杜澤明

（上海申通地鐵集團(tuán)有限公司，上海市201103）

0 引言

隨著科技的進(jìn)步，信息化技術(shù)在地鐵建設(shè)方面得到了很多成功的應(yīng)用。其中，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[1，2]已成為重要的信息化建設(shè)安全監(jiān)控手段，目前應(yīng)用在很多城市的地鐵建設(shè)中。

所謂遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，是指通過網(wǎng)絡(luò)將視頻和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等信息從施工現(xiàn)場傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并在監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)交互和管理，為現(xiàn)場施工質(zhì)量、安全生產(chǎn)提供輔助監(jiān)管的系統(tǒng)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一般是基于工點(diǎn)進(jìn)行信息管理，而工點(diǎn)的地理位置和設(shè)計(jì)圖紙信息通常用靜態(tài)形式展示，如圖片、P D F等。在靜態(tài)形式下，縮放等操作無法動(dòng)態(tài)調(diào)整展示內(nèi)容，因而造成相關(guān)地理信息展示不直觀、不全面，給遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能充分發(fā)揮帶來一定的局限性，特別是在應(yīng)急指揮情況下，靜態(tài)形式缺乏周圍地理環(huán)境信息給決策帶來困難，這種情況下引入數(shù)字地圖完善遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能就顯得尤為重要。

1 數(shù)字地圖介紹

數(shù)字地圖[3，4]是一種以數(shù)字形式存儲(chǔ)和記錄的新型地圖形式，它集成了多種地理信息技術(shù)，可以在計(jì)算機(jī)或移動(dòng)終端上瀏覽、查詢地圖數(shù)據(jù)，并進(jìn)行交互實(shí)現(xiàn)地圖分幅閱覽、比例切換、距離面積測量、興趣點(diǎn)定位等多種功能，是地理信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)代表。數(shù)字地圖一般由數(shù)據(jù)（矢量、柵格、屬性等）和平臺(tái)組成，根據(jù)不同的應(yīng)用目的有不同的表現(xiàn)形式，常見的有車載導(dǎo)航地圖、手機(jī)端移動(dòng)地圖、網(wǎng)絡(luò)電子地圖等[5]。根據(jù)地鐵建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)，本文選擇結(jié)合開發(fā)較多、技術(shù)相對(duì)成熟的網(wǎng)絡(luò)電子地圖作為應(yīng)用載體，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。

網(wǎng)絡(luò)電子地圖根據(jù)服務(wù)對(duì)象不同分為兩類：一類是公眾版網(wǎng)絡(luò)電子地圖，如常見的百度地圖、高德地圖、谷歌地圖等。此類地圖的特點(diǎn)是依托于互聯(lián)網(wǎng)，通過購買授權(quán)使用A P I接口服務(wù)進(jìn)行開發(fā)，其特點(diǎn)是授權(quán)使用成本相對(duì)較低，但由于地理信息具有保密性，此類地圖一般添加變形、無法精確定位坐標(biāo)。第二類是設(shè)有訪問權(quán)限的政務(wù)版網(wǎng)絡(luò)電子地圖。此類地圖由特定的測繪職能部門制作，主要服務(wù)于城市規(guī)劃、土地管理、行政執(zhí)法等方面，不對(duì)公共開放，僅對(duì)政府機(jī)關(guān)和部分企業(yè)用戶開放。其主要特點(diǎn)是采用城建坐標(biāo)系可精確定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)，地圖形式多樣，包含高分辨影像和數(shù)字地形圖等多種形式。

2 數(shù)字地圖在上海地鐵建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用

以上海地鐵建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為例，將數(shù)字地圖在其中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

2.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成及需求

上海地鐵建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成和工作流程[2]，如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)由工地現(xiàn)場端和監(jiān)控中心端組成：在工地現(xiàn)場由監(jiān)測人員輸入數(shù)據(jù)到本地服務(wù)器，然后通過網(wǎng)絡(luò)將本地?cái)?shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，接下來由監(jiān)控中心數(shù)據(jù)處理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，并把結(jié)果報(bào)送工程決策者，最后由工程決策者做出決策，并反饋給工地現(xiàn)場管理人員指導(dǎo)工程開展。

