论述了公路线路设计的重要性,对目前公里线路设计中常用的技术手段进行了总结,并对这些手段的优缺点进行评析,以期为公路线路设计实践提供参考和借鉴作用.

关键词：公路 线路设计 技术手段 优缺点评析

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)04(c)-0126-01

公路施工质量的好坏,投资效益的高低,都与公路设计的质量好坏息息相关.一般来说,设计方案对工程造价的影响占到75%[1],改变设计方案是节约工程造价的最有效手段.同时,在按图施工的模式下,设计方案的质量则直接决定施工质量,直接决定公路建成后能否发挥良好的经济社会效益.因此,有必要对公里设计技术手段进行研究,不断改进公路设计的技术手段,为提供高质量的公路设计方案提供技术支撑.文章对公路设计中常用的设计手段进行研究,总结它们在实践中的应用,以期提高公路设计方案的质量.

1.公路设计的常用技术手段

随着公路设计理论的创新和计算机技术的发展,公路设计的基本理论和方法和计算机软件相结合,使得公路设计的技术手段有了长足的进步和发展.当前,常用的技术手段有如下这些.

1..1 CAD技术

CAD技术是目前在建设工程领域使用最为广泛的技术,也是相对而言比较成熟的技术.早在1992年,便有相关学者对此展开了研究.赵喜安（1992）[2]研究了互通式立交的计算机辅助设计与绘图系统,建立了适合计算机特点又给用户提供了最大自由决策的线元设计法,它能迅速有效地由线元构造出各种复杂线形,并可支距出任意条线性、抛物线或圆弧等有确定函数关系的偏置线.该方法实现了方案的比选和优化设计,可以完成各种型式互通立交的初步没计和施工图设计与绘图的主要工作.

1..2 DTM实现技术

赵永平（2009）[1]在研究如何将传统的公路线路设计中的外业测量和内业作图有机结合起来,以提高路线设计的效率时候,提出把外业测量采集数据的过程通过数字地面模型DTM技术由计算机自动在内业完成,形成集数据采集、路线设计、成果输出等多项任务于一体的设计集成系统.该系统主要包含三个核心技术模块,一是数字地面模型DTM的构建及数据采集技术；二是设计图表自动生成技术；三是HSDIS道路勘测设计一体化集成系统的功能及程序设计方法.数字地面模型DTM是指利用一个任意坐标场中大量选择的已知x,y,z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示.数字地面模型是一个数学模拟的过程,即用地形表面的按一定精度进行观测的大量采样点三维坐标表达地形表面.图表自动生产主要采用的是excel软件和AutoCAD软件以及VB语言编写的源程序,方便其他用户编辑、保存和技术交流.

1..3 三维关联优化设计技术

郭腾峰（2005）[2]在研究山区高速公路设计中路线方案比选和优化等迫切问题时,在数字地面模型技术的基础上,研究和开发了公路平、纵、横和三维模型之间实时关联互动的公路三维关联优化设计技术.该技术用到的核心技术主要有高速三维建模与优化技术、高速数据提取与分段技术、高速数模插值计算技术、平纵横三维图形实时刷新技术、计算机多线程运用技术、三维模型建立与显示技术、网络数据共享技术和三维动态影像处理技术.

1..4 Supermap公路路线辅助决策支持系统

赵建三（2007）[4]针对现行公路路线CAD系统尚不足以解决公路路线方案比选这类多目标空间决策问题的现实短板,将地理信息系统技术应用于公路设计,开发了基于Supermap公路路线辅助决策支持系统.该系统采用面向对象编程语言、数据库技术、Supermap组件式开发工具和DSS技术,建立适用面向空间层次体系的数据结构以及开放式系统结构,提供功能完善的信息查询和决策支持.该系统主要包括数据管理模块、公路选线模块和路线辅助决策模块.该系统包含的主要模型有公路路线决策因子模型、公路路线决策排序模型和CAD数据转换模块.

2.常用技术手段优缺点评析

以上总结的4种常用技术手段,由于发展阶段和所处时代不同,科技发展水平对于这些方法的发展、推广和应用有着重要的影响.现就这些常用技术手段的异同点进行如下的评析.

2..1 4种方法的共同点

从以上对各个方法的介绍中可以看出,这四种方法的共同点有以下这些：①都以AutoCAD技术为基础.AutoCAD作为使用时间最长,在实践中得到广泛应用和不断修正的软件,被很多专业人员所熟悉和接受,在它的基础上进行改进或者和其他方法综合便于业界接受；②三维技术的应用是热点.以上四种方法中,AutoCAD方法中其实本身包含三维建模功能,只是这种功能不能很好的适应公路线路设计的线形需求.其他几种方法,则是将空间数据引入传统的设计工作,使得路线设计工作的外业测量和内业绘图实现某种程度上的整合和衔接,便于后续的改动,以提高工作效率；③多学科、多种方法融合是发展趋势.上述四种方法,AutoCAD和其他学科和方法的融合是设计方法进步的重要来源.其中以AutoCAD和地理信息系统方面的知识和软件相结合最为常见.④计算机技术是这些方法应用的重要保障.这些方法大多依赖于计算机或者软件完成,尤其是其中的一些编程工作是复杂计算和图形导出的关键所在,而这则有赖于计算机技术的成熟,没有相应的计算机技术是无法开发这些软件的,更谈不上进一步的推广和应用.

2..2 4种方法的差异点

AutoCAD方法最为成熟,主要是辅助绘图,其他方面的功能有限.DTM实现技术则将传统的外业勘探和内业绘图结合起来,是在传统的AutoCAD绘图技术上的一种整合和延伸.三维关联优化设计技术则是将绘图和其他功能模块相结合,实现计算、图形建模和三维显示的有效整合.Supermap公路路线辅助决策支持系统的亮点在于将AutoCAD技术和地理信息系统模型有效结合,同时实现了多方案比选的智能化,系统的功能和其他三种方法相比是最强的.

3.研究结论

公路路线设计是一项复杂的系统工程,传统的设计方法和技术手段存在工作量大,效率不高,修改工作任务繁重的问题.公路路线设计技术手段的发展和最新进展是值得从业者关注的一个重大问题,文章对当前公路设计中常用的技术手段进行总结,并对他们的异同点进行评述,指出它们各自的优缺点,以便于业界更好地认识这些方法,促进这些方法的应用,为设计工作的繁荣发展提供参考和借鉴.

更多相关信息 还可关注中铁城际公众号矩阵 扫一扫下方二维码即可关注