道路設(shè)計的選線優(yōu)化設(shè)計研究

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一、城市道路選線的基本原則

城市道路選線需要遵循以下幾個基本原則：（1）在道路的選線過程中首先要考慮的是具體的地理地勢對道路施工難度的影響，需要對不良地段和影響道路施工的地段進行回避，其次要選用正確的技術(shù)標準進行道路設(shè)計前的地形勘驗和數(shù)據(jù)測繪。對目標區(qū)域的工程地質(zhì)、水文等影響因素，避開難以施工的土質(zhì)，例如避開沙土、湖泊、凍土等土質(zhì)的區(qū)域，同時在進行道路選線時要避開不適合施工的區(qū)域，比如不能安排在文物建筑區(qū)域。（2）少占用耕地。對于道路選線要注意減少對耕地農(nóng)田的占用，同時要實現(xiàn)道路的平衡性，提高道路施工的便利性和安全性。（3）城市道路選線的成本控制原則。成本控制是城市道路選線中重要的原則，需要綜合考慮道路施工成本和后期的運營成本，選擇合適的指標來分析其經(jīng)濟成本支出與后期維護成本的情況，從而做到在節(jié)約成本的情況下確保道路施工質(zhì)量和確保后期運營成本的經(jīng)濟性。（4最小工程量原則。最佳道路選線方案需要選用最小工程量原則，通過減小工程量來降低建設(shè)成本開支，同時可以減少施工時間，減少對交通的影響，以此來滿足行車的安全和滿足駕駛員的行車舒適性。（5）可持續(xù)發(fā)展原則?？沙掷m(xù)發(fā)展不僅要求經(jīng)濟、環(huán)境等資源滿足當代人的生存要求，更是在于能夠滿足對于后代人的生存要求，而城市道路優(yōu)化的設(shè)計和建設(shè)能夠很大程度的降低人類活動對自然環(huán)境的破壞和影響，有利于實現(xiàn)人與環(huán)境和諧發(fā)展。

二、城市道路選線的步驟與方法

選擇合理的道路線路能夠提高交通便利性，提高行車的舒適性，同時減少拆遷的浪費等，因此要對城市道路選線進行合理的規(guī)劃，結(jié)合具體的地理環(huán)境進行全局考慮、逐段分析，然后進行定線和優(yōu)化分析。（1）全面布局。全面布局需要在道路主干道找到幾個主要的控制點，通過控制點的走向來確定這條路線的基本走向，從而把握全局的控制。（2）逐段設(shè)計。逐段設(shè)計主要是針對已經(jīng)劃出的控制點之間的相鄰范圍進行逐一設(shè)計，根據(jù)通過地段的特點和設(shè)計道路的等級進行設(shè)計，同時綜合考慮細節(jié)控制點進行路線劃分。（3）定線設(shè)計。對設(shè)計好的路線進行確定和再加工，從而確定道路的具體位置和走向，結(jié)合施工具體因素進行設(shè)計。（4）建立單因素分析模型進行分析,將道路的地形圖、路線圖數(shù)字化，反應在單因素模型里面,此外還可以進行多因素的分析。

三、城市道路選線模型的優(yōu)化

1.道路智能化選線影響因素分析與選取

影響道路選線的因素主要可以分為三類：（1）影響道路長度的因素。（2）影響道路地理位置的因素。（3）影響道路設(shè)計的因素。影響道路長度的因素主要有資金因素，資金因素是決定道路施工能否順利進行的主要因素，資金因素里不光包括道路施工成本,也包含道路運營成本因素。影響道路地理位置的因素主要是地理環(huán)境因素，包括地形、土質(zhì)、社會環(huán)境等因素。影響道路設(shè)計因素包括行車安全性等方面。采用單因素分析法對影響道路長度和位置的因素進行分析，用計算機輔助智能選路系統(tǒng)對影響因素按重要性進行劃分。

2.基于GIS系統(tǒng)的單因素影響模型

（1）確定基于GIS系統(tǒng)對空間進行分析，對單一影響道路選路的因素進行分析，選取影響因素和數(shù)據(jù)。對各種影響進行全面的分析,選取高程因子作為主要影響因子，利用GIS技術(shù)獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，導入智能化選線系統(tǒng)。（2）建立影響因子分析地圖模型。GIS的數(shù)據(jù)模型建立有數(shù)據(jù)支持，將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為格柵形式，建立基于格柵數(shù)據(jù)的數(shù)字模型待用。（3）將數(shù)字費用模型建立起來。采用數(shù)據(jù)重分類的方法對格柵內(nèi)的數(shù)據(jù)進行屬性劃分，確定每個格柵內(nèi)的費用大小值，建立數(shù)字費用模型待用。（4）生成最優(yōu)路線。通過GIS的最優(yōu)路徑模型來計算最小成本積累，這樣可以自動選擇連接線和起止點，這樣連接起來即為最優(yōu)路徑。