圖1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成和工作流程

在監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)處理人員在一塊由十面獨(dú)立屏幕拼接而成的大屏上進(jìn)行信息交互，如圖2所示。大屏可以切換顯示各種建設(shè)信息和視頻信息。在引入數(shù)字地圖前，當(dāng)系統(tǒng)切換至整體在建車站狀態(tài)預(yù)覽時(shí)，所有在建車站均顯示在一張紙質(zhì)掃描版的地圖上，車站設(shè)計(jì)等其他相關(guān)資料在系統(tǒng)中均為靜態(tài)圖片格式，無法疊加地圖顯示，也無法動(dòng)態(tài)調(diào)整展示詳細(xì)信息。這不僅給日常信息瀏覽造成不便，而且如果一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情，由于缺少車站周圍地理信息，將給應(yīng)急指揮決策帶來困難。因此，引入數(shù)字地圖主要作用就是完善信息展示和應(yīng)急指揮功能。

圖2 監(jiān)控中心所使用大屏

2.2 應(yīng)用過程

2.2.1 數(shù)字地圖選擇與開發(fā)模式

通過與相關(guān)測繪職能部門協(xié)商，引入政務(wù)版網(wǎng)絡(luò)電子地圖[6]作為結(jié)合開發(fā)平臺(tái)，主要考慮以下兩點(diǎn)原因：

（1）政務(wù)版網(wǎng)絡(luò)電子地圖坐標(biāo)定位準(zhǔn)確，滿足地鐵建設(shè)信息精確展示要求。各類設(shè)計(jì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)和用地范圍數(shù)據(jù)均基于城建坐標(biāo)，可以無損地在地圖上準(zhǔn)確顯示。公眾版網(wǎng)絡(luò)電子地圖由于自身存在變形，最后造成坐標(biāo)與實(shí)際位置存在較大偏差，從而大大影響應(yīng)用效果。

（2）政務(wù)版網(wǎng)絡(luò)電子地圖包含多種類型地圖數(shù)據(jù)，包括高分辨率影像圖、數(shù)字地形圖和行政區(qū)域圖等，并能提供專業(yè)的各類地理信息輔助工具，切合地鐵建設(shè)管理所需。

基于平臺(tái)通用性和數(shù)據(jù)安全考慮，開發(fā)模式采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，由地圖服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò)開發(fā)接口，結(jié)合原有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能在網(wǎng)頁上進(jìn)行集成開發(fā)。

2.2.2 數(shù)據(jù)入庫和系統(tǒng)開發(fā)

在系統(tǒng)集成開發(fā)前，提前搜集需要在數(shù)字地圖上展示的相關(guān)信息（如工點(diǎn)狀態(tài)、建設(shè)信息、設(shè)計(jì)圖紙、用地范圍等），完成數(shù)字化并錄入數(shù)據(jù)庫。之后進(jìn)入系統(tǒng)開發(fā)階段，完成地圖符號(hào)庫設(shè)計(jì)、交互界面設(shè)計(jì)和功能代碼編寫。

另外，在數(shù)據(jù)入庫和系統(tǒng)開發(fā)過程中需要注意的幾點(diǎn)有：設(shè)計(jì)圖紙入庫時(shí)建議采用規(guī)劃審批CA D圖紙，其中包含圖層全面且信息準(zhǔn)確；數(shù)據(jù)庫字段設(shè)計(jì)要合理綜合考慮多種情況，如避免不同線路同一換乘站點(diǎn)的數(shù)據(jù)矛盾，便于后續(xù)更新維護(hù)；地圖符號(hào)庫設(shè)計(jì)盡量與原有遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的標(biāo)識(shí)一致，保持延續(xù)性；界面設(shè)計(jì)要適配遠(yuǎn)程監(jiān)控大屏布置形式等。

2.2.3 功能實(shí)現(xiàn)

