道路智能化选线新技术的研究与应用.pdf

道路智能化选线新技术的研究与应用 881 道路智能化选线新技术的研究与应用 顾秋林汤雪峰 FlindersLane (QuantmLtd，LeveI4，333 MelbourneVictoria3000Australia) 摘要：目前，全球传统的选线方法都是设计者利用先进的计算机辅助设计软件(CAD)，结合地理信息资料 以及各种约束条件和控制因素，根据道路工程设计规范要求，凭其经验和直觉进行路线的平纵面设 计，选择其认为最优化的路线方案。虽然道路设计和施工技术都已经取得了长足的进步，但在道路 选线技术上，大多数的国家仍然没有将其与计算机高性能运算技术良好的结合。传统选线方法的缺 点就是设计者艰难通过人齄将上述基础数据和复杂的工程、环境、经济、杜会等离素撼夸同步处理。 随着社会的发展和人类文明进步，地理信息技术、卫星图像技术、航测技术和计算机优化技术的快速 发展，人们越来越关注道路等大型基础设施建设对社会和自然环境的重大影响。如何协调社套、自 然环境与道路建设的关系成为当今设计者的一太难题。 本文将重点介绍澳大利亚联邦科学院和澳大利亚旷达公司十几年来在路线智能化选线技术研 发上取得的重大成果。旷达研究团队多年以来一直致力于公路、铁路、管道、航道等线形构造物的优 化研发工作。目前已研发出成熟的公路、铁路路线三维优化规划系统(旷逮系统)，被广泛应用于全 球的公路、铁路规划设计之中。同时，通过全球各地的实际工程项目的信息反馈，及时地修改旷迭系 统的局部参数厦功能，以满足各地实际情况的需要。旷迭系统在中国浙江、四川、广州、重庆、山西等 奁路和铁路项目中得以应用，并取得了良好的成果。本文将结合一个工程案例进一步介绍现代路线 三雏优化规划新技术。 关键词：交通规划卫星图像技术地理信息系统路线优化 1前言 目前，全球传统的选线方法都是设计者利用先进的计算机辅助设计软件(CAD)，结合地理信息资料以 及各种约束条件和控制因素，根据道路工程设计规范要求，凭其经验和直觉进行路线的平纵面设计，选择其 认为最优化的路线方案。借助地理信息数据，设计者可以凭借经验和智慧排除造价较高的路线走廊带，但是 设计者并不能通过人脑在选线时精确地计算出路线造价，所以只能选择他们认为是造价较低的、合理的路线 方案。因此，路线设计方案中的推荐方案并不代表就是最经济合理的路线方案。 一旦选定路线走廊带后，设计者将莉用计算机辅助设计系统(CAD)确定精确的路线走向以及路线总造 价。然而，CAD软件在道路选线中主要应用于道路选线完成后的详细设计中，它不具备在广域的地模范围 内进行优化选线的功能。由于道路选线优化技术的缺乏导致道路设计进入了一个不良循环。通过现有的基 础数据，设计者在规划阶段很难优化出最合理的路线方案。同时，在现有良好的数据下，设计者也很难去证 明该路线方案是最经济合理的。因此，在规划阶段，在有限的数据前提下。决策者对路线走向的决定将对路 线的最终造价产生巨大的影响。规划阶段路线线位的好坏将直接影响路线后期建设中投资的高低。传统道 路选线方法主要凭借设计者的经验和智慧进行估算，其缺点就在于不能综合处理复杂的数据和进行精确计 算。 现代路线三维优化规划新技术是针对传统道路选线方法中的缺陷而开发的。其独到之处是在研究领域 范围的数字地形模型的基础上，帮助路线规划设计者快速处理选线中各种复杂问题。它为设计者提供一个 选线综合处理平台，在设计者的操作下，自动产生一系列的满足工程设计标准、自然环境、社会因素等控制条 882 第三届全国公路科技创新高层论坛论文集(下册) 件的低费用路线方案。它可以用于交通走廊带的分析和路线方案的优化、分析和比较。 2旷达系统 旷达系统是目前全球惟一的全领域路线智能化三维优化规划系统。规划设计者通过利用旷达系统，在 道路选线过程中综合处理地形、设计标准、现有构造物、地质结构和社会、环境等因素。在满足自然环境和社 会利益的前提下，它可以对地模范围内各种可能、可行的路线方案进行上千万次的运算和三维优化，为设计 者提供既满足