Использование возможностей геоинформационных систем при решении задач зимнего содержания дорог

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 625.768

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ЗИМНЕГО СОДЕРЖАНИЯ ДОРОГ

Самодурова Татьяна Васильевна

Профессор кафедры «Проектирования автодорог и мостов», д. т.н.

E-mail: samodurova@vgasu.vrn.ru

Гладышева Ольга Вадимовна

Доцент кафедры «Проектирования автодорог и мостов», к.т.н.

E-mail: ov-glad@ya.ru

Ширяева Светлана Михайловна Аспирант

Перегудова Вера Николаевна Аспирант

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет» Россия, Воронеж

Представлена информация, необходимая для управления работами по зимнему содержанию дорог. Приведены расчетные параметры метелей. Предложена реализация результатов исследования с использованием ГИС-технологий. Картографические материалы могут быть использованы для решения задач проектирования снегозащиты, организации снегоочистки дорог, расчете ресурсов на зимнее содержание с учетом дорожных и климатических особенностей территории.

Ключевые слова: Автомобильная дорога, зимнее содержание, зимняя скользкость, метель, ГИС-технологии, дорожно-климатические карты

зимний снегозащита дорога климатический

Samodurova Tatiana Vasilevna Federal State Educational Institution of Higher Professional Education «Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering» Russia, Voronezh Professor department of «Roads and bridges designing», d.t.s. E-mail: samodurova@vgasu.vrn.ru

Gladysheva Olga Vadimovna Federal State Educational Institution of Higher Professional Education «Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering» Russia, Voronezh Docent department of «Roads and bridges designing», c.t.s. E-mail: ov-glad@ya.ru

Shiryaeva Svetlana Mihailovna Federal State Educational Institution of Higher Professional Education «Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering» Russia, Voronezh Postgraduate student

Peregudova Vera Nikolaevna Federal State Educational Institution of Higher Professional Education «Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering» Russia, Voronezh Postgraduate student

Use of opportunities of geographic information systems for solving problems of winter road maintenance

The information needed to manage the works of winter maintenance of roads was presented. The estimated parameters of blizzards were provided. The realization of the study results by using the GIS technology was proposed. The cartographic materials can be used to solve the problems of snow protection design, organization of snow removal, calculation the resources for winter road maintenance taking into account the road and climatic characteristics of the area.

Keywords: roads, winter maintenance, slipperiness, blizzard, GIS technology, road climatic map.

Зимний период на территории России характеризуется частым образованием различных видов зимней скользкости. Современные стандарты и требования к уровню содержания автомобильных дорог регламентируют время на ликвидацию зимней скользкости и восстановление безопасных условий движения.

Для принятия решения о проведении работ по зимнему содержанию и обоснования необходимых ресурсов должны анализироваться большие объемы информации о внешней среде (погодные условия) и автомобильных дорогах - как объектах управления [4].

Существенной особенностью как дорожной, так и погодной информации является ее пространственная составляющая. Погодная информация отображается на картах, состояние дорожного покрытия в системах дорожного погодного мониторинга в настоящее время также представлено на картах с сетью обслуживаемых дорог. Совместить эти виды информации на одной карте возможно с использованием ГИС-технологий, которые позволяют обрабатывать и представлять на электронных картах пространственную информацию.

При зимнем содержании дорог можно выделить различные по временной составляющей задачи. При стратегическом управлении период актуализации информации составляет зимний период, для которого необходим расчет ресурсов на содержание дороги. При оперативном управлении период актуализации сокращается до нескольких часов и при работах по снегоочистке и ликвидации зимней скользкости работы ведутся, практически в режиме реального времени.

Одно из научных направлений кафедры Проектирования автомобильных дорог и мостов Воронежского ГАСУ является исследование параметров метелевой деятельности, их распределение по территории и использование полученной информации для решения задач по снегозащите и снегоочистке.

По результатам исследований, проведенных авторами, выявлены и определены основные параметры метелей, приведенные в табл. 1 [1,2,5].

Таблица 1 - Основные параметры метелей для решения задач зимнего содержания

Расчет все указанных параметров производится по данным метеостанций Государственной наблюдательной сети. Обработка данных производится по методике, представленной в действующих нормативных документах [3]. Для реализации этой методики авторами разработаны специальные компьютерные программы по расчету всех указанных выше параметров.

