高速公路信息要素?cái)?shù)據(jù)字典研究

序論：在您撰寫高速公路信息要素?cái)?shù)據(jù)字典研究時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

近年來交通運(yùn)輸部發(fā)布了一系列有關(guān)數(shù)字交通、交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)發(fā)展和新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的文件，如2019年7月發(fā)布的《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》即指出要推動交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行管理等全要素、全周期數(shù)字化。2020年8月發(fā)布的《關(guān)于推動交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》中，主要任務(wù)之一是打造融合高效的智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施，在智慧公路方面，要推動先進(jìn)信息技術(shù)應(yīng)用，逐步提升公路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行管理等全要素、全周期數(shù)字化水平。2021年國務(wù)院印發(fā)了《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，其中國家綜合立體交通網(wǎng)2035年主要指標(biāo)表中提出，代表智能先進(jìn)的交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化率目標(biāo)值為90%。我國的公路工程在設(shè)計(jì)文件編制辦法的基礎(chǔ)上，現(xiàn)階段還主要是以紙質(zhì)文件/文檔為主的交付。隨著社會的快速發(fā)展，這種交付方法在工程實(shí)踐中暴露越來越多的問題:如巨量建設(shè)工程數(shù)據(jù)采集、存儲及交付仍然主要依靠人工和檔案室完成，工作強(qiáng)度大、效率低;如在成果應(yīng)用階段，存在數(shù)據(jù)丟失問題嚴(yán)重、數(shù)據(jù)利用率不高、數(shù)據(jù)再利用耗時耗力、線上線下銜接困難、價值轉(zhuǎn)化弱及關(guān)注度低等問題，產(chǎn)出遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于投入。隨著國家相關(guān)政策文件的相繼出臺，以及工程實(shí)踐中存在的改進(jìn)需求，推動了高速公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化相關(guān)研究。為了適應(yīng)高速公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化的高速發(fā)展，加快高速公路基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的共享［1］，本文從數(shù)字化交付定義和手段出發(fā)，以現(xiàn)階段國內(nèi)工程信息要素相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為基礎(chǔ)，以實(shí)用性和可操作性為基本原則，探討適用于數(shù)字化交付的高速公路信息要素字典研究。

1高速公路數(shù)字化交付

1．1高速公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化交付

高速公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化交付是指利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，創(chuàng)建基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字孿生模型，串聯(lián)工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息并交付，從而實(shí)現(xiàn)高速公路“建、管、養(yǎng)、運(yùn)、服”全生命周期智能化服務(wù)。交付的數(shù)據(jù)主要包含工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的設(shè)計(jì)、采購、施工等靜態(tài)化信息以及運(yùn)營服務(wù)過程中的動態(tài)化數(shù)字信息，利用合理的交付手段，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全壽命周期的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，提高數(shù)據(jù)分析應(yīng)用效率。因此，在交付過程中如何建立一組嚴(yán)密一致的數(shù)據(jù)定義，解決數(shù)據(jù)的傳遞問題就迫在眉睫。

1．2高速公路信息要素數(shù)據(jù)字典

工程數(shù)據(jù)處理是高速公路數(shù)字化交付運(yùn)行的基石，而對高速公路工程數(shù)據(jù)進(jìn)行描述的要素?cái)?shù)據(jù)字典則是數(shù)據(jù)定義、處理和共享的基礎(chǔ)。高速公路信息要素?cái)?shù)據(jù)字典是對高速公路工程數(shù)據(jù)對象或項(xiàng)目信息的描述合集，用于查詢工程項(xiàng)目中各種結(jié)構(gòu)信息、類型定義，從而最大程度地消除歧義和交流不暢的問題。

2國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀

2．1相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范

1)GB/T20258—2019基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典［2］。我國地理信息專業(yè)數(shù)字化發(fā)展成熟，積累了大量寶貴的經(jīng)驗(yàn)［3］。現(xiàn)行的《基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典》根據(jù)不同基本比例尺，對地理空間數(shù)據(jù)特征信息進(jìn)行了歸類，包括水系、居民地基設(shè)施、交通、管線、境界與政區(qū)、地貌、植被與土質(zhì)、地名以及空間定位基礎(chǔ)等。國標(biāo)規(guī)定了各地理信息要素的基本屬性，并明確其幾何表示方式(點(diǎn)、線、面)和表示示例，以及該要素與相關(guān)要素之間的拓?fù)潢P(guān)系。要素代碼采用6位十進(jìn)制數(shù)字碼編碼，包含大類碼－中類碼－小類碼－子類碼的結(jié)構(gòu)形式。2)GB/T51296—2018石油化工工程數(shù)字化交付標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)共分7章和4個附錄，主要技術(shù)內(nèi)容包括:總則、術(shù)語、基本規(guī)定、交付基礎(chǔ)、交付內(nèi)容與形式、交付過程和交付平臺等。標(biāo)準(zhǔn)給出了類庫的邏輯關(guān)系，包括工廠對象類、屬性、計(jì)量類、專業(yè)文檔類型等信息及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，并在第5章節(jié)以及附錄中規(guī)定了交付的內(nèi)容與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。3)GB/T41455—2022地下管線要素?cái)?shù)據(jù)字典［4］?！兜叵鹿芫€要素?cái)?shù)據(jù)字典》規(guī)范了地下管線要素?cái)?shù)據(jù)字典結(jié)構(gòu)及內(nèi)容、數(shù)據(jù)字典描述內(nèi)容和要求。與《基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典》相似，以地下管線點(diǎn)要素、地下管線線要素、地線管線面要素為分類方式，規(guī)定了地下管線各要素的要素屬性、幾何圖示以及相關(guān)管線之間的拓?fù)潢P(guān)系。地下管線要素代碼采用7位數(shù)字碼，結(jié)構(gòu)為:專業(yè)碼－專業(yè)大類碼－中類碼－小類碼－子類碼的結(jié)構(gòu)形式。其中專業(yè)碼采用基礎(chǔ)地理要素中對應(yīng)的管線大類碼“5”。

