基于GIS的高速公路应急指挥系统研究

论文摘要

伴随着我国高速公路的快速发展,高速公路上的突发事件呈现多样性、严重危害性等特点,对人民的生命财产安全构成直接威胁。我国高速公路在突发事件的应急处置和指挥系统的构建方面还处在初创阶段,存在着应急组织体系不完善、应急响应不及时等问题,缺乏科学、直观、系统的辅助决策手段。因此,建立高效的高速公路应急指挥系统具有重要的理论和实践价值。本文在对GIS、电子地图等相关技术分析的基础上,提出了一种利用线性参考和动态分段进行事故点电子地图定位的算法,解决了突发事件位置确定问题。为了缩短应急响应时间,本文研究了最短路径算法并对其进行优化,进而提出了最佳路径算法,该算法通过合理设置搜索区域,提高了算法的运行效率。在对高速公路运行与应急管理分析的基础上,构建了基于GIS的高速公路应急指挥系统结构框架,同时提出了系统建设的目标。确定了系统功能模块和业务流程,完善了应急组织体系,并对系统数据库进行了详细设计。在系统结构框架和算法研究的基础上,利用GIS组件和数据库技术对部分业务功能进行开发,实现了事故点电子地图定位算法和最佳路径导航算法。对系统功能及算法进行了测试,测试结果表明系统能够缩短对突发事件的应急响应时间,达到了预期的目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究目的
• 1.4 本文研究内容和安排
• 第二章 高速公路运行与应急管理分析
• 2.1 高速公路突发事件
• 2.1.1 突发事件含义及分类、分级
• 2.1.2 突发事件危害性
• 2.1.3 突发事件处置及评价
• 2.2 高速公路运行管理体制
• 2.2.1 高速公路管理体制
• 2.2.2 高速公路信息基础条件
• 2.2.3 管理体制的主要问题
• 2.3 高速公路应急管理
• 2.3.1 应急管理概念
• 2.3.2 应急管理体系
• 2.4 基于GIS的高速公路应急指挥系统（G-FECS）的需求分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 G-FECS相关技术分析
• 3.1 地理信息系统（GIS）
• 3.1.1 GIS概述
• 3.1.2 GIS空间分析
• 3.1.3 电子地图
• 3.1.4 电子地图制作
• 3.2 数据库技术
• 3.2.1 空间数据库
• 3.2.2 空间数据模型
• 3.2.3 空间数据引擎
• 3.3 本章小结
• 第四章 G-FECS研究与设计
• 4.1 事故点电子地图定位
• 4.1.1 事故点定位分析
• 4.1.2 线性参照及动态分段
• 4.1.3 算法流程
• 4.1.4 坐标转换
• 4.2 最佳路径
• 4.2.1 Dijkstra最短路径算法
• 4.2.2 Dijkstra算法优化
• 4.2.3 最佳路径在系统中的应用
• 4.3 系统设计目标
• 4.4 系统总体框架
• 4.4.1 系统组织结构
• 4.4.2 系统网络拓扑结构
• 4.4.3 系统逻辑结构
• 4.5 系统功能模块设计
• 4.6 系统业务流程
• 4.7 数据库设计
• 4.7.1 空间数据库设计
• 4.7.2 属性数据库设计
• 4.8 本章小结
• 第五章 G-FECS开发与实现
• 5.1 G-FECS开发环境
• 5.2 系统信息管理
• 5.2.1 系统整体运行界面
• 5.2.2 电子地图管理
• 5.2.3 预案管理
• 5.3 最近应急设施查找
• 5.4 事故点定位
• 5.5 路径导航
• 第六章 系统测试
• 6.1 测试内容
• 6.2 测试环境
• 6.3 测试结果及分析
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