公路工程中的选线问题
摘要本文采用线形插手工描绘的方法，对已知部分高程点的地区作出等高线图，并以此图为基础，进行线路设计。本文重点讲述了等高线“跟踪”插值过程和利用等高线图进行公路设计，提出了几种不同的方案，并且对这些方案进行了比较和讨论，提供出一种认为最满意的结果。本文还尝试运用层次分析法对这些方案进行评估。最后，本文对所涉及到的公路选线作了推广，并总结出线路选线需考虑的一般问题。
一、问题的提出
要在一山区修建公路，首先测得一些地点的高程，数据见表1（平面区域0≤x≤5600，0≤y ≤4800，表中数据为坐标点的高程，单位：米）。数据显示：在y=3200处有一东西走向的山峰；从坐标（2400，2400）到（4800，0）有一南北走向的山谷；在（2000，2800）附近有一山口湖，其最高水位略高于1350米，雨季在山谷中形成一溪流。经调查知，雨量最大时溪流水面
w与（溪流最深处的）x坐标关系可近似表示为 w(x)=
5
2
24004
3
+
?
?
?
?
?-
x
（2400≤x≤4000）。
公路从山脚（0，800）处开始，经居民点（4000，2000）到矿区（2000，4000）。已知路段工程成本及对路段坡度α（上升高程与水平距离之比）的限制如表2。
表1：略
1）试给出一种路线设计方案，包括原理、方法及比较精确的路线位置（含桥梁，隧道），并估算该方案的总成本。
2）如果居民点改为3600≤x≤4000，2000≤y≤2400的居民区，公路只须经过居民区即可，那么你的方案有什么改变。
二、建模的假设
1.所给地区的地形是连续的，不存在断层，悬崖，可用线形插值方法确定直线的走向。
2.所给地区的工程地质条件都满足工程建设的要求，不存在对工程建设有害的因素，如地震带，溶岩地区等。
3.由于题目没有给出公路的等级及规格，可以忽略公路的宽度，而只考虑其线形。
4.桥梁的长度必须大于溪流水面最宽时的宽度。
5.隧道的建设不考虑通风等次要因素。
6.尽管填方，挖方在线路上的工程费用中占很大比例，但题目题设没有给出填方，挖方的具体要求，建模时暂不予考虑。
三、与问题有关的某些概念及原理[1]
等高线的概念、特征和应用：
1.概念：等高线是地面上高程相等的临近的各点的闭和曲线，也就是水平面与地面相交的曲线。
2.特征：
（1）在同一条等高线上的各点的高程相等；
（2）等高线是闭和的曲线；
（3）不同高程的等高线不能相交；
（4）等高线与分水线（山脊线），合水线（山谷线）正交；
（5）两等高线间的垂直距离称为平距，等高线平距的大小与地面坡度的大小成反比。
3.等高线在地形图中的应用：
（1）可以根据等高线确定地面点的高程；
（2）根据等高线间的平距确定其坡度。其原理为：若已知地形图上等高距为H ，要确定图上两等高线的倾角或坡度，则量出该两等高线间的平距宽度 ，按下式计算：
坡度α=γtg =αh
如图1：α=tg γ=20300=115
（比例尺：1：1000 单位：m ）
四、建模的初期工作
由前叙可知，要进行公路选线，必须有一定精度的地形
图，但在问题中只提供了一些规则格网点上的高程。因此，我
们必须根据这些高程尽可能准确地反映出该地区的地势，以便
确定路线的走向和成本的预算。为此，我们建立等高线“跟
踪”插值模型，以便“生成”一幅地形图。
等高线“跟踪”插值模型
?数据特点 所给高程数据点位间隔过大，不利于用二次曲线或者其它类似方法拟合，但由于它是以规则格数据形式给出的，因此有利于构造“跟踪”信息，实现数据插值。
?操作特点 采用简单的线形插值，简便易行，同时其数据场很有规则，插值步骤具有很强规律性，适于计算机编程计算。
?具体过程
（1）依次计算各等高线和网格边交点的坐标值。
（2）找出一条等高线起始等高点并确定判断和识别条件，以追踪一条等值线的全部等高点。
（3）根据前面提到的等高线的特征及地势的大致走向，联络各等高点绘制光滑曲线。 ?算法分析
（1）内插等值点的位置：
假设制图地区由m*n 个网格点数据组成，并设沿相x 方
向的分割记为j=1，2，…，n ；沿用y 方向的分割记为i=1，
2，…，m 。则对于任一网格点的高程数据可以表示为Bi,j ，
设单位网格边长为d ，则网络点的坐标计算计算为：xi,j=j
?d;yi,j=i ?d 。显然，对于m*n 个网格点区域，只有(m-1)
?n 条纵边和（n-1）?m 条横边。对于位于任一边上的等高
点位置，我们可以表示为：
纵边上的等高点HI,J i=1,2,…，（m-1）;
j=1,2,…，n
横边上的等高点SI,J i=1,2,…，m;
j=1,2,…，（n-1）.
