Liniowe systemy referencyjne - znaczenie i korzyści dla zarządców infrastruktury

Liniowy system referencyjny (LRS) jest tym samym dla zarządców infrastruktury drogowej lub kolejowej czym osnowa dla geodetów. Stanowi podstawę efektywnego zarządzania posiadaną infrastrukturą.

Służby drogowe, kolejowe, ale także zarządcy szlaków wodnych, informują o prowadzonych pracach remontowych lub parametrach infrastruktury w następujący sposób:

Elementem, który łączy te komunikaty jest podany kilometraż.

Istnienie liniowych systemów referencyjnych jest sankcjonowane w prawie polskim. Powszechnie znane są dokumenty z wykorzystaniem kilometracji, np. kataster wodny czy książka drogi lub obiektów mostowych.

W celu dokładnego odwzorowania sieci na modelu graficznym potrzebna jest unifikacja zasad lokalizowania punktów oraz odcinków referencyjnych. System referencyjny pozwala lokalizować obiekty i cechy obiektów poprzez określenie odległości wzdłuż elementu liniowego. Rozwiązanie realizuje powiązanie rzeczywistej lokalizacji przestrzennej z układem bieżącego kilometrażu.

Narzędzia informatyczne wspierają zarządców infrastruktury gwarantując spełnienie wymagań oraz wytycznych, jak również przyczyniają się do optymalizacji procesu zarządzania systemem referencyjnym: rejestracji i gromadzenia danych dotyczących punktów i odcinków referencyjnych, akceptacji wyznaczanych w terenie punktów i odcinków referencyjnych, generowania raportów, automatycznego przekazywania informacji na potrzeby innych systemów informatycznych. Interoperacyjność systemu z istniejącymi zasobami danych oraz innymi systemami informatycznymi zagwarantowana jest poprzez przyjęcie otwartego modelu danych dostępnego dla różnych rozwiązań aplikacyjnych, którego integralną częścią są struktury i algorytmy liniowego systemu odniesienia (LRS - Linear Referencing System).

Najbardziej powszechny jest system referencyjny w sieciach transportowych. W przypadku dróg jest to kilometraż drogi, natomiast w kolejach kilometraż linii kolejowej. Zjawiska, które znajdują się w pasie przynależnym do tej konkretnej infrastruktury, są obiektami, jakie opisywane są współrzędnymi nie tylko geodezyjnymi czy geograficznymi, ale również w odniesieniu do kilometracji swojej własnej infrastruktury. Specyficznym rodzajem liniowego systemu referencyjnego jest ten oparty o rzeki lub inne elementy melioracji podstawowej. Tutaj również np. budowle hydrotechniczne odnoszą się do kilometracji cieku.

Liniowy system referencyjny jest budowany w oparciu o punkty o znanej pozycji (XY) oraz znanej kilometracji. W odniesieniu do tych elementów systemu odbywa się dalsze umiejscowienie pozostałych elementów infrastruktury, środowiska geograficznego czy np. nieruchomości.

W przypadku dróg mówimy o kilometrażu lokalnym, dla odróżnienia od kilometrażu globalnego, który podaje wartość początku i końca drogi wg stanu na dzień, kiedy zakładano kilometraż. Dzięki tej właściwości systemu w rzeczywistości wartość geometryczna pomiędzy dwoma punktami (LRS) nie musi być zgodna z wartością kilometracji wykazywaną w systemie referencyjnym. Rzeczywiste dane terenowe są danymi atrybutowymi.

Trzeba wziąć pod uwagę fakt, że większość systemów referencyjnych powstawała w czasie, gdy mapy były trudno dostępne, a w części Polski nie wykonywane w ogóle. Obecny dostęp do danych pozwala w dynamiczny sposób odnaleźć niespójności w istniejących systemach referencyjnych. W praktyce projektowej często spotykana jest sytuacja, gdy na jednym z cieków brakuje paru kilometrów rzeki, właśnie z powodu braku mapy. Nikt nie zweryfikował biegu rzeki w całości. Obecnie dokonanie weryfikacji całego biegu sieci transportowej/rzecznej na bazie ortofotomapy nie jest problemem, a wykorzystanie nowych technologii w szybki i dokładny sposób pozwala zidentyfikować takie miejsca.

