关键词：道路设计；选线优化；研究
道路的选线设计是道路设计最基本的问题。道路的优化选线不仅会影响到道路本身，而且还和社会的经济效益有关。便利的交通是一个城市富裕和实现快速发展最基本的要求，想要求发展首先就要改进交通，所以一个具有优化设计的道路是便利交通必不可少的条件。本文将首先对道路选线的原则和方法做个简单的阐述，然后通过对这两者的结合，建立合理的道路选线优化模型，并做分析和研究，旨在选出一个合理的道路选线优化设计方案，为道路设计优化提供借鉴。
1基于道路设计的道路选线原则
根据对国内外多年的道路设计经验的分析，笔者将道路的选线原则归纳为以下几点：（1）技术性。技术是道路设计的重点，所以在进行道路选线的时候，要充分利用现代先进的科学技术，对先前的道路选线方法进行分析和研究，保留其合理的部分，对不合理的地方进行完善和改进，从而提高选线的科学合理性。（2）安全性与舒适性。道路的选线首先要保证道路的安全性，因为安全性是道路最基本的要求，在保证道路安全性的要求之上，能够尽最大努力使得驾驶用户感到舒服。（3）少占农田。有些道路可能正好修建在农户田地周围，在设计道路的时候，要尽量减少对农田的占用，要对两者进行综合考虑，努力做到两者平衡，避免产生不必要的冲突。（4）综合考虑人文地质条件。地理环境对于道路设计的影响也是不可忽视的，在进行道路选线的时候，要避免道路经过沙漠、沼泽等不利于行走的地方，从根本上提高道路设计的科学性。（5）协调性。道路的选线设计也要符合人和自然的发展规律，不能违法自然规律，不仅要确保道路的设计能够满足环境要求，而且在建设过程中，对于道路周围的建筑文物，也要尽可能的保护，从而提高道路的协调性。
2基于道路设计的道路选线方法
2.1全面布局
全面布局也可以说是综合布局。具体说来就是首先要初步确定好一条道路的起点和终点位置，然后根据两者之间的距离，对道路的基本走向进行确定。在确定好道路的走向之后，再进行确定道路的控制点，比如一些具有特点的建筑物或或者经过的城市。通过这样确定好起点和终点、道路走向、道路距离以及道路的控制点等，从而对道路进行综合布局。
2.2逐段安排
综合布局之后，就是分段布局。在确定后道路的控制点和走向之后，对相邻的两个控制点的道路进行细致布局，具体做法就是先将两个相邻控制点的道路距离，在结合道路等级以及道路周围的地理环境的基础之上，对这段距离进行细致规划，从而确定出最终的道路。
2.3具体定线
逐段安排好后，就是具体定线了。具体定线主要是对逐段安排过程中所确定的小段落进行具体落实，进行详细设计和规划，不仅要考虑道路自身的科学性和合理性，而且还要考虑道路周围的地理环境的影响，从而最终确定好整个路线的具体位置。
3道路设计中的选线优化模型
能够建立合适的道路设计的选线优化模型，对道路的选线优化是非常重要的。道路的选线优化模型实际是道路选线优化方案的一个具体展现，通过建立模型和经过实际考察，能够减少一定的选线风险。在综合分析道路选线原则之后，对于道路选线，有以下两种选线优化模型，下面笔者将详细介绍这两种模型：
3.1基于GIS技术的道路选线
GIS技术之上的道路选线模型分为两类，一是在单因素的基础之上，二是在多因素的基础之上。基于单因素分析的GIS技术的选线方法，主要是为了尽可能减少人为误差和自然环境所造成的影响，将整条道路建设的地形以及道路周边的地理图建立成数字化图像，使用GIS技术对这几个因素建立空间关系，然后进行分析找出他们之间的联系，从而确定出他们各自对于道路的影响力度。
建立道路选线的多因素分析模型，顾名思义需要考虑的因素变成了多因素，则模型也相应的变得更加复杂。简单说来就是建立一个缓冲区模型，使用地理信息系统和GIS技术综合分析道路的影响因素。第一步，对影响道路选线的所有因素进行个简单的相加，然后系统分析缓冲区模型，第二步，单因素选线模型和缓冲区模型叠加，相同的地方保留，不同的地方经过计算保留合理的设计，最终确定各个因素对于道路的影响。比如农户的田地可能会对道路的宽度产生影响，因为如果农田就在道路的周围，为了保持道路建设和环境的协调性，不能大幅度扩展道路。再比如如果道路周围出现大型建筑物，造成道路又要增加道路长度等。在综合考虑这些因素后，选取最符合当前道路选线方案的特征信息。最后，将这些特征信息存储，并在充分分析道路周围地形地貌特征的基础上，建立公路带状数字高程模型。此外，对于道路的设计还要考虑变坡点位置、坡度、转弯半径等等。
GIS技术对于影响道路设计的因素输出有很强的灵活性，是建立良好选线模型的重要技术，它使用电子手段将结果用图表的形式表达，从而最终描绘出影响道路的选线设计的影响要素图。
3.2基于多目标非线性的道路选线优化模型
道路优化设计不仅依靠先进的技术，而且还与其周围的地理环境息息相关。虽然使用GIS技术可以计算多因素对道路设计的影响程度，但若能够在道路设计中配合使用多目标的非线性函数，建立道路选线优化模型，则更能提高道路选线设计的科学性。
使用多目标非线性函数，首先就是建立备选方案，也就是一种使用网络图进行描述的方案。而网络图的建立公式为D=（V,A,W,U），公式中的V主要是指顶点，A指的是弧，而弧长度又称为弧权，顶点的长度又称为顶权，而弧权和顶权分别使用W,U表示，v1是道路起点，vn是道路终点，两者的有向线路使用D表示。使用该公式，可找出该道路的所有备选方案。其次，就是建立选线优化模型。使用的目标函数公式为：minF(x)=(f1(x),f2(x),……fp(x))。公式中的fj(x)表示目标函数中的第j个函数，与这个函数成对应关系的影响道路选线的技术、环境等因素。而公式中的P指的是目标函数的个数，x是弧权集矩阵A的维列向量。使用该公式可以建立道路选线的优化模型，并且能够对影响道路选线的多种因素进行综合分析，从而设计出最佳的选线方案。
4结语
综上所述，对于道路选线的优化设计，可以通过建立优化模型来实现。首先就是了解道路选线原则，即安全性、技术性等，然后就是选线的方法，主要有全面布局、逐段安排、具体定线等，最后再将这两者结合，通过分析和研究，可以建立以下两种道路选线优化模型，也就是GIS选线模型和多目标非线性函数模型。通过对这两种模型的分析和阐述后，可知道路的选线不仅要充分使用现代科学技术，而且还要保证道路的设计合理，能够最大化的产生社会和经济效益。
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