基于Civil 3D的公路线形连续性评价与应用

为在路线设计阶段提高线形设计的合理性,将空间曲率作为公路线形连续性的评价标准,采用VS开发工具及C#开发语言对Civil 3D进行二次开发.建立了以空间曲率为指标的评价模型,形成了针对线形连续性的公路线形评价程序,该程序可以作为扩展工具在Civil 3D中运行,并利用该程序对位于黑龙江省的骆驼砬子至庆有屯公路进行了线形连续性评价检验.结果 表明,本文开发的公路线形连续性评价程序能够快速计算空间曲率,并对线形安全性做出评价,可为公路项目线形优化提供参考.     

公路线形优化的一种新方法

将动态规划法与直接搜索法相结合,以进行公路线形优化,鉴于在变量的可行域范围内的目标函数是连续的,因而能很好地收敛。这样,不再需要把可行域划分成许多格网,这就明显地节省了对计算机内存数量的要求,并大大节约计算时间。这个方法不仅能优化公路平面和纵断面线形,而且可优化公路空间线形。     

公路三维线形设计及约束建模

公路线形设计作为公路建设的重要环节,其设计质量的好坏直接影响到行车安全和舒适.为了改善现行平、纵分离式路线设计方法存在的不足,文中从公路中心线是一条空间曲线的本质出发,采用曲率和挠率作为设计参数,建立了一种新的公路三维线形设计方法.在此基础上,分别从几何连续性、车辆稳定性和行车舒适性3个方面对公路三维线形应满足的工程约束条件进行了研究分析,并建立了相应的约束模型.在借鉴现有设计规范和经验的基础上,结合已建立的约束模型,最终确定了不同设计速度下三维线形指标应满足的设计约束值.新的线形设计方法可以避免传统方法中平、纵线形组合无法量化分析,以及组合线形空间连续性衰减等问题,为提高公路线形设计的安全性提供了新的思路.     

山区公路平面线形的优化设计

作为动态规划法与随机搜索法相结合进行公路线形优化设计的应用之一,本文提出了在山区狭长地带范围内对公路平面线形进行优化的有效方法。本方法选用了简单实用的带状方格网式数字地形模型。线形优化的目标函数采用以主导坡度控制时的“理想坡度线”作为纵断面设计线的假想工程量或假想工程费用。函数的状态变量和决策变量为平面转角点座标。一般情况下,优化的计算单元包含了圆曲线和缓和曲线的构成,并选用各转角点的直缓点作为分段点。此外,文中还列举了进行公路平面和纵断面线形优化前后的算例比较与成果分析。算例表明,采用本方法进行山区公路平面线形优化通常能缩短路线,增大平曲线半径和提高路线设计纵坡的均匀性,并明显降低工程造价。     

基于体感交互的公路真三维设计与系统架构

引入自然交互这一人机交互领域的最新概念,基于Kinect传感器强大的人体识别与关节点空间运动跟踪及坐标定位能力,提出采用体感人机交互技术在三维虚拟空间中进行公路线形几何设计的方法,并给出了公路真三维设计系统架构.讨论了采用手势进行公路设计的流程以及手势识别、视角控制、线形实时动态交互优化编辑等功能模块的功能设计与相互关系.并采用微软SDK和Google Earth作为第三方软件,开发了系统原型并进行实验,实现了人机交互手段与公路设计平台由二维向三维转变,验证了基于体感交互的公路真三维设计方法的可行性.     

可能速度及其在公路线形设计中的应用方法

根据汽车在公路上行驶的特性和公路线形设计的要求,研究了以设计速度作为依据的公路线形设计方法,发现各技术指标取值不合理、相互组合不协调,易发生交通事故等问题。提出可能速度的概念及在公路线形设计的应用方法,可以有效地检查和评价公路线形设计成果,作为公路几何设计技术指标取值的依据。     

山区公路选线浅析

本文论述了对山岭地区公路选线的认识,探讨了如何优化公路线形,使其在交通运输和促进当地经济发展中起到重要作用。同时．提出了如何合理的选取技术指标和线形设计、公路美学等问题。     

基于遗传算法的公路自动选线与安全评价方法

针对公路自动选线交点搜索区域有限、评价方法不足等问题,基于遗传算法,通过构建公路线形约束模型、公路自动选线优化模型及运行速度预测模型,实现了公路三维空间选线方案自动寻优与安全性评价。结果表明：基于遗传算法的公路自动选线与安全评价方法,可以在给定的设计区域、拟定的技术、经济和安全条件下,克服路线交点只能在给定断面寻优的不足,实现设计方案的自动收敛和优化。在考虑路线安全性条件下,可以保证路线交点在拟定的选线区域全局进行自动搜索,验证了基于遗传算法的公路自动选线方法的可行性,并提升了选线工作的效率。该方法可以实现以速度一致性为指标的道路线形安全性评价,提高了选线方案的安全性设计水平。研究结果可为完善公路自动选线的理论基础,继续开展公路选线自动寻优方法的研究提供借鉴。     

