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基于GIS的公交模型数据库构建和维护研究
2014-10-11 18:35:01   来源:tranbbs.com      作者:张天然    评论:0 点击:

在公共交通模型数据库的构建和维护工作中,交通模型师通常会遇到三个问题:

1)一些城市交通管理部门提供了公交线路(线层)和公交站点(点层)的GIS数据,如何将其快速地转化为交通规划软件可应用的格式的数据库十分关键。

2)交通模型包括现状模型和规划模型,构建好现状公交模型数据库后,如何将依附于现状道路网络的公交线路应用到规划道路网络,使之和规划网络进行数据关联是又一大难题。一直以来,国内外交通模型工作者也尝试了很多方法,采用现状—规划路网“一张图”管理方法(也称为Master网络)就是其中应用较广的一种。Master网络技术在一定程度上减少了公交模型数据库的维护工作量,但由于国内城市发展变化快,现状和规划路网往往存在较大差异,很多时候现状路网在规划方案中是不存在的,对数据关联造成影响。同时,Master网络也增加了现状路网和规划路网的拓扑节点,增加了路网维护的复杂程度。

3)局部道路网络的规划方案修改后,必须同步修改公交线路以达到联动,这对工作人员的技术要求是非常高的。如何能够独立修改两个网络,并重新创建数据关联是需要攻克的难关。

公交模型数据库的维护工作量十分巨大,例如上海交通模型有2400余条上下行线路、55000个站点,纽约交通模型则有4000余条线路、10万多个站点。在GIS技术快速发展的今天,特别是在交通领域的广泛应用,逐渐形成了交通地理信息系统(GIS-T)学科分支,使得解决上述三个问题具有可能性。

2公共交通模型数据库结构描述

2.1 常用交通规划软件的公交模型数据描述

目前国际上较为流行的交通规划软件包括TransCAD、VISUM、EMME、CUBE等。这些软件对公交线路的数据结构描述具有一定差异。TransCAD和VISUM软件允许公交站点位于路段的任意位置,位于路网节点上是一种特例,这种数据结构来源于GIS中的动态分段技术。例如对公路的事故管理就需要事先存储事故在公路路径上的所有分布情况。因此,动态分段技术可以记录路径上“事件”,而不修改路网数据本身。EMME和CUBE软件采用路网节点设置站点,即通过公共汽车走过的节点来描述线路的走向,站点只能放在道路网络的节点上。这些节点既包括真实的交叉口,也包括虚拟的节点,为了提高模型的精度,位于较长路段中间位置的站点需要打断,以适应软件只支持“站点位于路网节点上”的特点。

2.2 基于动态分段技术的公交模型数据库结构描述

基于动态分段技术的公交站点维护,不再局限于放到路网的交叉口上,而是放到路段的任意位置,使数据模型更加贴近真实道路环境。如图1所示的动态分段下公交站点的布置情况,公交路径段由两个路径片段组成,长度分别占各自所属路段的70%和40%。通过动态分段技术,可以更加精确地描述公交站点的位置和路径段长度等属性。为了兼顾EMME和CUBE等软件的使用,可以根据站点的位置在GIS环境下自动打断路段,对于十分靠近节点的站点,可以挪动到节点。

图1 公交模型数据库中站点的动态分段示意图

Fig.1 Dynamic segmentation of bus stop in transit model database

责任编辑:millay

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[专栏文章:4 篇]人物简介
    张天然,博士、高级工程师,毕业于同济大学交通运输规划与管理专业。现任上海市城市规划设计研究院交通模型室副主任。主要研究方向为交通政策和交通模型,交通地理信息等。主持研发上海市交通规划模型,规划信息系统。主持或参与了上海、宁波、深圳等地的交通大调查和数据综合校核工作,上海市轨道交通网络规划等专项规划上海,芜湖、淮安、惠州等地的综合交通规划等多项工作。主持中国铁路改革研究,负责国家863项目城市综合交通规划和政策评价通用软件开发的模型和算法研究。