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摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，公路工程建设越来越多。为优化公路设计方法与过程，通过研究一体化与可视化技术在公路路线设计中的应用情况及应用成效，采取数字化地面模型措施，实现公路路线一体化与可视化，从而提升公路工程的施工效率、提高公路工程建设质量、节省人力物力的消耗，为公路路线设计提供参考。
关键词：公路路线设计；一体化；可视化
引言
在交通运输事业发展过程中，必须要确保交通建设的规范性与可靠性，就公路工程建设来看，公路路线设计的合理性直接关系着公路工程建设质量与成本控制，关系着公路运输的安全性。公路路线设计较为复杂，涉及内容较多，需要保证设计理念的先进化以及设计技术的有效性，才能够满足公路工程设计要求。鉴于此，本文从几个方面围绕着公路路线设计的一体化与可视化展开论述，结合笔者自身经验提出一些合理化的建议，供相关人士参考与借鉴。
1公路路线设计在道路工程中的作用
公路路线设计关系整个公路工程建设，更与当地经济效益和社会影响力息息相关，具体公路路线设计的实际作用主要包括3个方面：（1）完善的公路路线设计能够保证来往车辆的正常行驶。科学合理的公路路线设计理念能够规避原有公路的高坡与弯道，使其角度降至合理范围之内，为车辆安全行驶提供便利。此外，平稳开阔的道路环境也能使驾驶员视野更加开阔，准确把握道路突发情况，赢得反应时间。合理的公路路线设计方案，能够让车辆在前行路上更加平稳，道路安全事故降至最低，车辆行驶安全了，社会稳定及相关经济效益也会随之增加。（2）提升土地使用效率。如何高效率运用土地为当前公路设计者面临的重要课题。而现有诸多公路工程多需横穿大片耕地、森林等原有经济价值较高区域，合理完善的公路设计方案能够降低对当地经济领域的影响，提升原有土地运行效率。设计部门对当地环境进行全面考察后，在保护原有土地、植被的基础上，科学进行公路设计，将土地资源的浪费现象降至最低。（3）科学的公路路线设计能够降低工程施工成本。公路建设需要投入诸多资源，随着国内公路等级的逐渐提升，相关成本费用也逐年增加，无论是工程单位还是项目企业，为适应市场环境，都在寻求在保证公路质量的前提下，降低公路工程成本，实现效益最大化。而科学的公路路线设计可有效降低工程费用，如弯道、隧道环节的规避和减少，就可以在一定程度上有效降低施工成本。
2公路路线设计现状
从当前的发展趋势来看，公路设计基于AutoCAD平台，借助相关道路设计软件进行，和以往手绘图时代进行详细对比可以发现，无论是设计水平还是精度均有明显的改变。现阶段，在公路设计当中，首先借助于相关地形图来拟定公路路线；紧接着建设与之相匹配的曲面4D模型，得到以下信息：一是拟定平面的纵地面线高程，二是拟定平面的横地面线高程；然后充分结合平面各节点的控制填高做好相应的设计工作；之后需要在充分结合以下内容的基础上进行横断面带帽设计：一是建设条件，二是平面各节点的控制填高，继而完成平面设计、纵面设计以及横断面设计，对工程实际数量以及造价情况进行详细计算，整个环节循序渐进。站在客观的立场，公路属于单位带状实体之一，在乎的是平面、纵断面以及横断面组合系统最优。而就公路平面设计来说，其与以下几点均存在着密切的联系：一是纵断面，二是横断面，两者其中一方面细微的改变均会对另一方面带来影响。倘若发现一些段落工程规模不大抑或是受建设条件约束需要完善方案时，应当从路线平面拟定开始，持续重复上述环节，直到得出最可行的方案。然而在复杂的区域公路设计当中，方案是持续完善的过程，现状的完善过程效率不理想，反复的循环很容易人为地忽视平、纵、横某个点，设计方案无法达到理想效果。从另一个角度来讲，在工程设计大环境之下，通过软硬件结合的方式快速实现公路路线设计的一体化与可视化设计早已演变成相关单位主动寻找的方向，像DTM技术、BIM技术等，并且社会各方面也纷纷将目光放在了一体化成果上面。
笔者就当前存在的平、纵、横设计分离的弊端，提出了以下设计手段：在充分利用多视窗技术的基础上建设与之相匹配的路线一体化设计平台，响应器以及通知技术在无形当中实现了路线平、纵、横的关联设计。此外还应当借助“分割—归并”思想构建出科学合理的路线三维模型，采取视锥截取与相关技术手段快速实现路线三维模型的简化，并在此基础上研究出相应的实时动态浏览平台。在后期的工作之中，深层次分析公路路线设计一体化与可视化当中存在的不足之处，以此来提升设计水平。路线设计的一体化和可视化研究在今后发展进程中必然会获得更大的成就。
3公路路线设计中的一体化及可视化
3.1合理选择
应用高精度三维模型，对公路路线进行首次设计，该设计要严格遵循公路路线设计原则。公路建设过程中，路线设计是重要环节，路线的平面、纵断面、横断面等相关元素的设置对整个工程项目设计质量以及应用后行车安全都有很大的影响。因此，在设计过程中要对路线进行综合考量，不仅要考虑到美观和舒适度，更要考虑行车安全的因素，遵循相关交通规范，掌握路线的设计要点，结合当地环境的实际情况，最大限度地满足交通运输需要，提高路线设计合理性、安全性和舒适性等。结合对地形等外界条件判断设计纵断面，最后综合路线点进行考量得出该路线的最佳方案。
3.2对路面线性进行设计
线性设计作为路线设计的重要组成部分，不仅影响道路工程的具体施工，对于后期公路使用上也起着重要作用。在实际设计中，设计部门应控制好路线长度，包括直线路段和曲线路段，特别是曲线路段要保证在路线设计规范规定的范围内，这样车辆驾驶人员才能具有足够视野，更有利于车速的有效控制。另外，设计部门还应及时对当地气候、地势以及环境甚至是人为干扰因素进行综合考量。只有这样，路面线性设计才更具合理性与科学性。
3.3公路纵断面线形设计中应该注意的问题
公路纵断面设计的主要目的一般是为了绕开障碍物或者疏通交通要塞等，在城市建筑明显增多的当下，公路路线的设计复杂性更高，因此就需要设计人员能够灵活利用公路的纵断面设计，利用纵断面线形的设计来解决与自然环境的冲突，使公路路线能够与地势地形的起伏相协调。例如，在山区连续较长的上坡路设计中，为了保证预留充足的视线距离，应该多采取竖曲线半径较大的设计。除了要考虑不可避免的环境因素，在纵断面的实际行车设计中，还应该从人性化的角度综合考虑驾驶过程的安全性、舒适性。在设计中减少波浪式的线形设计，在短距离中一定要避免连续反复凹凸设计的出现等，提高公路使用的舒适性。
结语
综上所述，开展一体化与可视化的公路线路设计，达到了积极的效果，保证了公路路线设计方案的合理性，便于加强公路工程建设质量与安全控制。因此在公路路线设计中，需要对一体化技术与可视化技术加以科学应用，保证公路路线设计质量，为整个公路事业的持续健康发展奠定良好的基础。
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