为了计算等高点在网格边上的位置，首先要确定等值线与网格边相交的条件，设等高线高程值w ，显然，只有w 值处于相邻网格点数值之间，该边才能有等高点。因此，我们可用下式来判断：(Bi,j-w)?（Bi,j+1-w ）<0时，在横边上有等高点；
(Bi,j-w)?（Bi+1,j-w ）<0时，在纵边上有等高点。
若上式成立，我们即可采用线形内插方法计算出等值点位置。我们有ABCD 网格（图2），其高程依次为Bi,j,Bi,j+1,Bi+1,j,和Bi+1,j+1,若在横边AB 边内插等高点A ’，A ’离A 点的距离记为Si,j ，则：
1,,,1,,==--+d d S B B B w j i j i j i j
i 令
j i j i j
i j i B B B w S ,1,,,--=+ 显然这里计算的Si,j 是一个相对比值，是横边为一个单位的几分之几，即0≤Si,j ≤1。同理，对于纵边AC 之间插等高点B ’时，该点到A 距离记为Hi,j ，当纵边d=1时，有：
j i j i j
i j i B B B w H ,,1,,--=+
同样0≤Hi,j ≤1。
（2）追踪等高点
为了确定追踪方案，我们要确定某仪等值线在矩形网格内走向的几种可能，并通过确定等值线走向与等高点坐标之间的关系来建立跟踪条件。由于等高点位于网格边上，所以等高线通过相邻网格的走向只有四种可能：自上而下，自下而上，自左向右，自右向左。因此，若找到某一值线头位于某一网格边上，该网格边往往是相邻网络的公共边，即是前一网络的出口边又是后一网格的进入边，则进入边的方向对于每一个网格都有上，下，左，右四种情形，即追踪等高点有四种可能。下面分别讨论四种可能。
先谈自下而上追踪，在图3中，我们可以看到，在方格I 上有等高点ａ1，它的位置有三种情况，即H(I,j),S(I,J)和H （I,j+1）。Ⅱ号方格上ａ2：等高点为S(I+1,j)，显然，我们比较 ａ1和ａ2的坐标位置，可以得到ａ1点取整的纵坐标，一定小于ａ2点取整的纵坐标。因此，只要满足i ａ1< i ａ2的条件（i ａ1表示ａ1点横坐标），即可自下而上的追踪。如果有ａ3点，它一定位于方格Ⅱ的另外三边上。
同理，可以讨论得到自左而右（图4），自上而下（图5）和自右向左（图6）的追踪情况。
已知a3点是位于Ⅱ号方格的其余三边上，如何确定是其中的哪一边呢？这是一个十分重要的问题，必须合理地选择其余三边上的一个等高点。不然，将会出现同一等高线的交叉和分支走向不确定的多义性。例如某一网格上的四点联结的状况可有三种情况（图7）。a 、b 即为多义性，c 是不允许的，必须排除。对于等高线联结的多义性，情况是比较复杂的。对于相同等高线点可以有多种方式联结，手工勾绘等高线时经常出现，这情况的处理往往根据实践经验和对制图对象物理背景的理解作出的，即参考周围等高线的定向和趋势，为强调等高线之间的协调一致，突出表现区域特征而作出各种选择。根据一般规律，首先是考虑等值线原来前进的方向，即顺着
原来等高线走向延伸下去，其次是根据距离远近的选择a3点。
在内插等高点时，当遇到网格高程值和等高线相等的情况，此时，等高线必须通过网格点。
而该网格点同时又是四个相邻网格的公共交点（图8）。于四个相邻横边和纵边上得到不是0就是1的四个值（即S （i ，j ）=0，H （i ，j ）=1，S （i ，j-1）=1，H （i-1，j ）=1）。追踪点
时，一定会发生重复和追踪混乱的问题。对此情况，必须预先给予处理，其方法是对该网格点加上一个足够小的数组给予纠正。
根据以上步骤，我们绘制了一幅1：20000等高线地形图，作为下一步工作的依据。（如图15，其中注记了高程网格数据）
此方法采用的是先行插值法，以便实现手工绘图。如果采用二元分段等距抛——抛插值方法或者双三次样条插值方法加密数据场，这样精度高些。由于时间的关系，我们只编制了二元分段插值的程序，附在后面，以供参考。
五、建立公路定线的操作模型
1.建造桥梁、隧道的一般原则：
