Современные требования к управлению дорожным хозяйством предполагают использование новых технологий и методов в решении задач строительства, реконструкции и содержания автомобильных дорог.
В настоящее время в дорожных организациях начались работы по созданию геоинформационной системы автомобильных дорог, создаются цифровые векторные карты со слоем автомобильных дорог. Информация по наличию и положению автомобильных дорог, как показывает опыт работ по многим субъектам РФ, нанесенная на топографических картах, в значительной мере не соответствует реальному состоянию. Используемые способы фиксации пространственного положения автомобильных дорог (оцифровывание существующих карт и планов) зачастую весьма неточны как в силу неравномерной генерализации участков дорог на исходной карте, так и технологии коррекции участков, которые разные специалисты к тому же могут провести по разному.
На картах, создаваемых не дорожными организациями, сведения о дорогах представлены в бытовом виде, что обуславливает отсутствие современной информации по состоянию дорог. Отсутствие единой комплексной геоинформационной системы и базы данных затрудняют оперативное принятие управленческих решений. В связи с повышением требований к транспортно-эксплуатационным свойствам дорог, ограниченностью финансов возникает необходимость дальнейшего развития геоинформационной системы автомобильных дорог на локальном крупномасштабном уровне. Необходимо формировать цифровые слои автомобильных дорог с точностью, необходимой для решения задач дорожного хозяйства, которые были бы одновременно встраиваемы в существующие системы (при их наличии).
Если дороги рассматривать как объект управления, то конечной целью мониторинга дорог является сбор и постоянная актуализация информации для принятия управленческих решений.
1. систематическое выявление изменений в состоянии дорожной сети и обновление банка данных паспортизации и/или инвентаризации;
2. изучение и оценка негативных процессов;
3. использование и анализ данных контроля над использованием и содержанием дорог;
4. информационное обеспечение содержания, ремонта и реконструкции.
Ведение систем мониторинга дорог должно осуществляться по единой методологии с соблюдением принципа взаимной совместимости информации, основанной на применении единой государственной системы координат, единых классификаторов, кодов, системы единиц, входных и выходных форматов.
Для получения необходимой информации при осуществлении мониторинга дорог основными методами представляются:
~ наземные специальные съемки и наблюдения (с применением ГНСС и геодезических инструментов);
~ дистанционное зондирование;
~ современный и ретроспективный анализ данных, получаемых в результате инвентаризации дорог, проверок, обследований, контрольно-ревизионной работы.
В зависимости от размеров наблюдаемой территории выделяются различные уровни мониторинга: региональный, городской и локальный (ведущийся в границах административно-территориальных образований). Разнообразные параметры и показатели мониторинга определяются с различной, зависящей от характера конкретных наблюдений, периодичностью. Наблюдения могут быть базовыми (исходные, фиксирующие состояние объектов наблюдений на момент начала ведения системы мониторинга дороги), периодическими (через год и более), оперативными и ретроспективными.
Основные задачи разработки научно-методических основ создания системы мониторинга дорог.
Целью разработки научно-методических основ для системы мониторинга дорог в современных условиях управления дорожной отраслью является подготовка базиса для ведения работ по единой методологии. Для реализации цели предлагается сконцентрировать усилия на решении следующих первоочередных задач:
- создать единую структуру баз данных для хранения информации по объектам мониторинга;
- разработать понятийный аппарат и методологию анализа данных по объектам мониторинга;
- разработать перечень приоритетных параметров, фиксируемых на региональном и локальном уровнях, и основные способы получения, хранения и обработки информации по мониторингу дорог.
Анализ негативных процессов осуществляется в процессе оценок:
a. изменения состояния дорог (прочность дорожной одежды, ровность, сцепные качества и т.п.);
b. последствий (скорости движения, суммарные затраты времени на передвижение, аварийность, состояние здоровья жителей и т.п.);
c. воздействий на окружающую среду (выбросы в атмосферу, строительные работы и т.п.).
На основе анализа негативных процессов разрабатываются мероприятия по предупреждению и устранению последствий этих процессов. Результаты мониторинга дорог должны оформляться в виде, предусмотренном соответствующей нормативно-технической документацией и отвечать требованиям объективности, достоверности, сопоставимости, оперативности.
В обобщенном виде основные результаты можно представить в виде совокупности реляционных таблиц различного содержания для разных фиксированных моментов времени.
Развитие автоматизированной системы мониторинга дорог должно ориентироваться на актуализацию и обновление всей информации банка данных создаваемой системы мониторинга дорог.
Разнообразные параметры и показатели мониторинга определяются с различной, зависящей от характера конкретных наблюдений, периодичностью. Наблюдения при ведении мониторинга дорог могут быть базовыми (исходные наблюдения, фиксирующие состояние объектов наблюдения на момент начала ведения мониторинга); оперативными (дежурные - систематические наблюдения, фиксирующие состояние объектов наблюдения на текущий момент); периодическими (проводимыми через определенный промежуток времени неделю, месяц, год и т.д.); ретроспективными (проведенными до момента начала ведения мониторинга). Исходные сведения для организации системы мониторинга получают в результате проведения инвентаризации дорог. Результаты мониторинга выражаются количественными и качественными параметрами и показателями, характеризующими изменения состояния дорог и развитие негативных процессов. Эти параметры и показатели используются в дальнейшем при оценке работ по содержанию, ремонту дорог. При картографическом отображении результатов мониторинга дорог основными могут быть выбраны масштабы ряда 1:1000 - 1:10000, с достаточным разрешением описывающие не только ситуацию, но и помогающие принимать ответственные решения.