2．2交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

JT/T697．1～14交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元:《交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元》一共分為14個部分，“第1部分:總則”中規(guī)定了數(shù)據(jù)元的編制規(guī)則和分類方式等基礎(chǔ)內(nèi)容，剩下13部分則分別規(guī)定了公路、港口、航道、船舶以及建設(shè)項(xiàng)目信息等各專業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元信息。由于本文主要針對高速公路相關(guān)信息要素進(jìn)行展開研究，重點(diǎn)以“第2部分:公路信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元”分冊為例:交通信息數(shù)據(jù)元按其所屬業(yè)務(wù)領(lǐng)域采用面分類法對類別進(jìn)行分類，每個類別下采用面分類和線分類相結(jié)合的方式，設(shè)置一級、二級和三級分類。根據(jù)公路專業(yè)管理對象和業(yè)務(wù)信息的基本內(nèi)容和屬性，劃分了路線、路基、路面等11項(xiàng)數(shù)據(jù)元一級分類，并根據(jù)需要再細(xì)分至二級或三級。在此分類的基礎(chǔ)上，針對數(shù)據(jù)元的屬性和數(shù)據(jù)類型進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元詳細(xì)定義，包含編號、名稱、定義、數(shù)據(jù)元類型、數(shù)據(jù)格式、值域。

3高速公路要素?cái)?shù)據(jù)字典的編制

基于對國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的深入研究，以高速公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營應(yīng)用為主要出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合《交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元》的公路工程相關(guān)內(nèi)容以及《基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典》的要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)框架，編制高速公路信息要素?cái)?shù)據(jù)字典(以下簡稱要素?cái)?shù)據(jù)字典)。

3．1要素?cái)?shù)據(jù)字典結(jié)構(gòu)

要素?cái)?shù)據(jù)字典主要以高速公路項(xiàng)目的實(shí)體資產(chǎn)、環(huán)境以及工作內(nèi)容為對象，采用面分法以及面分法和線分法相結(jié)合方式，根據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域－一級分類－二級分類的分類順序，細(xì)分高速公路信息要素。要素?cái)?shù)據(jù)字典相較于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T697．2交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元第2部分，并未將層級細(xì)分至基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元層級，而是將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元作為要素的基礎(chǔ)屬性，對高速公路信息要素進(jìn)行描述。

3．2高速公路信息要素分類

為了更好地服務(wù)于高速公路資產(chǎn)數(shù)字化交付應(yīng)用，要素?cái)?shù)據(jù)字典在施工及運(yùn)營的工程要素上增加了一部分內(nèi)容。要素?cái)?shù)據(jù)字典分類結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2中□內(nèi)為相較于JT/T697．2新增的要素內(nèi)容。圖2中未列出二級及二級以下與JT/T697．2相同的要素內(nèi)容，三級分類中暫無細(xì)目，作為二級分類要素的擴(kuò)展層級備用。1)一級分類“路線”下，新增二級分類“車道線”?！败嚨谰€”為每個行車道的幾何中心線。主要應(yīng)用于數(shù)字化高速公路中的車輛高精度定位，感知車運(yùn)行狀態(tài)和當(dāng)前所在位置。2)一級分類“沿線設(shè)施”下，新增二級分類“通訊設(shè)施”“照明設(shè)施”“環(huán)保設(shè)施”“防眩設(shè)施”“隔音設(shè)施”。在數(shù)字化交付和工程資產(chǎn)管理的過程中，需要對沿線設(shè)施、設(shè)備的資產(chǎn)信息進(jìn)行管理、統(tǒng)計(jì)和查看。其中，通訊設(shè)施為高速公路信息化和智能化管理的重要基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)，準(zhǔn)確、及時地傳輸各路網(wǎng)監(jiān)控和收費(fèi)系統(tǒng)的語音、數(shù)據(jù)和圖像等信息，保持各管理部門之間聯(lián)絡(luò)通訊的暢通，為高速公路內(nèi)部各部門和外界建立可行的聯(lián)系。同時，照明設(shè)施、環(huán)保設(shè)施、防眩設(shè)施、隔音設(shè)施也均為工程建設(shè)或運(yùn)營過程中應(yīng)配置的附屬設(shè)施，考慮在要素?cái)?shù)據(jù)字典中增加分類。3)一級分類“沿線環(huán)境”下，新增二級分類“水文及通航”“地質(zhì)狀況”“土地利用”“環(huán)境敏感點(diǎn)”“征拆對象”。在現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T697．2中，沿線環(huán)境分類下僅包含定位控制點(diǎn)和沿線地形。從工程項(xiàng)目周期管理全流程考慮，增加以上要素。其中，在JT/T697．2中，與“水文及通航”相接近的條目為“通航等級”，作為二級分類“橋梁概況”的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元，編號為GL040100015。考慮到高速公路沿線跨越水文地物資料等信息量較多，為了更好地服務(wù)于數(shù)字化應(yīng)用，要素?cái)?shù)據(jù)字典將“水文及通航”作為二級要素，移至一級分類“沿線環(huán)境”下。同時，考慮項(xiàng)目建設(shè)過程中對周邊場地環(huán)境以及征拆信息的關(guān)注，要素?cái)?shù)據(jù)字典中也增加了地質(zhì)和征拆土地等相關(guān)信息內(nèi)容。4)增加一級分類“臨時工程”，以下包含二級分類“施工場地”“改路改溝”“施工便道”。主要關(guān)注項(xiàng)目建設(shè)期與施工相關(guān)類的信息要素 