（1）中小型桥梁、隧道走向服从道路的走向；
（2）道路的走向服从大桥梁、大隧道的走向。
2.对坡度值的要求，本题要求公路的坡度小于0.125，桥梁的坡度为0，隧道的坡度小于0.1。
3.不考虑“1.”所说的情况，现在将地图上进行公路定线的原理[3，4]及方法叙述如下：
（1）展线法
展线的方法是先确定该路段容许的设计平均坡度，然后，据此计算相邻两等高线间所应有的长度（宜等于等高线间距与平均坡度之比值），并按地形图比例尺将其换算成图纸上应表示的已缩小的长度，以此缩小的长度为准，自路线起、终点开始分别向上、向下在两等高线之间依次作截距交会于各等高线上成若干平面转折点。最后将各转点相连成平面上的转折线，并在有关转角点间布置相应必要的平面线和回头曲线。
（2）回头曲线法
当路线起、终点位于同一很陡的山坡面，为了克服高差过大，一方面要顺山坡逐步展线；另一方面又需一次或多次地将路线折回原来的方向，形成“之字线”路线。这种顺地势反复盘旋而上的展线，往往会遇到路线平面转折角大于90度，按通常设置平面线方法，曲线长会过短，纵坡会过大。为了克服这种困难，常采用在转角顶点的外侧设置回头曲线的方法来布置路线。
（3）展线法和回头曲线法的例子
① 展线法
以图9为例，已知路段起、终点A 、D 之间高差为18米，
距离L1为225米，其纵坡i1为18/225；由于i1较大，决定采
取
平均坡度为5%进行展线。该处比例尺为1：5000，先计算相邻
两等高线间为符合坡度5%要求的必要长度米米10005.05==
?l
则l ?在地形图上经按上述比例尺缩小后的实际长度为100/500
米，
即0.02米。今自A,D 点分别以0.02米为截距作弧依次交个等高
于 1?2?3?
。然后加以连接，并且在有关平面转折点布置必要
的适合曲线，即得出图9所示的展线方案。
② 回头曲线法 这里列举几种回头曲线形式：
4.问题的求解
在A,B 区域（见图14、15），如果不进行回头曲线的测设的话，公路的坡度将超0.125，这就不符合问题的要求；但如果我们测设回头曲线，将形成“之”字形的盘山道，大大增加公路的里程和营造费用。所以，我们在选取路线时，在满足坡度限制的条件下，尽可能不测设回头曲线，也就是说尽量避免在A 区和B 区测设公路。
（1）为了选线的方便，我们找到了一种比较简便的方法，来确定公路
取向范围。方法具体如下：
①由公路必过的定点为圆心，以R 为搜索半径，画圆弧，交相邻的等高
线于两点。
②取其中一点为圆心，在以搜索半径R 作圆弧，返回上步。
R —搜索半径 θ—路线在该点取向范围 R 的选取由坡度α决定（如图
10）
D ?—AB 两点高差
ααD R R D ?=??=
由上式可知，如果α越小，则搜索半径R 越大；同样，我们将R 取比较大时,α将比较小。（如图11）。
由于等高线是通过线形插值的方法获得的，这就存在着截断误差，下面分析这个误差对R 的影响。
A B h h D -=? hB 、hA 的为通过线形插值得到的高程。
假设截断误差中的误差为mh ，则有： ,
)
(αD d dR ?=
B A dh dh dR α-=
222222/2)(1
ααh h h R m m m m A B =+=
h
R m m ?=∴α2
由此可知，如果截断误差mh 很大，R 的中误差mR 将很大；若搜索半径仅取R =?D 的话，仍将可能造成线路的坡度过大。我们可以通过在实践操作中，选取较大的R ’=R+mR 来妥善解决，这里我们取搜索半径R=800+10m 。
由于我们所绘制的等高线是由格网高程插值点得到的，因此我们对搜索半径R 的传递误差可以不考虑。
（2）矿区部分道路拟定原则
根据展线法和回头曲线以高差100米、最大坡度0.125进行展线，可大致表示为如图12所示
从绘制的等高线图上我们可以看出，若公路在I区走线，偏离山峰越来越远，导致道路走线拉长，隧道长度增加，故不可取；若在III区走线，虽使得隧道长度有所减少，但会使对面山坡公路走线带来困难。因为对面山坡坡面较陡，要满足|（HN – HS）/DAB| < 0.1（其中：HN 、
