每条联络道都比较短,所以每条联络道就作为一个区,不再细分子区;根据PCI评价的需要,也为了便于现场调查,还需再进行细分,所以,以15块连续的板作为一个检查单元。
划分检查单元的原则为:¹道面类型相同;º结构组合相同;»修建时期相同(或相近);¼土基类型基本相同;½位于同一功能区域,且交通等级相同(或相近)。
212绘制机场道面地图首先,利用机场已有的1÷1000的CAD平面图,在AutoCAD上建立不同的图层,分别绘制跑道板块和联络道板块,以及平整度测线、抗滑测线和FWD测点、高程测点。
因为机场板块为水泥混凝土板块,所以道面板块图层采用多边形(polygon)空间数据元;而且机场道面板块大多数尺寸相同,跑道又是一个规则的长方形,因此,在AutoCAD画图时可以采用array的命令。
建立空间面域的数据库,需要采用polyline或polygon绘图命令使图形完全闭合;而且AutoCAD 可以/记住0绘制的次序,可以利用绘制板块的顺序在空间数据库中快速输入板块的编号。