道路設(shè)計(jì)的選線優(yōu)化設(shè)計(jì)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(gè)基本原則：（1）在道路的選線過(guò)程中首先要考慮的是具體的地理地勢(shì)對(duì)道路施工難度的影響，需要對(duì)不良地段和影響道路施工的地段進(jìn)行回避，其次要選用正確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行道路設(shè)計(jì)前的地形勘驗(yàn)和數(shù)據(jù)測(cè)繪。對(duì)目標(biāo)區(qū)域的工程地質(zhì)、水文等影響因素，避開(kāi)難以施工的土質(zhì)，例如避開(kāi)沙土、湖泊、凍土等土質(zhì)的區(qū)域，同時(shí)在進(jìn)行道路選線時(shí)要避開(kāi)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(duì)于道路選線要注意減少對(duì)耕地農(nóng)田的占用，同時(shí)要實(shí)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(yùn)營(yíng)成本，選擇合適的指標(biāo)來(lái)分析其經(jīng)濟(jì)成本支出與后期維護(hù)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(yùn)營(yíng)成本的經(jīng)濟(jì)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(guò)減小工程量來(lái)降低建設(shè)成本開(kāi)支，同時(shí)可以減少施工時(shí)間，減少對(duì)交通的影響，以此來(lái)滿足行車(chē)的安全和滿足駕駛員的行車(chē)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(jì)、環(huán)境等資源滿足當(dāng)代人的生存要求，更是在于能夠滿足對(duì)于后代人的生存要求，而城市道路優(yōu)化的設(shè)計(jì)和建設(shè)能夠很大程度的降低人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的破壞和影響，有利于實(shí)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(chē)的舒適性，同時(shí)減少拆遷的浪費(fèi)等，因此要對(duì)城市道路選線進(jìn)行合理的規(guī)劃，結(jié)合具體的地理環(huán)境進(jìn)行全局考慮、逐段分析，然后進(jìn)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(gè)主要的控制點(diǎn)，通過(guò)控制點(diǎn)的走向來(lái)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(jì)。逐段設(shè)計(jì)主要是針對(duì)已經(jīng)劃出的控制點(diǎn)之間的相鄰范圍進(jìn)行逐一設(shè)計(jì)，根據(jù)通過(guò)地段的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)道路的等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)綜合考慮細(xì)節(jié)控制點(diǎn)進(jìn)行路線劃分。（3）定線設(shè)計(jì)。對(duì)設(shè)計(jì)好的路線進(jìn)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(jìn)行設(shè)計(jì)。（4）建立單因素分析模型進(jìn)行分析,將道路的地形圖、路線圖數(shù)字化，反應(yīng)在單因素模型里面,此外還可以進(jìn)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(lèi)：（1）影響道路長(zhǎng)度的因素。（2）影響道路地理位置的因素。（3）影響道路設(shè)計(jì)的因素。影響道路長(zhǎng)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(jìn)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(yùn)營(yíng)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(huì)環(huán)境等因素。影響道路設(shè)計(jì)因素包括行車(chē)安全性等方面。采用單因素分析法對(duì)影響道路長(zhǎng)度和位置的因素進(jìn)行分析，用計(jì)算機(jī)輔助智能選路系統(tǒng)對(duì)影響因素按重要性進(jìn)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(duì)空間進(jìn)行分析，對(duì)單一影響道路選路的因素進(jìn)行分析，選取影響因素和數(shù)據(jù)。對(duì)各種影響進(jìn)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(dǎo)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(fèi)用模型建立起來(lái)。采用數(shù)據(jù)重分類(lèi)的方法對(duì)格柵內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性劃分，確定每個(gè)格柵內(nèi)的費(fèi)用大小值，建立數(shù)字費(fèi)用模型待用。（4）生成最優(yōu)路線。通過(guò)GIS的最優(yōu)路徑模型來(lái)計(jì)算最小成本積累，這樣可以自動(dòng)選擇連接線和起止點(diǎn)，這樣連接起來(lái)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(guò)ArcGIS軟件進(jìn)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(gè)格格柵表現(xiàn)為影響因子，數(shù)值表示為路線經(jīng)過(guò)需要繳納的費(fèi)用，這樣可以用格柵來(lái)優(yōu)化選線路徑。

四、城市道路設(shè)計(jì)可持續(xù)性發(fā)展的對(duì)策

1.科學(xué)合理的規(guī)劃

城市道路設(shè)計(jì)中的選線優(yōu)化在項(xiàng)目決策階段的要求是做到科學(xué)合理的規(guī)劃。除了要滿足國(guó)家發(fā)展建設(shè)的需要,還要根據(jù)工程項(xiàng)目所處的條件選擇最佳的路線，來(lái)確保交通行車(chē)使用的安全穩(wěn)定性，還要對(duì)項(xiàng)目人力材料投資等成本進(jìn)行大致的預(yù)算，結(jié)合道路設(shè)計(jì)實(shí)際，對(duì)城市環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的考察，結(jié)合城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，綜合設(shè)計(jì)道路的空間布局。同時(shí)也要做好造價(jià)預(yù)算的控制，要考慮到市場(chǎng)環(huán)境的變化，比如人力成本的變化，材料價(jià)格的漲跌等因素,綜合進(jìn)行各方面的因素分析才能做出科學(xué)合理的規(guī)劃，使得城市道路設(shè)計(jì)能夠符合城市未來(lái)發(fā)展的要求。

2.可持續(xù)性的設(shè)計(jì)

在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段由于存在可持續(xù)發(fā)展的要求，所以要做好這個(gè)階段的可持續(xù)性設(shè)計(jì)。要求設(shè)計(jì)師能夠根據(jù)項(xiàng)目的具體要求需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免后續(xù)出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更影響工程的可持續(xù)發(fā)展。一方面需要設(shè)計(jì)耐久性來(lái)應(yīng)對(duì)可能遇到的災(zāi)難，提高城市道路的使用壽命，另一方面要根據(jù)設(shè)計(jì)超前的原則來(lái)應(yīng)對(duì)城市未來(lái)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(duì)環(huán)境影響小的施工方法。這樣也能夠合理控制造價(jià),必須要求設(shè)計(jì)要做到合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，要做到合理可控，這樣才能確保設(shè)計(jì)階段的合理性。

3.將施工因素納入道路設(shè)計(jì)中

項(xiàng)目施工階段是產(chǎn)生費(fèi)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(lái)，一方面要在確保不影響施工質(zhì)量的情況下對(duì)施工材料進(jìn)行選擇，優(yōu)先選用綠色環(huán)保和造價(jià)低廉的材料，可以充分保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資金。另一方頁(yè)，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(guò)程中的能耗，一定要確保施工的質(zhì)量,減少因質(zhì)量問(wèn)題造成的返工和維修，這樣在建設(shè)項(xiàng)目的全過(guò)程做好城市城市道路選線優(yōu)化的控制要求，實(shí)現(xiàn)城市道路的可持續(xù)性發(fā)展，確保城市功能得到進(jìn)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(yǔ)

因此在城市道路選線設(shè)計(jì)中要將可持續(xù)發(fā)展的理念貫穿在優(yōu)化設(shè)計(jì)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(diǎn)進(jìn)行大方向的規(guī)劃，結(jié)合具體的土壤、水文和氣候等實(shí)際情況，從經(jīng)濟(jì)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(jì)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(xué)合理的道路選線模型，滿足城市未來(lái)的發(fā)展。

作者：徐蕾蕾 單位：中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司浙江分院