HS分别表示隧道北南洞口选址点的高程，DAB是两点间的水平距离），必须修建大量的盘山道，不仅走线拉长，也会给运输带来麻烦。因此我们考虑在II区（h ≥ 1120,h ≤ 1400）设计公路走线。另外，从图上可看出在山峰南坡x > 4400米，等高线间的平距越来越大，而在其对应的北面坡等高线的变化并不十分明显在山峰南部x < 4000米，南北两坡等高线平都有明显增大趋势。考虑到隧道的开凿，再满足其他条件的情况下，使最小长度尽可能小，因此我们在x ≥4000米和x≤4400米的范围内进行选址。
（3）对于居民点的情况分析
根据以上的方法，我们可以分段进行求值。（见图13，图14，图15）。
从公路起始点到山谷，可得出三种走线：（见图20）
H—I—J—L—P—Q—沿1000米等高线到桥1；
H—I—J—M—沿850m的等高线到桥3；
H—I—J—N—沿900m的等高线到桥2。
考虑到地形、引桥等多种因素，采用S = 1.4W(X)米计算桥长。
在考虑到桥梁处的展图过程中，我们有以下几种走线：
R—III—沿着1000m的等高线到桥1；
R—桥2；
R—II—II2—沿850的等高线到桥3。
注：在800m等高线上建桥，不仅桥身长，而且走线盘曲多折，拉线长，没有以上三种效果好，故舍去。
从居民点R到隧道的几种走线
R—IV—隧道B1A2；
R—III—III1—III2—III21—III22—沿1300m的等高线到隧道B2A2；
R—III—III3—III31—III32—沿1300m的等高线到隧道B2A2；
R—III—III3—III34—III35—沿1300m的等高线到隧道B2A2。
量得隧道长：A1B1 = 720m,A2B2 = 210m.
从矿区G到隧道展线所形成的几种走线
G—A21—B21沿1120m等高线到隧道A1B1； G—A21—B11沿1320m等高线到隧道A2B2；
G—沿着1320m等高线到隧道A2B2。
4141.18→68.46→1293.33 800→720→2093.33
3202.88→81.48→1786.66 3106.67↘↗2560
210
4091.43→88.06→1133.33 3666.67↗↘2453.33
367万元
说明：1.由于量取路线长度时进行了比例尺变换，因此出现了小数点后面的数值，这并不意味着量线的精度有这么高，实际量线的精度为±20m.
2.考虑量线的误差，总费用的误差取5%。选取路线设计方案为：
H—I—J—N—沿900m等高线到桥2—R—III—III1—III21—III22—沿1300m等高线到隧道B2A2—沿1320m等高线到B11—A21—G
注：线路的坐标可以通过图纸量取。（如图15所示）
（隧道的断面见图17，图18，平面图见图19）
（4）居民点改为居民区的情况
根据条件，我们确定了二个方案，作比较（见图16），下面给出两个方案的工程费用表：方案
项目单价（元）
方案 1 方案2
长度（m）费用（万元）长度（m）费用（万元）
道路300 8840 265.2 6960 208.8 桥梁2000 54 10.8 480 96
隧道1500或3000 210 39 720 216 总计9594 315 8160 520.8
方案比较：
方案1造价比较低，但路程比较长，考虑到矿山公路对居民区的影响，故把公路选在居民区的外围。
方案2营造费用高，但路程较短，通过了居民区，对居民区产生了不利影响。
故我们选方案1。
如果需要减缓其转弯程度，可通过适当增加桥梁和隧道的长度加以解决（这样就增加了费用）。
六﹑运用层次分析法对方案进行评估
我们采取的层次结构如图所示，在准则层中考虑了经济﹑工程﹑社会和环境等因素。（如下图）。
考虑实际工程中的多因素情况，可以采用多准则层的层次分析法对方案进行评估，由于本问题给予的有关信息很少，因此我们仅仅考虑费用与方便程度这两个方面（如表5）。
