摘要：路線縱橫面設(shè)計(jì)是影響道路建設(shè)質(zhì)量的重要因素，本文介紹了研制開發(fā)的動(dòng)態(tài)交互式路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件在道路工程中的應(yīng)用，以及所具有的主要特點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：道路縱斷面動(dòng)態(tài)交互式設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用

　　路線縱斷面設(shè)計(jì)，關(guān)系到道路線形的優(yōu)劣、路基的穩(wěn)定性好壞、路基土石方及防護(hù)工程量的大小、路基路面排水是否順暢等諸多問(wèn)題，對(duì)于道路建設(shè)質(zhì)量有著重要的影響。改革開放以來(lái)，我國(guó)公路交通事業(yè)得到迅猛發(fā)展，現(xiàn)代科技特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到飛速進(jìn)步，如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)迅捷地完成技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理的路線縱斷面設(shè)計(jì)，對(duì)于道路建設(shè)質(zhì)量，尤其是對(duì)于道路立交、山區(qū)道路等地形較為復(fù)雜、高程控制要求較高的工程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)很有意義的課題。目前，國(guó)內(nèi)外許多專家同行都在致力于道路設(shè)計(jì)軟件的研制和開發(fā)。

　　目前，國(guó)內(nèi)使用的路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件，大多為靜態(tài)交互式軟件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者通過(guò)不斷地修改數(shù)據(jù)文件或通過(guò)鍵盤輸入命令或數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，使得設(shè)計(jì)不斷地得到完善，從而完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)的。這和手工設(shè)計(jì)相比，雖然有很大的進(jìn)步，但仍然不能令設(shè)計(jì)人員感到滿意。其主要缺點(diǎn)是：第一，修改數(shù)據(jù)工作量大。設(shè)計(jì)者往往要通過(guò)幾十次，甚至上百次地修改數(shù)據(jù)，才能完成設(shè)計(jì)。第二，輸入數(shù)據(jù)的合理性無(wú)法預(yù)料。即便是對(duì)一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，在修改設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于輸入的數(shù)據(jù)可能會(huì)產(chǎn)生的相鄰曲線"穿袖"等不合理的情況也往往無(wú)法預(yù)料。即使沒出現(xiàn)這種情況，設(shè)計(jì)者也不能保證其技術(shù)指標(biāo)就一定能得到滿足，等到發(fā)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)不合理時(shí)，設(shè)計(jì)者又要再次修改輸入數(shù)據(jù)，這無(wú)疑明顯地增加了設(shè)計(jì)者的工作量。

　　本人所作的路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件的研制開發(fā)工作，是以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交互設(shè)計(jì)功能為目標(biāo)。所謂動(dòng)態(tài)交互設(shè)計(jì)功能，是設(shè)計(jì)者可通過(guò)鼠標(biāo)選擇命令和操作對(duì)象(變坡點(diǎn)、坡度線或豎曲線等)，然后通過(guò)鼠標(biāo)來(lái)拖動(dòng)操作對(duì)象，實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷的人機(jī)對(duì)話，每一次人機(jī)對(duì)話都可以實(shí)現(xiàn)操作對(duì)象及其技術(shù)參數(shù)(坡長(zhǎng)、坡度、豎曲線半徑、設(shè)計(jì)高程等)連續(xù)的動(dòng)態(tài)顯示，設(shè)計(jì)者可以從計(jì)算機(jī)屏幕上動(dòng)態(tài)地連續(xù)觀察到設(shè)計(jì)的修改動(dòng)態(tài)、相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)和路線技術(shù)指標(biāo)的變化情況，直到比較滿意為止。這樣，一次動(dòng)態(tài)交互設(shè)計(jì)操作就相當(dāng)于幾次甚至于十幾次靜態(tài)交互設(shè)計(jì)操作，從而使設(shè)計(jì)人員感到非常方便，明顯地提高了設(shè)計(jì)效率。在程序研制過(guò)程中，本人結(jié)合參與山區(qū)公路和平原地區(qū)高等級(jí)公路及立交設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，盡量使程序功能貼近設(shè)計(jì)者的需要，通過(guò)幾項(xiàng)實(shí)際工程設(shè)計(jì)的考驗(yàn)，證明該軟件具有較好的實(shí)用價(jià)值和廣泛的適用性。

　　本軟件采用ADS-C語(yǔ)言編制，在AutoCADforWindows12.0版以上的環(huán)境下運(yùn)行。軟件的主要特點(diǎn)如下：

　　1充分利用AutoCAD軟件的強(qiáng)大功能

　　Aut0CAD是由美國(guó)的Autodesk公司推出的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，是目前在各設(shè)計(jì)單位非常流行的應(yīng)用軟件。AutoCAD實(shí)質(zhì)上是一個(gè)圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，它有非常完善的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和圖形算法。設(shè)計(jì)者所作的每一次圖形建立或修改操作，實(shí)際上就是通過(guò)AutoCAD的各項(xiàng)功能來(lái)修改圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，而屏幕上所看到的'圖形只不過(guò)是數(shù)據(jù)庫(kù)的一種圖形反映而已。因此，AutoCAD軟件實(shí)際上是采用"事件型"應(yīng)用程序的開發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的。所謂"事件型"程序就是各應(yīng)用程序分別從圖形數(shù)據(jù)庫(kù)提取數(shù)據(jù)，然后又將計(jì)算結(jié)果放回到圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中去，使圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)記錄得到修改，從而使屏幕上的圖形同時(shí)得到修改。各應(yīng)用程序只對(duì)某一個(gè)"事件"即某一項(xiàng)功能負(fù)責(zé)，而各應(yīng)用程序相對(duì)獨(dú)立，它們之間不發(fā)生直接的聯(lián)系，這就使應(yīng)用程序的開發(fā)只需考慮如何從圖形數(shù)據(jù)庫(kù)提取數(shù)據(jù)，如何修改圖形數(shù)據(jù)，而不受其他應(yīng)用程序的影響，給軟件開發(fā)工作帶來(lái)很大的便利。AutoCAD軟件還允許用戶采用Autolisp語(yǔ)言和C語(yǔ)言等開發(fā)應(yīng)用程序，允許用戶在圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄中寫入用戶外部數(shù)據(jù)，進(jìn)行二次開發(fā)工作，正是由于AutoCAD軟件具有上述優(yōu)點(diǎn)，因此，全世界有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的用戶在AutoCAD平臺(tái)上進(jìn)行專業(yè)CAD軟件的開發(fā)工作。