Требования к автоматизированным информационным системам мониторинга дорог
Обмен информацией может осуществляться в ручном и автоматизированном режимах. Предусматриваются каналы связи, обеспечивающие информацией федеральные, региональные, территориальные (районные, окружные, городские) органы управления. При ведении мониторинга дорог приходится оперировать значительными массивами постоянно обновляемой однотипно структурированной информации. Часть этой информации необходимо архивировать для последующего ретроспективного анализа данных, что затрудняет ручную обработку материалов мониторинга. Поэтому необходимо создавать автоматизированные информационные (геоинформационные) системы мониторинга автомобильных дорог.
Информационная система должна обеспечивать:
- ведение семантической и графической баз данных, их взаимное согласование и объединение в единую интегрированную среду;
- внесение изменений и дополнений в базу данных;
- статистическую обработку хранимой информации;
- подготовку выходных форм представления информации по соответствующим запросам;
- информационное взаимодействие с органами регионального и государственного управления (по модемной телефонной или оптоволоконной линиям связи).
Выбор технических средств при создании информационной системы определяется объемом создаваемого банка данных, структурой и характером информационных потоков, требованиями к надежности системы и сохранности информации. Для функционирования информационной системы необходимы различные словари, классификаторы и тезаурусы. Как вариант - "Классификатор обязательных параметров и показателей, регистрируемых при ведении мониторинга дорог". Выходная информация информационной системы будет использована при разработке решений и рекомендаций по содержанию, ремонту, реконструкции дорог.
Информационная система мониторинга дорог должна удовлетворять следующим основным требованиям:
- достоверно и с соответствующей масштабу точностью и полнотой отображать современное состояние объектов мониторинга;
- обеспечивать определение координат объектов с необходимой точностью;
- объекты мониторинга должны быть согласованы по содержанию, системе классификации и кодирования, форматам и структурам представления;
- информационное содержание системы должно позволять автоматизировать выполнение основных работ по созданию и ведению баз данных по дорогам:
показывать положение дорог;
показывать положение объектов мониторинга относительно дорожной сети;
создавать карты дорожной сети на бумажных носителях и т.д.
В МАДИ уже накоплен достаточно большой опыт разработки и поддержания информационной системы мониторинга дорог. Поэтому можно сформулировать некоторые общие рекомендации по организации работ:
1. Система мониторинга создается как многоцелевая геоинформационная система для управления развитием дорожного хозяйства. При таком подходе развитие системы более перспективно и легче решать вопросы финансирования разработок и многие другие вопросы.
2. В настоящее время информация является товаром. Поэтому необходимо начинать с описания информационных ресурсов системы мониторинга, схемы функционирования потоков информации, определять вопросы защиты информации. Только при четком понимании схемы информационных обменов в процессе создания и функционирования системы мониторинга можно составить бизнесплан создания и функционирования системы и сделать мониторинг дорог самоокупаемой системой.
3. Необходим четкий регламент, в котором определены:
права структурных подразделений по владению и распоряжению информацией;
перечень информационных запросов, которые обслуживаются бесплатно;
тарифы на информационные справки;
порядок информационного обслуживания структур органов власти, управления, заинтересованных юридических и физических лиц;
определение списка конфиденциальной информации и информации, которая составляет коммерческую тайну;
регламент обслуживания запросов, которые содержат информацию ограниченного использования и т.д.
4. Создание информационной системы мониторинга дорог затрагивает интересы различных ведомств. Поэтому на первом этапе необходимо создание координационного Совета по разработке информационной системы мониторинга дорог. Основные функциональные задачи Совета:
координация разработки нормативных документов;
координация научных и методических разработок;
вопросы коммерческого использования информации мониторинга;
стандартизация и унификация форматов представления информации и всего комплекса вопросов автоматизации работы по мониторингу (состав баз данных, форматы и структуры информационных обменов; сеть телекоммуникации; программно - технические решения и т.д.);
координация разработки организационного обеспечения всех работ по созданию систем мониторинга дорог.
Необходимо помнить, что создание реально работающей информационной системы мониторинга дорог требует радикального пересмотра сложившихся технологических схем принятия решений, их информационного обеспечения. Основное направление изменений - повышение точности, объективности и достоверности всех информационных сообщений.
Принципиальные особенности внедрения геоинформационной системы мониторинга дорог
С точки зрения комплексного решения всех вышеназванных задач ГИС должна обеспечить сквозную технологию создания информационной системы мониторинга дорог и охватывать основные инженерные службы в рамках сквозной информационной технологии.
Сквозная технология позволит решить следующие проблемы:
- организовать работу различных групп специалистов в рамках единой информационной среды;
- обеспечить все дорожные службы общей компьютерной картой-схемой и единой для всех служб базой данных;
- постепенно и последовательно унифицировать всю информацию, необходимую для решения текущих эксплуатационных задач.