4要素?cái)?shù)據(jù)字典在高速公路數(shù)字化中的應(yīng)用

“高速公路數(shù)字化交付平臺”是數(shù)字化交付的重要組成部分和交付手段，以安徽省高速路網(wǎng)的地理空間瀏覽和查詢?yōu)榛A(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)項(xiàng)目、區(qū)位、設(shè)施或構(gòu)件的瀏覽、查詢和定位。通過與二維、三維GIS模塊的數(shù)據(jù)交互，完成設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維工程階段的數(shù)字化交付成果的檢索和查詢。同時可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目文檔的目錄組織、內(nèi)容呈現(xiàn)和高效檢索，實(shí)現(xiàn)文檔數(shù)據(jù)與GIS，BIM數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)無紙化辦公流程，改善工程關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失嚴(yán)重、利用率不高等問題?；诮y(tǒng)一的要素?cái)?shù)據(jù)字典，高速公路數(shù)字化交付平臺可以完成路網(wǎng)多工程項(xiàng)目的展示、查詢、定位與管理。例如:在平臺中確定某互通立交為交叉工程后，可以直接定位至要素?cái)?shù)據(jù)字典的二級要素“路線交叉”，并推送“路線交叉”的全部基礎(chǔ)屬性，如交叉口編號、樁號、種類、形式等。在用戶上傳該交叉工程相關(guān)數(shù)據(jù)文件至平臺時，應(yīng)根據(jù)推送的屬性字段、類型、量綱等規(guī)定要求，按規(guī)則和依托文件進(jìn)行賦值。同時，利用平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程中，運(yùn)用要素名稱、屬性字段對應(yīng)等方法，也可以準(zhǔn)確地進(jìn)行項(xiàng)目數(shù)據(jù)檢索、統(tǒng)計(jì)和展示。

5結(jié)論與展望

高速公路項(xiàng)目全過程管理包含的信息量和數(shù)據(jù)量極大，其基礎(chǔ)信息要素的分類是一項(xiàng)較為復(fù)雜且龐大的工程。在工程數(shù)字化日益發(fā)展的今天，需要建立一套完整的、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，從而降低工程數(shù)據(jù)應(yīng)用中的重復(fù)溝通，促進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)過程數(shù)據(jù)傳遞和應(yīng)用。本文基于已有項(xiàng)目基礎(chǔ)編寫高速公路信息要素?cái)?shù)據(jù)字典，對公路基礎(chǔ)要素分類尚有不全，在后期工作中應(yīng)補(bǔ)盡補(bǔ)。

參考文獻(xiàn):

［1］鄒帥．BIM數(shù)字化交付平臺在工程可行性研究階段的應(yīng)用［J］．土木建筑工程信息技術(shù)，2021，13(4):74－79．

［2］國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會．基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典第1部分:1∶5001∶10001∶2000比例尺:GB/T20258．1—2019［S］．北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2019．

［3］肖亮亮，王長海．綜合交通地理信息要素結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］．西部交通科技，2021(5):154－157．

［4］中華人民共和國資源部．地下管線要素?cái)?shù)據(jù)字典:GB/T41455—2022［S］．北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2022．

［5］張紹陽，高航，關(guān)勝超，等．交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元層次結(jié)構(gòu)模型及其應(yīng)用［J］．長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2013，33(6):79－84．

作者:戴瑋 何飛 單位:安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司 公路交通節(jié)能環(huán)保技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心