分析道路设计中的选线优化设计

分析道路设计中的选线优化设计
摘要：针对目前道路设计中选线设计优化过程存在的问题，文章从实践角度出发，分析了选线设计的问题局限，并采用了GIS技术与多目标非线性模型，使选线设计能够综合多方面因素，来提高设计控制的安全可靠效果。

结果表明，要想使选线设计的效果充分体现出来，需将现有的科学技术成果利用起来，以将涉及的环境、经济以及技术信息数据融合起来，进而为道路设计的科学合理性目标实现提供重要助力。

关键词：道路设计；选线优化设计；GIS技术；多目标非线性模型
0引言：
现代化经济建设水平的不断进步，使得各行各业发展均呈现出多元化趋势。

在此发展背景下，道路交通环境将面临车流量不断增加与交通压力不断加大的问题。

故，道路设计人员需结合所处路网环境来对具体的选线工作进行控制，以优化所处的道路交通网络环境。

然而，由于选线设计工作涉及的环节、内容众多，因此，其易受环境与经济性等因素的影响，而降低设计应用的价值效果。

为此，相关人员应在明确研究道路设计中选线优化设计现实意义的情况下，掌握选线设计的问题局限，来提高道路工程路线设计控制的针对性。

这样一来，道路路线的运行，不仅能够保证所处地区的经济现代化建设不受影响，还能提高工程项目建设使用的可持续性。

1研究道路设计中选线优化设计的现实意义
当前阶段，道路选线是指，根据道路本身性质、控制点以及沿线地形等各方面因素，来提高路线设置的科学合理性。

由于路线，是道路的基本骨架，其选择的好坏，将会对道路本身的功能及其在路网环境中的作用效果带来影响，因此，相关设计人员应综合多方面因素，来使道路选线的设计效果充分发挥出来[1]。

然而，在实践设计过程中，受路网环境复杂性的影响，降低了选线设计控制的科学合理性。

为此，相关设计人员应在明确道路设计中选线优化设计原则的情况下，找出优化设计控制的方法。

这样道路的路线设计才能满足当前交通量不断增加与运输量压力不断增加所提出的科学合理需求。

2道路设计中选线设计的问题局限
道路选线设计过程中，除了要满足国家发展建设的需求，还要根据工程项目所处的自然条件选择最佳的路线，来确保交通行车使用的安全稳定性。

然而，在实际选线设计过程中，道路设计人员并未严格按照既定的原则进行设计控制，这就降低了选线设计的科学合理性。

相关人员应从问题角度出发，以找出问题相应的形成原因。

2.1未充分结合地形地势环境
在确定道路选线的过程中，设计人员并未将工程项目所处的地形地势环境充分利用起来，这就使得运用的设计技术标准，缺乏合理性。

如，设计人员未能仔细勘测道路的工程地质与水文地质情况，进而尽可能的规避冻土、软土以及沼泽等地区，来提高道路建设使用的安全稳定性。

这种情况下，道路工程的建设线路，就难以保证与工程周边环境的协调效果，甚至还会环境带来不可修复的影响[2]。

2.2未综合考虑项目用地的复杂性
道路设计人员，未综合考虑道路工程项目用地给上水、田地以及路网环境的影响，这就增加了占耕田问题。

这样一来，就会降低道路交通运行的安全稳定性。

2.3未将运营与经济因素考虑在内
道路路线的选择，要遵循运营与工程经济性结合的原则，如此，才能使道路工程建设使用的效果达到预期目标。

但实际设计过程，相关人员并不具备先进的分析技术，使得运营与经济因素的考量不甚准确，甚至会出现较大偏差，对工程项目建设使用的效果造成了难以修复的影响。

针对上述道路设计中的选线设计问题，相关人员应将现有的科学技术成果充分利用起来，以使设计控制更趋正确、准确以及可靠性[3]。

3道路设计中选线优化设计的实现策略
3.1加大GIS技术运用力度
GIS技术又名地理信息系统技术，其作为一种空间信息分析技术，能够为道路设计中的选线设计提供技术先导作用，还能高效管理各类资源信息，进而为设计提供技术依据。

具体的技术应用过程，是通过构建道路选线模型来进行设计控制的。

如图1所示，为GIS技术的应用道路设计平台。

图1 GIS技术的应用道路设计平台
一方面，当选线设计处在单一因素条件下，道路选线分析模型的构建为避免受人为因素、自然因素的影响，应将地形图与地质图等资料进行数字化处理。