　　2較強(qiáng)的設(shè)計(jì)管理能力

　　本軟件能在同一圖形文件中同時(shí)設(shè)計(jì)多條道路及其立交匝道，每一條道路或匝道都由設(shè)計(jì)者賦予一個(gè)道路名稱，并且可根據(jù)需要隨時(shí)改名。每條道路的設(shè)計(jì)互不干擾，并且每一個(gè)圖形文件可隨時(shí)存盤，下一次設(shè)計(jì)時(shí)只需將圖形文件調(diào)入AutoCAD即可繼續(xù)進(jìn)行。每一個(gè)圖形文件同時(shí)能設(shè)計(jì)的道路長(zhǎng)度及道路條數(shù)只和計(jì)算機(jī)內(nèi)存大小有關(guān)，和軟件本身無(wú)關(guān)。為此，曾在一臺(tái)具有32M內(nèi)存的普通586微機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，軟件能處理一條具有1萬(wàn)個(gè)變坡點(diǎn)和10萬(wàn)個(gè)地面高程點(diǎn)的道縱斷面設(shè)計(jì)，這相當(dāng)于一條1000公里以上長(zhǎng)度的道路縱斷面設(shè)計(jì)，完全能滿足各種道路工程設(shè)計(jì)的需要。

　　3靈活的動(dòng)態(tài)交互功能

　　軟件充分體現(xiàn)了動(dòng)態(tài)交互的特點(diǎn)，凡修改設(shè)計(jì)的命令均采用選取操作對(duì)象，然后用動(dòng)態(tài)拖動(dòng)操作對(duì)象的方式進(jìn)行。動(dòng)態(tài)拖動(dòng)可以沿任意方向或沿設(shè)計(jì)者指定的樁號(hào)、高程或縱坡方向拖動(dòng)，并可以按照設(shè)計(jì)者指定的樁號(hào)、曲線半徑或縱坡的變化及步長(zhǎng)進(jìn)行拖動(dòng)。操作對(duì)象的拖動(dòng)幅度相對(duì)于鼠標(biāo)移動(dòng)距離的比例也可任意調(diào)整，從而使設(shè)計(jì)者可以精確地進(jìn)行設(shè)計(jì)的微調(diào)，直到滿意為止。拖動(dòng)方式及步長(zhǎng)的調(diào)整可以在拖動(dòng)過(guò)程中利用熱鍵和對(duì)話框的方式進(jìn)行，非常方便。為適應(yīng)不同設(shè)計(jì)者和不同場(chǎng)合的需要，在拖動(dòng)過(guò)程中也可以利用熱鍵方式完成設(shè)計(jì)參數(shù)的鍵盤交互輸入。當(dāng)設(shè)計(jì)者對(duì)所作的設(shè)計(jì)修改不滿意時(shí)，使用程序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的撤消功能，可以很方便地撤消前一次修改，直到恢復(fù)原有設(shè)計(jì)為止。

　　4比較完善的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)檢查和動(dòng)態(tài)高程控制檢查功能

　　在拖動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，程序隨時(shí)檢查數(shù)據(jù)(坡度、坡長(zhǎng)或豎曲線半徑)的合理性，自動(dòng)防止相鄰豎曲線出現(xiàn)"穿袖"等不合理情況，并作相應(yīng)的提示。

　　設(shè)計(jì)者可以根據(jù)需要，在任意樁號(hào)設(shè)置高程控制點(diǎn)。在拖動(dòng)過(guò)程中，可通過(guò)熱鍵動(dòng)態(tài)顯示拖動(dòng)范圍內(nèi)各控制點(diǎn)樁號(hào)的設(shè)計(jì)高程、控制高程及它們之間的差值，使設(shè)計(jì)者很快作出滿足高程控制點(diǎn)要求的設(shè)計(jì)。高程控制點(diǎn)可采用拖動(dòng)方式進(jìn)行移動(dòng)，不需要時(shí)可隨時(shí)刪除。

　　5內(nèi)容豐富的信息查詢功能

　　程序還具備了豐富的信息查詢功能，其內(nèi)容有設(shè)計(jì)線要素表、技術(shù)指標(biāo)查詢、控制點(diǎn)查詢表，設(shè)計(jì)高程、地面高程和填挖高度等內(nèi)容的動(dòng)態(tài)查詢，查詢指定樁號(hào)之間的路基土石方數(shù)量等。

　　6適應(yīng)能力強(qiáng)的繪圖功能

　　用戶可自行定義縱斷面設(shè)計(jì)圖的幅面大小、標(biāo)注欄的順序和欄寬、字體大小、標(biāo)注內(nèi)容及其精度等多項(xiàng)要求，并可以工作文件的形式儲(chǔ)存定義信息，便于日后使用。

　　7友好的用戶界面

　　操作命令的選取均用鼠標(biāo)在下拉式菜單中進(jìn)行，人機(jī)對(duì)話在彈出式對(duì)話框中進(jìn)行，所有屏幕揭示均采用漢字揭示。

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