游曉英

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

0 引言

現(xiàn)階段，我國(guó)公路在建設(shè)通車(chē)總里程數(shù)尤其是高等級(jí)公路建設(shè)通車(chē)的總里程數(shù)上取得飛速的發(fā)展，僅用了20年時(shí)間，就完成了西方發(fā)達(dá)國(guó)家公路建設(shè)40年的發(fā)展過(guò)程。但是，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)公路建設(shè)尤其是高等級(jí)公路建設(shè)依然處于勞動(dòng)力低下、施工手段落后、公路養(yǎng)護(hù)水平低下的水平，處于公路發(fā)展建設(shè)的初級(jí)階段，而這些項(xiàng)目采用的“人海戰(zhàn)術(shù)”機(jī)械化程度低，管理水平低，難以適應(yīng)現(xiàn)階段公路快速建設(shè)發(fā)展的總體要求。

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System,簡(jiǎn)稱(chēng)GIS）是一門(mén)交叉性學(xué)科，它主要指的是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)的支持，將地理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索、操作和分析等操作[1]?，F(xiàn)階段，GIS已經(jīng)與多種學(xué)科相交，形成了許多獨(dú)立的邊緣學(xué)科?；谏鲜稣撟C，將GIS技術(shù)引入到現(xiàn)代化公路建設(shè)管理系統(tǒng)中具有深刻的意義。

而基于GIS的公路建設(shè)管理系統(tǒng)是將設(shè)計(jì)文件信息，以數(shù)字化形式表達(dá)，直觀(guān)地顯示出建設(shè)成果信息；它可以從本質(zhì)上提高資料的應(yīng)用率；還可以在這個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)后期公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，有效提高公路項(xiàng)目的建設(shè)管理水平。

1 工程項(xiàng)目發(fā)展

工程項(xiàng)目管理指的是在特定的條件下，施工企業(yè)以最優(yōu)化實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目建設(shè)為目標(biāo)，按照一定的方法對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)、指揮等進(jìn)行的一系列管理方式[2]?，F(xiàn)代工程項(xiàng)目管理是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一個(gè)管理學(xué)科的新領(lǐng)域。它是通過(guò)總結(jié)各種項(xiàng)目管理的基本規(guī)律而建立的一套特有的管理理論和方法，因此具有更加廣泛的適用性。

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，伴隨著全球性項(xiàng)目活動(dòng)范圍的日益擴(kuò)大，使得各個(gè)項(xiàng)目業(yè)主部門(mén)(政府部門(mén)與國(guó)家企業(yè))和項(xiàng)目實(shí)施者(政府機(jī)構(gòu)和企業(yè))先后投入大量的人力和物力去研究、開(kāi)發(fā)和使用項(xiàng)目管理的具體方法，使得工程項(xiàng)目管理得到了迅速的發(fā)展[3]。

我國(guó)是從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始，由部分高校和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始將現(xiàn)代項(xiàng)目管理方面資料和方法引入國(guó)內(nèi)機(jī)關(guān)，并逐步在校園內(nèi)展開(kāi)了相關(guān)課程和進(jìn)行相關(guān)人才的培養(yǎng)。但是效果不佳，到目前為止，我國(guó)除了少量翻譯的外文書(shū)籍之外，并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)一般項(xiàng)目管理的現(xiàn)代項(xiàng)目管理教科書(shū)。

2 基于GIS的公路工程項(xiàng)目管理

同其他信息管理系統(tǒng)一樣，公路工程項(xiàng)目管理是一個(gè)艱難的、巨大的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涉及了項(xiàng)目的進(jìn)度、工程質(zhì)量、總體投資、工程合同、參建人員、設(shè)計(jì)圖紙等多方面工作；但是，它又有區(qū)別于其他信息管理系統(tǒng)的特征：公路工程項(xiàng)目管理具有明顯的地理特征。一個(gè)公路工程項(xiàng)目的建設(shè)，設(shè)計(jì)里程往往是長(zhǎng)度不等的，它涉及的路網(wǎng)規(guī)劃、公路選線(xiàn)、設(shè)計(jì)、施工等工作都與地理空間有著緊密的聯(lián)系，規(guī)劃、選線(xiàn)、設(shè)計(jì)需要結(jié)合工程區(qū)域內(nèi)的地形、地理信息等；工程施工所需要的材料、運(yùn)輸、項(xiàng)目部的選址等也都具有明顯的地理要素特征。

因此，公路工程項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)不僅要能夠解決工程進(jìn)度、工程質(zhì)量、建設(shè)費(fèi)用等問(wèn)題，而且應(yīng)該能夠處理地理信息，這也就要求我們?cè)诮⒐饭こ添?xiàng)目管理信息系統(tǒng)的同時(shí)與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合。

3 基于GIS的公路工程項(xiàng)目管理設(shè)計(jì)

在高等級(jí)公路建設(shè)信息化的過(guò)程中，其建設(shè)的總體目標(biāo)是將公路建設(shè)資源進(jìn)行最優(yōu)化開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)在公路建設(shè)和管理中各部門(mén)間的資源共享，為后期公路養(yǎng)護(hù)管理提供服務(wù)，并逐步將公路建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)三者相結(jié)合的一體化的公路建設(shè)管理信息系統(tǒng)，從根本上改變傳統(tǒng)公路建設(shè)、管理、資料保存的模式，實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)管理的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化。