费用转化评估标度 I0=100，费用每增加0万元，标度减1。
方便程度评估标度：以增加的路线为标度，I0=100，长度每增加200米，标度减1。
现在我们对居民区的两种路线方案进行评估：（如表6）
P1 =5/6*（100-310/10）+1/6*（100-8100/200）=67.4
P2 =5/6*（100-520/10）+1/6*（100-8100/200）=49.9
P1>P2 ，故选方案1。
这里仅举此例以作说明，原因是我们的定权及确定标度都有很强的主观因素。要想通过层次分析法得到更客观的评估标准，需要建立专家评估系统，使评估尺度科学化、规则化、标准化，这样才更具说服力。
七、关于建模的几点推广及对线路测设的认识
1.本问题所考虑的只是公路选线的问题，我们可以把它推广到铁路、管道、给排水系统等线形工程。
2.如果在更大范围内考虑有线形工程构成的网格系统，运用此方法将会创造巨大的经济效益、社会效益和生态效益。
3.通过本问题的研究，我们认识到在进行某项重大决策时，主管部门进行专家咨询和多个方案的比较，是至关重要的。
八、本模型的优点及改进方向
本模型比较系统地介绍了由已知高程点格网绘制等高线进行公路定线及方案比较的全过程，具有条理性和实用性，能够推广到类似的工程中去。
本题所讨论的地形比较简单，对工程具体要求比较粗糙，这主要是由于所给问题没有提供更多的人文和地理信息如地质、水文、气候和地形条件，以及居民点、矿区的规模和性质。否则，我们将考虑得更仔细，甚至可以做出居民区的规划图。
本题所提供的高程数据比较稀疏，因此不便进行土方量的计算。在实际工程中，土方量的工程费用是很大的，如果能够提供比较详细的地形资料，如1：1000的地形图，那我们将进行这方面的考虑。
[参考文献]
[1] 《测量学》，中国建筑工业出版社，1990
[2] 《计算机地图制图原理》，武汉测绘科技大学出版社，
1993
[3] 秦昆，《桥梁工程测量》，测绘出版社，1991
[4] 《城市道路与交通》，中国建筑工业出版社，1981
山区公路线路选优方案
支态规划法
动态规划法是从终止点开始逆推的对阶段最优决策过程，多段最优决策的过程中每一段的结束就是下一段的初始状态。动态规划得到的是全局最优。它在工程上运用很广，如最优路线（选定路线，运输路线，各种管道等）的规划，资源，物资，设备的最优分配，设备的更新等。
如果不采取尝试法，就需要事先由地形图确定一般桥梁、隧道的所有可能位置赋以相应的权值，用迪克斯特累方法或动态规划等方法，求出整体的最小成本费用。程序见附录（略）以上是计算机搜寻路径的方法，理论上只要网格无限细分，并且对地形的了解足够的话，就一定可以找到最优的路线设计方案，但由于数据无法细分到合理的情况（估计应至少分到两点之间的间隔为10米左右才行，此时才能在地形图上表示出任意方向直线。而视觉上不产生失真。但受机器限制，数据规模不能太大），存在很大误差，因此不能作为定量分析的依据。但由于误差的性质和大小每次计算都差不多，该方法完全可以定性地分析出最优化的线路所在的大概位置，并为进一步的定量分析—纸上定线法作出十分有意义的指导。
在纸上定线之前，我们先规定了几条原则，这些原则有些并未经过严格证明，只是为了符合工程要求或简化问题。
原则1按允许的最大角度爬坡，即 取0.125，此时最短.
原则2在坡度较陡的地方首先考虑自然展现，不得已时方采用回头展现，应尽量利用支脉和平缓山坡等有利地形，并尽量避免在一个山坡上布设较多和相距最近的回头曲线.
原则3回头曲线的转折处应满足最小平面曲线半径的要求（可通过插入一定曲率的过渡曲线解决）.
原则4考虑桥的长度，可取水面宽度加一个常数C作为桥长，如C=10米.
原则5在进行越岭路线选择时，可以考虑通过垭口；对垭口很高，但山体薄窄和分水岭，应考虑在山体的最薄窄处采用过岭隧道.
在纸上实践时，可以利用计算机定性算出的最优路线作为参考，并根据路线的起止点和中间控制点，作好整体布局.