基于高速公路线形综合指标的安全评价模型

为全面地研究公路线形指标与道路安全的关系,以曲率、曲率变化率、曲线转角、纵坡度、车道宽度、车道数、左右路肩宽度等设计指标为依据在国内首次提出了公路线形综合指标的概念.在此基础上构建了公路线形综合指标评价模型,评价模型为公路线形的量化分析提供了理论评价方法.通过回归得到事故率与线形综合指标累计值的关系,回归结果证明公路线形综合指标可以作为公路线形质量评价和道路安全评价的评价指标,并且综合指标累计值与事故率具有较好的相关性,得到了事故率与综合指标累计值的关系模型.并根据算例制定了安全性评价标准.     

悬索桥空间主缆分析

为了确定悬索桥空间主缆恒载线形,根据已有的二维模型,提出了一个三维主缆线形计算方法.直接从三维索的几何方程和平衡方程出发推导了索形迭代计算方法,该方法将三维主缆投影到2个平面上分别考虑几何边界条件和力的平衡条件,考虑了倾斜吊杆的影响,引入梯度迭代法,推导了三维主缆的迭代方程,给出了具体计算分析的迭代流程;采用C++语言编制了主缆三维恒载线形分析程序CF3D.基于该方法和程序对一座悬索桥的主缆进行了恒载线形的迭代计算分析.研究结果表明:该方法精度完全能满足工程计算要求,迭代计算出的主缆线形平顺.该方法具有使用方便、精度高等优点,适用于多跨空间缆索悬索桥.     

提高高等级公路缓和曲线计算精度的方法

对高等级公路路线设计中缓和曲线的计算精度进行了探讨,分析了现有缓和曲线计算公式体系误差产生的原因,提出2种计算机编程方法,以提高缓和曲线计算精度,满足高等级公路路线设计的要求。     

庐山西海高速公路的环境选线研究

环境影响评价对于预防和减少高速公路项目建设过程中的环境问题及其造成的损失极为重要,其核心是在选线设计时,首先需要评价工程对环境的影响,尽量控制或减少工程对环境的不利作用,从工程设计源头控制.以庐山西海高速公路为例,对高速公路选线中的工程与环境相互协调进行了研究,介绍了沿线环境对选线的制约,提出了环境选线方案,使高速公路...     

公路虚拟场景智能生成

基于控制点和数字地面模型,应用群体智能算法自动生成公路的平、纵、横断面线形,基于OpenGL和VC++编程语言,编制了公路三维虚拟仿真模型智能构建平台.实例应用效果表明：所述方法能快速构建选线阶段的公路三维模型,所构建的模型与实体模型误差小,模型格式具有较好的通用性和可移植性.     

公路平面线形设计的五单元导线法

公路平面线形设计的五单元导线法丁建明李方（东南大学交通学院,南京２１００９６）随着我国高等级公路的不断修建,对公路平面线形的要求越来越高,传统的直线为主的导线设计方法很难满足线形随地形、地物改变而变化的情况,特别是在立体交叉线形设计中显示出明显的不...     

按公路线形确定行车速度和燃油消耗

本文根据大量野外调查与实测数据,辅以理论分析,建立了公路线形与行车速度之间的关系。根据沿线行车速度和道路阻抗,可以估算燃油消耗量。采用本文提供的曲线图或电算程序,易于绘出某一给定公路沿线行车速度和燃油消耗变化的曲线图。本文的研究成果在公路方案的合理评价和优化设计中有实用意义。     

应用样条表达式计算卵型曲线和反曲线

应用样条表达式进行曲线和反曲线的设计和计算,不但统一了各线元的数学表达式,且由于在各表达式中引入了方位角,使计算方法简便,确定参数的同时进行参数合理性的检验,避免参数选择的错误,可大大提高程序运行的效率,利用积分计算缓和曲线（螺旋线）上各点的坐标,计算结果比近似计算精确.此外,根据样条表达式衔接点处的位置关系,可核实同时位于不同线无上衔接点处参数计算的准确性,利用程序调试。     

航空摄影测量在公路测设中的应用

在分析了传统的公路测设中选线、定线方法基础上,着重阐述了航空摄影测量在公路测设中的应用.利用多倍仪定线有形象逼真,可直接在立体模型上量测距离和高程的优点,将繁重的野外工作移到室内进行;并且容易选出最佳的公路路线.     

动态,交互道路CAD平面设计系统研究

针对当前国内公路平面设计程序交互性差或无交互的现状，以我国习用的公路平面设计方法及过程为基本思路，吸取国外设计方法的精华，提出动态、交互公路平面设计方法．该方法在公路平面设计中，既保留习用的导线设计方法，又能通过任意拖动导线交点及平曲线半径任意组合线形，在平面设计中显示其设计的灵活性．