这样一来，设计人员就能根据地理信息系统构建出不同因素间的空间关系，进而在明确相关联系的情况下，对各个因素的选线影响进行确定[4]。

另一方面，当选线设计处在多因素的条件下，选线分析模型的构建，不仅要借助地理信息系统对选线方案影响的多重因素，还要借助地理信息系统的空间分析功能，进而建立起道路选线的缓冲区模型。

具体来说，就是在空间上通过叠加影响道路选线的多重因素，来提高道路缓冲区分析模型构建的系统性。

此过程，在结合道路缓冲模型与单因素道路的选线模型时，应通过叠加计算，来确定道路选线的各个因素信息，进而为道路选线方案的合理选定提供基础。

值得注意的是，对于道路设计中交点、边坡点位置与坡度大小等参数的确定，应通计算道路缓和曲线的最小半径，来明确道路工程建设的填挖方向，进而为选线的综合分析提供借鉴[5]。

在将GIS技术融入选型模型当中时，应利用特征数据的分析功能，来修改道路选线的各个影响因素数据文件，进而为选线方案的合理性提供技术准备。

此外，GIS技术还能通过统计分析手段，找出可能对道路选线造成影响的因素。

如此，所得的选线分析数据信息，就能
为数据存储与传输工作提供条件。

当地理信息系统输出相关因素的结果时，因具有一定的灵活性，所以，其可根据各个因素描绘出道路影响的因素属性与道路断面图，进而为道路选线方案提供最佳的数据。

3.2构建多目标非线性模型
经分析，道路设计中选线设计的优化不仅仅体现在应用技术，还与环保、地理以及地貌等复杂因素相关，因此，在确定道路选线方案时，应设计多目标非线性的优化函数，以提高道路选线的科学合理性[6]。

对于构造备选方案的确定，通常情况下，设计人员可根据方案网络图进行设计，来确定所选的路线方案。

同时，还要标记出道路的起点与终点，来对备选方案的网络图进行构建。

此过程，应按照如下公式进行计算：
D=（V,A,W,U ）
公式中，V 表示为：顶点集，且这里的V 包含：v1,v2,⋅⋅⋅,vn ；A 表示为：弧集；W 表示为：弧权集；U 表示为：顶点权集。

当应用该公式后，道路设计过程涉及的所有备选方案均能够发挥作用，进而提高设计控制的科学合理性。

而优化模型的构建，就是在确定目标函数形式的基础上，进行指标计算。

具体的计算公式如下：
))(),...,(),(()(min 21x f x f x f x f p =
该公式中，minf(x)表示为：所有因素中影响效果最小指标；fi(x),f2(x),...,fp(x)，则分别表示为：各个因素与道路选线中经济、环境与技术的对应指标。

为此，道路设计中选线优化设计，应将上述计算公式作用于实践，以明确各个影响因素对路线运行实践过程可能带来的负面影响，继而通过规避处理，来实现选线设计的控制目标[7]。

4结束语：
综上所述，道路设计中选线优化设计的控制，应遵循运营与工程经济性结合原则，即不仅能够保证工程建设使用的目标，还能提高所处道路网络环境的运营经济水平。

为实现此目标，道路设计人员应将GIS 技术中的单一因素条件与多因素条件进行区分，以提高设计控制的针对性，进而满足车辆行驶对路线使用的需求。

此外，还应通过多目标非线性模型构建，来明确环保、地理以及地貌等影响因素对路线运行实践过程可能带来的负面影响。

事实证明，只有将现有的科学技术成果应用于道路设计的选线优化设计，才能使路线设计的选择满足路网环境的运行控制需求。

故，研究人员应将上述分析内容与科研成果更多地作用于地区道路
设计中的选线优化设计工作，以此来降低多元化发展建设环境对道路交通网络系统运行所带来的影响。

参考文献：
[1]刘志平.山地风电场道路的选线优化[J].中国西部科技,2011,10(22):18-20.
[2]关晖,张虹,张霞.基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型[J].居业,2017(08):47-49.
[3]熊斌.城际铁路沿城市道路选线设计原则[J].城市轨道交通研究,2017,20(06):11-14.
[4]李丕伟.交通道路选线模型在现代道路路线设计中的应用[J].建筑知识,2016,36(07):176-177.
[5]谢芸.山地城市详细规划设计中道路选线模型优化方法的研究——基于GIS与AHP多因子空间量化分析[J].中外建筑,2016(06):80-84.
[6]张胜雨.选线优化在道路设计中的交通规划研究[J].科技创新与应用,2015(16):232.
[7]徐秀芹,潘照峰.基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型[J].城市建筑,2014(04):234.。