系統(tǒng)將采用GIS技術(shù)為核心技術(shù)，結(jié)合緯地軟件恢復(fù)的設(shè)計(jì)圖形、公路設(shè)計(jì)文件等，實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)管理科學(xué)化、自動(dòng)化、信息化，為公路建設(shè)、公路管理及后期公路養(yǎng)護(hù)工作等提供高效的、快捷的、方便的服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)信息化管理。

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體目標(biāo)，按照軟件設(shè)計(jì)的模塊化設(shè)計(jì)思路，并結(jié)合GIS自身的特點(diǎn)，將基于GIS的公路建設(shè)管理信息系統(tǒng)分為五大信息模塊，分別是屬性數(shù)據(jù)管理模塊、圖形數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)查詢(xún)模塊、工程進(jìn)度管理模塊、設(shè)計(jì)文件模塊，其實(shí)現(xiàn)的具體功能如圖1所示。

圖1 基于GIS的公路建設(shè)管理信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)框架圖

4 系統(tǒng)功能論述

為實(shí)現(xiàn)上述方案，本系統(tǒng)擬采用集成式的GIS二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，結(jié)合使用ArcGIS軟件中的ArcEngine作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)選擇Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行建庫(kù)，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言選擇Microsoft Visual Basic，這樣我們就滿(mǎn)足了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本要求。

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

4.1.1 圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

我們先使用緯地軟件將路線(xiàn)的平面在地形圖上生成，將其保存為.dwg格式，然后利用ArcGIS中的ArcCatalog工具導(dǎo)入到Geodatabase數(shù)據(jù)庫(kù) (預(yù)先建立的)中，并定義其具體投影方式，將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式為.shp文件格式。

4.1.2 屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

GIS數(shù)據(jù)一般由空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩部分構(gòu)成，這里我們選擇關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Access來(lái)管理屬性數(shù)據(jù)[4]，通過(guò)建立不同的屬性數(shù)據(jù)表，保存圖形數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)文件。

4.1.3 設(shè)計(jì)文件數(shù)據(jù)庫(kù)

現(xiàn)階段，公路信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式主要是紙質(zhì)圖紙，這些紙質(zhì)圖紙?jiān)诠肥┕そY(jié)束后難以保存，所以我們采用數(shù)據(jù)庫(kù)形式對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、文件進(jìn)行存儲(chǔ)，方便后期圖紙共享、保存、管理等工作。

4.1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)間的關(guān)聯(lián)方式

3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)間，我們使用屬性標(biāo)識(shí)碼(ID)對(duì)3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，根據(jù)每個(gè)要素只有唯一的一個(gè)ID原則，建立起一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

4.2 系統(tǒng)主要功能

4.2.1 地圖顯示功能

在顯示界面，我們將建立的圖形文件（路線(xiàn)圖、樁號(hào)文件、地形圖）導(dǎo)入其中，在界面左邊有圖層控制面板，用戶(hù)可以根據(jù)需求選擇相關(guān)圖層，如圖2。

圖2 地圖顯示主界面圖（一）

同時(shí)，為了滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求，實(shí)現(xiàn)地圖的瀏覽功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)地圖放大、縮小、漫游、地圖標(biāo)注（當(dāng)?shù)貓D信息發(fā)生變化的時(shí)候，不需要用戶(hù)重新將地圖導(dǎo)出系統(tǒng)，使用地圖標(biāo)注功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖信息的手動(dòng)標(biāo)注功能）、長(zhǎng)度測(cè)量、面積查詢(xún)等功能。

4.2.2 設(shè)計(jì)文件查詢(xún)功能

在這個(gè)系統(tǒng)中，我們將設(shè)計(jì)文件以圖紙形式按照合同段保存在建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中每個(gè)合同段又分為12個(gè)部分：總體設(shè)計(jì)、路線(xiàn)、路基路面、橋梁涵洞、隧道、路線(xiàn)交叉、交通工程與沿線(xiàn)設(shè)施、環(huán)境保護(hù)與景觀(guān)設(shè)計(jì)、其他工程、筑路材料、施工方案、施工圖預(yù)算[5]。在對(duì)施工方進(jìn)行開(kāi)放時(shí)，我們按照施工方所涉及的施工標(biāo)段進(jìn)行開(kāi)放不同標(biāo)段功能，其界面如圖3。

圖3 地圖顯示主界面圖（二）

系統(tǒng)支持用戶(hù)在路線(xiàn)上查詢(xún)路線(xiàn)屬性信息（包括坐標(biāo)查詢(xún)、樁號(hào)查詢(xún)）、構(gòu)造物查詢(xún)（根據(jù)構(gòu)造物名稱(chēng)、構(gòu)造物樁號(hào)信息查詢(xún)構(gòu)造物的其他信息，包括構(gòu)造物長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)、跨徑等屬性信息）。

4.2.3 施工進(jìn)度管理功能

本系統(tǒng)可以滿(mǎn)足施工方將合同段內(nèi)施工進(jìn)度信息輸入數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便業(yè)主、監(jiān)理單位查詢(xún)工程施工進(jìn)度。同時(shí)，系統(tǒng)也支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出功能，方便其他用戶(hù)查詢(xún)施工進(jìn)度。

5 結(jié)論

系統(tǒng)針對(duì)公路建設(shè)管理的信息化要求，使用GIS的方式，將公路建設(shè)與GIS相結(jié)合，提高了公路建設(shè)的信息化管理，推動(dòng)了信息技術(shù)在公路建設(shè)的應(yīng)用，具有重要的實(shí)踐意義。