Znalezienie takiego uchybienia nie powoduje jednak trudności w zarządzaniu infrastrukturą. W przytoczonej sytuacji nie ma konieczności przeliczanie całego systemu od nowa, ponoszenia dodatkowych kosztów. W tym właśnie tkwi przewaga systemu referencyjnego. Przebudowa infrastruktury, np. skrócenie czy wydłużenia obiektów, nie jest dla systemu problematyczne. Każde zdarzenie na linii może być opisane za pomocą współrzędnej geodezyjnej, kilometracji, podania odcinaka drogi czy węzła.

Firma SHH wykorzystała LRS w ciekawym kontekście do przedstawienia danych o charakterze dokumentacyjnym, które z racji merytorycznej przynależności do fragmentu sieci, drogi, mogą być łatwo dostępne. Taka właściwość zarówno LRS, jak i rozwiązań do zarządzania dokumentacją jest unikatowa i zapewne wyróżnia wdrożenie, jakie firma SHH wykonała dla PKP Polskie Linie Kolejowe S.A.

Trzeba pamiętać, że systemy referencyjne w odniesieniu do infrastruktury liniowej na całym świecie działają podobnie, są powszechnie stosowane i wykorzystywane. Regulacje unijne wprost wpływają na sposób gromadzenia i utrzymania danych o sieciach również w Polsce. Przykładem może być rejestr infrastruktury kolejowej, który ma docelowo w sposób homogeniczny integrować oraz zestawiać dane pochodzące od różnych europejskich zarządców infrastruktury.

Ważną właściwością systemów referencyjnych jest możliwość przedstawienia dowolnych zjawisk w odniesieniu do kilometracji podanej w systemie. Są to różne informacje zarządcze i eksploatacyjne, jak np. przychody na kilometr linii, koszty utrzymania na poszczególnych odcinkach, ilości soli wysypanej na chodnikach w pasie drogowym.

Część systemów informatycznych wspiera zarządców w tworzeniu i utrzymywaniu liniowego systemu referencyjnego. SHH z powodzeniem wdrożyła taki system dla PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. wraz ze swoim partnerem biznesowym, samodzielnie dla Linii Hutniczej Szerokotorowej czy Zarządu Dróg Województwa Małopolskiego.

Liniowe systemy referencyjne - korzyści

Jeden system odniesienia dla różnych służb
Łatwość aktualizacji i archiwizowania danych
Jednolity model systemu referencyjnego jako baza odniesienia dla innych systemów informatycznych
Dynamiczna segmentacja grafu odniesienia celem prezentacji różnorodnych zdarzeń i zjawisk
Możliwość wizualizacji zdarzeń w wielu kontekstach
Odniesienie każdego obiektu infrastruktury do konkretnego kilometrażu
Możliwość szybkiej readresacji zdarzeń w przypadku zmian kierunku i numeracji dróg
Możliwość stopniowego zwiększania dokładności grafu sieci

Autor

Ewa Durajczyk-Starościak, Kierownik Działu Realizacji Projektów, SHH sp. z o.o.

Więcej o SHH sp. z o.o.

Od 1996 roku SHH realizuje w Polsce i za granicą projekty informatyczne związane z informacją przestrzenną. Spółka wdraża kompleksowe, skuteczne i perspektywiczne rozwiązania klasy GIS oparte o światowe standardy technologiczne. Produkty i usługi SHH są dedykowane dla zarządców infrastruktury transportu (m.in. drogownictwo, kolejnictwo, komunikacja miejska), zakładów przemysłowych (m.in. górnictwo, produkcja przemysłowa), przedsiębiorstw sieciowych (m.in. elektroenergetyka, ciepłownictwo, gazownictwo, wodociągi i kanalizacja), jak również urzędów oraz biur projektowych i geodezyjnych. Firma posiada potencjał merytoryczny, technologiczny i wdrożeniowy do realizacji złożonych projektów w zakresie GIS.

Główne obszary działalności SHH: budowa systemów informacji przestrzennej i technicznej, tworzenie baz i hurtowni danych przestrzennych, zasilanie systemów informatycznych w dane, rozwój dedykowanego oprogramowania, wdrażanie systemów wspomagających podejmowanie decyzji, dostarczanie rozwiązań sprzętowych w ramach realizowanych projektów, wszechstronne doradztwo i szkolenia specjalistyczne.

SHH jest twórcą inicjatywy GISforum realizowanej poprzez trzy narzędzia: konferencję dedykowaną dla wielu branż, serwis tematyczny w wnp.pl oraz cykliczny newsletter.

Więcej na www.shh.pl