Расчеты параметров метелевой деятельности достаточно трудоемкая работа. Для получения репрезентативных данных необходимо обрабатывать длинные временные ряды метеорологической информации. Из-за значительной стоимости информации такие расчеты наиболее целесообразно провести в рамках отдельного исследования и представить результаты в виде специальных карт распределения параметров метелевой деятельности по территории.

Картографирование территории можно выполнять, используя технологии построения цифровых моделей местности, широко используемые в современных САПР автомобильных дорог. Воронежский ГАСУ является пользователем программного комплекса CREDO ДОРОГИ, который позволяет получать карты, используя следующую технологию:

В программе TRANSFORM создается растровая подложка - карта территории с сетью автомобильных дорог и местоположением метеостанций Государственной наблюдательной сети.

Растровая подложка экспортируется в программу CREDO ДОРОГИ для оцифровки и построения карт.

При оцифровке карты места расположения метеостанций служат опорными точками, в них задаются значения параметров метелей.

В CREDO ДОРОГИ создаются слои, и в каждом слое строится карта для одного параметра метелевой деятельности.

Для построения карты создается замкнутый контур, внутри которого строится трехмерная поверхность и ее двухмерное изображение в виде интерполяционных горизонталей - изолиний. Изолинии в первом приближении отображают одинаковые значения параметра в различных точках местности. Шаг изолиний может приниматься различным для разных слоев. Его величина зависит от изменчивости климатического фактора в пространстве, точности его расчета, решаемых задач.

Программа CREDO ДОРОГИ позволяет, используя полученные карты, строить разрезы по оси дороги и увидеть распределение любого метелевого параметра вдоль дороги в виде линейного графика.

Фрагмент карты с расчетными значениями объемов снегоприноса для дорог, направленных на север (слева), на юг (справа) представлен на рис.1.

Рис. 1. Карта распределения расчетных объемов снегоприноса для дорог, направленных на север (слева), на юг (справа)

Данные карт с параметрами метелей могут использоваться для решения ряда задач зимнего содержания:

- выявление снегозаносимых участков,

- проектирование различных вариантов снегозащиты (при разработке проектов строительства и реконструкции дорог, а также для дорог на стадии содержания),

- планирование работ по расчистке снежных заносов,

- расчет ресурсов (техники, противогололедных материалов) для зимнего содержания дорог.

Послойная организация данных позволяет исследовать закономерности изменения распределения параметров по территории и наносить дополнительные данные на отдельные карты.

Современные тенденции развития систем автоматизированного проектирования, переход на безбумажные технологии передачи и использования информации на различных этапах жизненного цикла дороги делают возможным использование ГИС-технологии, как наиболее универсальной информационной технологии для решения указанных задач.

Методика построения цифровых моделей местности и отображения информации на картах также делает возможным использовать результаты в формате ГИС-технологий. Результаты расчетов в программе CREDO ДОРОГИ после экспорта в геоинформационные системы и автоматической конвертации результатов расчета позволят отобразить данные в координатах поверхности земли и совместить их с данными по дорогам.

Литература

1. Gladysheva, O.V. Estimation amount of snow deposit on the road / O.V. Gladysheva. Prague, Czech Republic: 14th International road Weather Conference, 2008. - C.19.

2. Гладышева, О.В. Учет динамики снегоотложений на автомобильных дорогах / О.В. Гладышева: Известия ВУЗов, Строительство, № 7, 2006. - С. 77-82.

3. ОДМ 218.5.001-2008. Методические рекомендации по защите и очистке автомобильных дорог от снега. Отраслевой дорожный методический документ, Федеральное дорожное агентство, Москва, 2008. - 116 с.

4. Самодурова Т.В. Оперативное управление зимним содержанием дорог: Научные основы. -Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та , 2003. - 168с.

5. Самодурова, Т.В., Определение количества метелевых снегоотложений на земляном полотне автомобильных дорог / Т.В. Самодурова, О.В. Гладышева: Известия высших учебных заведений, Строительство, № 8, 2003. - С. 94-100.

Размещено на Allbest.ru