3.基于柵格數(shù)據(jù)的最優(yōu)路徑選擇

通過ArcGIS軟件進行最優(yōu)路徑分析，數(shù)據(jù)源是建立好的格柵數(shù)據(jù)，每個格格柵表現(xiàn)為影響因子，數(shù)值表示為路線經(jīng)過需要繳納的費用，這樣可以用格柵來優(yōu)化選線路徑。

四、城市道路設(shè)計可持續(xù)性發(fā)展的對策

1.科學合理的規(guī)劃

城市道路設(shè)計中的選線優(yōu)化在項目決策階段的要求是做到科學合理的規(guī)劃。除了要滿足國家發(fā)展建設(shè)的需要,還要根據(jù)工程項目所處的條件選擇最佳的路線，來確保交通行車使用的安全穩(wěn)定性，還要對項目人力材料投資等成本進行大致的預算，結(jié)合道路設(shè)計實際，對城市環(huán)境進行詳細的考察，結(jié)合城市的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，綜合設(shè)計道路的空間布局。同時也要做好造價預算的控制，要考慮到市場環(huán)境的變化，比如人力成本的變化，材料價格的漲跌等因素,綜合進行各方面的因素分析才能做出科學合理的規(guī)劃，使得城市道路設(shè)計能夠符合城市未來發(fā)展的要求。

2.可持續(xù)性的設(shè)計

在項目的設(shè)計階段由于存在可持續(xù)發(fā)展的要求，所以要做好這個階段的可持續(xù)性設(shè)計。要求設(shè)計師能夠根據(jù)項目的具體要求需要根據(jù)實際情況進行設(shè)計，避免后續(xù)出現(xiàn)設(shè)計變更影響工程的可持續(xù)發(fā)展。一方面需要設(shè)計耐久性來應對可能遇到的災難，提高城市道路的使用壽命，另一方面要根據(jù)設(shè)計超前的原則來應對城市未來數(shù)十年乃至百年的發(fā)展，要分考慮其使用功能，使用消耗能源低的材料,采用對環(huán)境影響小的施工方法。這樣也能夠合理控制造價,必須要求設(shè)計要做到合理的優(yōu)化設(shè)計方案，要做到合理可控，這樣才能確保設(shè)計階段的合理性。

3.將施工因素納入道路設(shè)計中

項目施工階段是產(chǎn)生費用最主要的階段，也是要求將施工因素納入城市道路選線優(yōu)化工作中來，一方面要在確保不影響施工質(zhì)量的情況下對施工材料進行選擇，優(yōu)先選用綠色環(huán)保和造價低廉的材料，可以充分保護環(huán)境和節(jié)約資金。另一方頁，使用綠色城市道路選線優(yōu)化方案，提高施工效率降低施工過程中的能耗，一定要確保施工的質(zhì)量,減少因質(zhì)量問題造成的返工和維修，這樣在建設(shè)項目的全過程做好城市城市道路選線優(yōu)化的控制要求，實現(xiàn)城市道路的可持續(xù)性發(fā)展，確保城市功能得到進一步的提升，更滿足人們各方面的需求。道路建設(shè)的基礎(chǔ)就是道路的選線,合理的選線能夠提高城市道路的規(guī)劃合理性。

五、結(jié)語

因此在城市道路選線設(shè)計中要將可持續(xù)發(fā)展的理念貫穿在優(yōu)化設(shè)計內(nèi)，城市道路選線關(guān)系到城市的綜合發(fā)展,因此需要重視選線優(yōu)化，城市道路選線根據(jù)不同道路的不同用途，使用的目的和控制點進行大方向的規(guī)劃，結(jié)合具體的土壤、水文和氣候等實際情況，從經(jīng)濟性角度綜合考慮道路選線的合理性。需要優(yōu)化城市新建道路的選線設(shè)計的內(nèi)容，結(jié)合選線的原則和方法，優(yōu)化選線模型，從而構(gòu)建更為科學合理的道路選線模型，滿足城市未來的發(fā)展。

作者：徐蕾蕾 單位：中國城市建設(shè)研究院有限公司浙江分院