基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型

文/费佳 昆明市政工程设计科学研究院有限公司 云南昆明 650228

1、建立道路选线优化模型的必要性及其重要作用

道路选线对于地区规划和道路建设实现网络的加强有着关键性的作用，对道路线路选线的分析和调整采用建立模型的方式有着一定的合理性，随着我国道路工程技术的不断创新发展，虽然在道路的建设中提高了工作效率，但在一定程度上也促进了建筑施工材料的价格上涨，在受到费用因素影响时，会对工程建设施工的进度产生一定的影响，在延误了工期的同时，还提升了建设的成本。对道路设计及优化选线进行建立模型，可以有效的对道路选线是否可行进行预测，通过建立模型还可以对工程建设中可能会遇到的突发情况进行预测及推算在遇到突发情况时所用到的资金问题，还可以对施工中材料的成本、对生态环境造成破坏后治理的成本进行预算，由此可见，工程建设中进行优化模型主要目的是为了对总工程的成本费用进行合理的预算，通过优化模型建设，使快速上涨的施工建设材料的成本得到一定的抑制，对工程造价提供了可靠的科学管控。在道路工程中实行优化模型不但可以为工程的建设降低成本，还可以促进道路建设的工作效率，通过优化模型更加了解整个道路选线上可能会出现的问题，大大节省了在施工过程中遇到突发问题的解决速度，所以，优化模型建设会是未来我国道路工程中的主要发展趋势[1]。

2、初始空间位置的生成

道路选线的规划和设计是有较大的难度的，在进行道路选线过程中要注意用先进的科学技术对使用的选线方案进行分析，保障对方案进行有效的补充和完善，选线方案的主要目的就是实现工程量的不断减小，确保道路上车辆行驶的安全，在设计道路选线方案时尽量不要占用农田，使道路建设的同时不破坏环境，所选的路线尽量不要穿过沼泽、软土和溶洞，以免发生突发状况对行人造成身体伤害，要确保路线的使用的合理有效，在选线时，一定要实现人与自然的协调发展，道路的建设尽可能的要满足生态环境发展的需求，在施工时还要采取有效的措施防止对生态进行破坏，让道路建设与生态环境共同实现可持续发展[2]。

道路选线的规划和设计要根据当地地区交通网络的实际情况进行的，道路的选线和规划要和交通网络的环境和空间相适应，才能确立最佳的空间方位，在对道路进行选线和规划时主要是通过对控制节点和地形的勘察和测量进行的，在进行控制节点初步设定时应该先对地区的自然环境和地理环境进行全方位的勘察，从而获得该地形的准确信息数据，这些位置信息就是对模型优化的基本信息，在对地形测量时，根据当地地区地面高程情况的数据模型进行数据高程模型的优化，依据其自身存在的有序数值的阵列形成网格形状，这种模型可用来表示当地地形情况的地面模型，具有准确的可靠性。在建立优化模型时，地面高程模型的建立时，一定要注意数值、排列和网格数据生成情况，确保合理的分析以及计算，这样才能将复杂的程序准确落实，使当地地形得到准确表示和合理规划，在进行道路规划时，要注意对重要控制点设置为线路经过的特定位置，同时，所有节点之间的线路走向要与当地的工程建设成本需求相符合。对道路进行优化模型，可以使道路的建设更加的合理，而优化模型的主要方式是通过计算机模拟技术设计的方案。

3、以DEM数字地形为基础，详细设计线形

优化模型的建立主要是对道路选择的合理性和造价的合理性的最佳优化方案，而模型的建立过程也极为重要的，可以利用计算机模拟模式进行选择遗传算法，这是一种解决最佳优化的搜索算法，遗传算法主要是为了在候选方案中对所有方案的优劣进行判断选择，是对空间位置产生的数字串进行选择操作、交叉和变异从而获得新的空间位置方案，对与线路的数字地形线形设计主要可以通过以下方式进行：

3.1 在GIS中实现平行曲线

在新建的道路线形中，所有的控制节点组都是有两条线路与其相邻的，取其中的线路比较短的线段的二分之一作为圆曲线的切长线，利用数学公式算出这个切长线和半径存在的问题就可以确定圆曲线的半径问题，使用圆曲线平滑新建道路中的折点，就可以使圆曲线和直线连接，形成要设计的线形。

3.2 在GIS中实现竖曲线

竖曲线的实现要根据竖曲线的设计原理进行，根据纵断面上的每个控制点，在其相邻长度的线路中将其中较短线路的三分之一处进行截取，取其截取的长度就是二次抛物线的切长线[3]。

结语：

在我国的交通道路工程中，在对道路选线问题进行研究时，主要是通过在道路工程的角度进行分析，通过建立优化模型，使道路选线设计和规划更加科学合理，同时，道路规划和设计团队想要制定合理有效地施工方案，就要与各方面人员进行有效的沟通，借助优化模型对道路的设计要求进行方案的制定，从而控制工程的建设成本，对道路工程的施工效率也带来了提升，因此，道路工程中优化模型的建立是不可缺少的。