完成開發(fā)后的系統(tǒng)界面如圖3所示：界面左側(cè)為遠(yuǎn)程監(jiān)控功能區(qū)，集成了原有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能；界面中央部分地圖顯示區(qū)，以數(shù)字地圖為載體展示各種信息，結(jié)合界面右上角工具欄可以進(jìn)行地圖功能操作；此外，為應(yīng)急指揮功能更好發(fā)揮，在地圖顯示區(qū)添加界面切換按鈕，點(diǎn)擊后顯示應(yīng)急指揮專用功能界面。

結(jié)合需求對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行簡要介紹，其中在完善信息展示方面，基于數(shù)字地圖實(shí)現(xiàn)以下功能（見圖 4）。

圖4 基于數(shù)字地圖的信息展示功能示意

（1）實(shí)現(xiàn)展示信息的動(dòng)態(tài)調(diào)整：地圖縮放在較小比例尺時(shí)，在地圖頁面上用不同圖例符號(hào)顯示工點(diǎn)施工進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警等情況，點(diǎn)擊工點(diǎn)后彈出詳細(xì)信息列表；在縮放至較大比例尺時(shí)，地圖信息進(jìn)一步詳細(xì)，顯示工點(diǎn)本體及出入口設(shè)計(jì)輪廓線、施工借地范圍線、征地范圍線等；實(shí)現(xiàn)在不同縮放等級(jí)下工點(diǎn)信息的動(dòng)態(tài)調(diào)整顯示，點(diǎn)擊指定對(duì)象可查詢其詳細(xì)信息。

（2）疊加顯示多種地圖形式，如高分辨影像圖、數(shù)字線劃圖、行政區(qū)域劃分圖，工點(diǎn)周邊相關(guān)地理信息情況一目了然。

（3）多種地圖工具，實(shí)現(xiàn)距離測量、面積測量、定位等功能。

在應(yīng)急指揮方面，基于數(shù)字地圖主要實(shí)現(xiàn)以下功能（見圖5）。

圖5 基于數(shù)字地圖的應(yīng)指揮急功能示意

（1）周圍興趣點(diǎn)搜索：按照指定區(qū)域或半徑，搜索醫(yī)院、消防局、警察局、學(xué)校、居民區(qū)等興趣信息，為應(yīng)急指揮提供地理信息支持。

（2）電子沙盤：在緊急情況下，可結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诘貓D上標(biāo)注救援隊(duì)車輛位置、人員配備、行動(dòng)路線等，將應(yīng)急資源和應(yīng)急方案準(zhǔn)確在地圖上展示。

（3）監(jiān)測數(shù)據(jù)展示：一鍵查詢相應(yīng)工點(diǎn)最新監(jiān)測數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)曲線，直觀展示變化趨勢。

（4）應(yīng)急預(yù)案查詢：將應(yīng)急預(yù)案等相關(guān)文檔關(guān)聯(lián)到各工點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)一鍵查詢，為應(yīng)急指揮提供依據(jù)。

以上功能基本展示了數(shù)字地圖與地鐵遠(yuǎn)程監(jiān)控初步結(jié)合的應(yīng)用效果，在信息展示和應(yīng)急指揮方面充分發(fā)揮了數(shù)字地圖優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了地鐵建設(shè)信息查詢、展示的直觀性、便利性，同時(shí)全方位整合了各種資源、為應(yīng)急指揮決策提供有效輔助。

3 結(jié)語

本文對(duì)數(shù)字地圖與上海地鐵建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用的開發(fā)過程和功能進(jìn)行了簡要介紹，希望能為其他城市地鐵建設(shè)提供一定的參考。目前，本文所介紹的結(jié)合開發(fā)后的系統(tǒng)已上線運(yùn)行，取得了預(yù)期的應(yīng)用效果，同時(shí)也說明了數(shù)字地圖技術(shù)在工程建設(shè)管理領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。最后，面對(duì)信息化的未來，期待數(shù)字地圖為代表的地理信息技術(shù)應(yīng)用能有更深入的探索。

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