公路路线设计的一体化与可视化研究

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　　【摘  要】近年来，随着我国经济的快速发展，而交通作为我国重点发展的事业，在很多方面都要做出相应的努力。公路路线设计的一体化与可视化作为现阶段的重点工作，不能仅仅在某一个方面努力，要从全局的角度出发。首先，要深入了解当地的交通和经济发展状况，通过详细的数据和资料进行分析;其次，制定针对性的预案和方案，避免在实现公路路线设计的一体化与可视化的过程中，出现不必要的问题;第三，通过一系列的巩固手段，将公路路线设计的一体化与可视化长久的实现，而不是“昙花一现”。
　　【关键词】公路路线设计;一体化;可视化
　　引言
　　如今，在公路路线设计中可以使用的软件工具有很多，但都属于二维设计，而路线是一个三维实体，采用二维的方法不仅难以满足实际要求，而且还会为实际工作造成一定不便。因此，提出一体化设计和可视化设计思想，通过各项先进技术的引入和应用，使路线设计实现三维化、动态化。
　　1公路路线设计的一体化分析
　　1.1应用响应器和通知技术开发一体化设计功能
　　公路路线设计的一体化在实际的工作当中，其设计功能的实现是必不可少的一个环节。由于现阶段的交通不断的改善，因此社会对公路路线设计的一体化的设计功能又提出了新的要求。首先，设计功能要全方位的覆盖公路，不能仅仅针对一些新修建的地方或者经济发达的地方，全方位的覆盖能够更好的实现设计功能，同时在解决问题的时候，也多了一条切实可走的路径。其次，设计功能要应用先进的技术和设备来实现。就目前的情况而言，响应器和通知技术是“不二选择”。这种配合不仅打破了原有的固定模式，同时在日后的工作当中，能够充分发挥设计功能的积极影响，将公路路线设计的一体化实现的更加彻底，满足社会上的需求。经过一定的讨论和研究，本文认为应用响应器和通知技术开发一体化设计功能要在以下几个环节努力：第一，交替设计，自由地切换到任意一个视窗中，从事相应的设计，如在进行平面设计的同时，可随时切换到纵断面视窗中进行拉坡设计。第二，关联设计。通过设置视窗关联，使从事某一方面的设计能兼顾其他2个方面。第三，信息查询，借助相关图形的实时显示和丰富的信息查询，如任意桩号横断面、纵技术指标等信息，辅助判定每次交互操作的合理性，从而使方案调整工作有针对性。从以上的阐述来看，实现公路路线设计的一体化还需要不断地努力，因为很多方面的工作都是在不断变化的，只有从实际的情况出发，同时有效的利用响应器和通知技术，才能彻底实现一体化设计功能。
　　1.2一体化设计功能的开发与利用
　　交替设计指的是在平面，纵面，横截面三个单独的视图上进行独立的设计，这样独立的设计不会对其他另外两个视图产生影响，进行视图的随意切换在公路路线的设计上具有很大的实用性，这样的交替设计在一定的程度上能够使公路路线设计方案的某一方面实现一定的改动。但是由于平，纵，横三维一体化是一个有机的整体，在交替设计的过程中对其中一个视图做出一定的改动，在另外的两个视图上必定会出现一些那张改动的视图所带来的影响。这一功能在公路路线的设计中是极其重要的。因为整个公路路线的设计是要经过多次的修改才能最终决定的，一旦其中的一方面发生变动，另外的两个方面一定会受到一定的影响而跟着发生相应的一些变动。关联设计是指平，纵，横三维一体化的三个平面，平面，纵面，横截面之间是具有一定的关联性的，通俗来讲就是三个视图之间是彼此联通的，所以在进行公路路线的设计时不仅仅只是关注其中的一个方面，而是要在设计其中的一个方面时一定要兼顾另外的两个方面，如果在进行公路路线的设计时只是关注其中的一个方面，那么其他两个方面的设计有可能会不符合公路路线设计某些标准。信息查询是在三个独立的视图上标注有大量的与公路路线设计相关的信息，这样会极大的方便公路路线的设计人员对某些特定的公路路线设计信息的查询，这样就会加大节约时间，不会把时间浪费在一些没有必要的地方，极大的提高了公路路线设计人员的工作效率。具体来说，在公路路线设计的过程中平面设计能够对单独的某一方面进行具体的设计，但同样也要注意几个实体，以及平，纵，横三维一体化的三个平面之间的相互关联。
　　2公路勘测设计一体化的分析
　　2.1公路路线三维场景建模
　　为了充分实现公路三维可视化设计，现阶段的首要工作就是公路路线三维场景建模。从客观的角度来说，建模能够节省大部分的工作时间，同时对总体的三维可视化设计产生较大的积极意义。建模工作的好处较多，相对的难度也很大。经过多次讨论和研究，本文认为公路路线三维场景建模必须从以下几个环节着手：第一，计算拼合交线。将道路横断面的坡脚点前后两两相连，并在路线及桥梁、隧道起、终断面处封闭，形成若干闭合环。第二，嵌入拼合交线。应用约束Delaunay三角化算法将拼合交线嵌入到已生成的DTM中。第三，裁剪地形。在拼合交线所围区域内植入一个“病毒”，该“病毒”迅速蔓延吞噬掉交线区域内的三角形。第四，拼合模型。将道路模型与裁剪后的地形直接拼合成整体模型。从以上的表述来看，公路路线三维场景建模如果能够按照相应的步骤来建立，相信能够得到一个理想的效果。另一方面，在建模的过程中，我们还需要根据不断变化的路况进行更改。有时候，当地会根据政策的变化和一些投资商的项目，修建公路，因此会对建模产生一定的影响。虽然发生的概率较低，但是这种情况必须考虑到。
　　2.2数字地面模型的应用
　　公路路线设计人员要在三维数字地面模型中选取适当的公路设计路线，通过该模型对公路建设所需材料，地面起伏情况，土地质量情况进行判断，然后审计人员再根据工程的实际要求对公路路线设计方案做出一定的修改，最后在经过一定的技术处理得到完整的三维公路路线模型。而对于建筑材料，经过数字地面模型的具体分析能够更加精确的估计公路建设工程所需的工程材料，大大的提高了工程效率与准确度。更加方便的是将数字地面模型所得出的结果与实际勘测的结果相比较，从中不难发现一些公路路线设计的不足之处，加以及时的修改，避免为公路路线建设工程带来一定的阻碍。
　　2.3信息管理可视化
　　设计的最终目的是服务于和指导于施工，在公路路线的设计过程中，可以将施工过程中的管理信息与三维模型关联起来，实现信息管理的可视化。因此，公路三维模型的可视化应该结合实际的施工，而不是简单的纸上谈兵，必须对未来的发展进行规划，避免在日后的施工中发生很多不必要的阻碍。
　　结束语
　　按照以上原理形成的将一体化和可视化结合到一起的公路路线设计系统目前已经在很多高速公路工程中使用。利用这一系统具有的交互设计功能与三维实时仿真效果，能帮助设计人员在实际的路线设计工作中，对所有进行的修改，都进行动态效果预览，以此为几何线形分析和评价、工程建设整体环境影响预估及行车安全分析等提供依据，进而使传统的二维设计变成三维设计，从静态设计变成动态设计，最终大幅提高路线设计的效率与质量。
　　参考文献：
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　　（作者單位：山东大嘉工程勘察有限公司）
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