山区道路设计与施工 发表时间：2009-05-14T10:33:25.857Z 来源：《中华建设科技》2009年第4期供稿作者：周巧霞[导读] 本文从道路的设计和施工两方面对山区道路建设考虑的因素做了探析。 【摘要】在道路建设过程中，道路的设计和施工等方面要考虑山区各种复杂的因素确定设计和施工方案，保证山区的道路建设的经济和安全。本文从道路的设计和施工两方面对山区道路建设考虑的因素做了探析。【关键词】山区道路；设计；施工Study on Design and Construction in Building Highway of Mountain Areas Zhou Qiao-xia (Xiji highway management segmentXijiNinxia756200) 【Abstract】We must consider the complex condition in design and construction of building highway. In this paper we study on factors we must consider in design and construction of building highway in mountain areas. 【Key words】Mountain areas highway; Design; Construction 随着经济的发展，路越来越成为山区经济腾飞的基点，我国山区有很多等级低、路况差的道路需要进行改建和和新建。山区道路建设中无论设计还是施工必须考虑山区本身的复杂多变的等众多因素。 1. 山区道路建设受山区特点的影响山区的公路大部分是在原有的简陋山路上扩建改建而成，新建的道路是通过桥梁或隧道等工程穿越复杂得地形。因此山区的地形复杂的特点对道路的设计和施工有着很大的影响。下面来看一下山区建设道路的特点。 1.1山区道路地形地质复杂。山区地形复杂，表现为地面高差大，变化频繁，横坡陡；地质复杂表现为岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡崖等不良地质。山区地形陡峻，地质情况较为复杂，公路桥梁、隧道工程量大，工程艰巨，山区公路路基填切较大，对公路防护工程的要求也较高［1］。 1.2由于地形条件的限制，原有的山区道路线形通常较差，在改建的过程中要进行重新选线，既要充分结合原有道路，又要利用好大型的桥梁或隧道等构筑物。这样必须要求勘测人员有高的勘测水平和勘测经验，并熟悉道路的地形地貌。 1.3山区河流洪水猛、流速大、冲刷凶、水位涨落和河弯冲高的幅度都很大。设计洪水位时，既要考虑河道上下游断面的变化，又要考虑公路修筑和施工弃渣后造成淤积、改变流向等影响［2］。山区如有较大河流，在设计时注意河流对道路的影响，保证道路的正常和安全使用。 1.4山区道路建设应考虑对山区环境的破坏。山区公路对环境影响较大，而且山区自然生态环境较脆弱，公路设计应从各个方面把对环境的影响降到最低。我国在建设青藏铁路的时候，非常注意对环境的保护，做了很多措施保护环境和生态。 2. 山区道路设计中考虑的因素2.1山区道路选线方面。山区道路线路的选择必须熟悉山区复杂的地形地貌，因地制宜，把握道路的性质和用途，综合个方面因素，运用技术标准，修建高标准、耐久性好、便于养护维修、不破坏环境生态的道路。公路线形的好坏直接影响着公路行车的速度和安全。由于经济技术等方面的影响，山区原有的道路一般存在曲线半径超标、弯道设计不合理等现象，因此在平面设计的时候，要充分对原有的道路现状进行分析，综合考虑各方面的因素确定合理的科学的技术标准。首先考虑充分利用老路，对原来的道路进行裁弯，合理的进行平曲路的布设，其次考虑施工的可能性。在改建线路的工程中，对线形较好的路段进行拓宽，使其宽度符合提高公路等级的要求，对原来线形较差的路段重新进行符合上述要求的选线。在其他越岭垭口的选择、左山坡和右山坡的选择、横断面的考虑等细节上也要考虑多种因素［3］。 2.2桥涵构造物的建设方面。山区复杂曲折的地形使公路在建设过程中必须建造桥涵构造物。因此山区道路桥涵构造物一般密度较大。一般情况下修建的桥涵构造物在跨径方面都满足要求，但在疏通河水方面的抗灾减灾方面需要掌握当地的水文情况，设置足够的涵洞、排水沟等设施，加强挡土墙、护坡、驳岸等附属工程的稳定性，才能保证公路达到预期的目的，安全正常的使用。 2.3工程造价方面。由于山区地形复杂，起伏较大，在具体选线时经常遇到填切较大，建设高挡土墙和进行当地居民的拆迁等问题，要采取多种形式合理的进行比较，选择是否适当直接影响着工程的造价。勘测人员在勘测选线遇到高档土墙和大开挖师多做比较分析，这对控制工程的造价和以后施工方案的选择是比较有利的；居民的拆迁等问题，也要合理的根据当地情况妥善处理，防止拖延工期，影响后续施工，间接的增加工程造价。 3. 山区道路施工中考虑的因素山区地形复杂，起伏较大，在具体施工中级要保证工程的顺利进行，又要保证工程的质量和杜绝工程事故，因此要在施工组织设计、施工质量控制和安全施工管理等方面严格把关，使工程按期完工，保质保量。 3.1在地形复杂山区施工，没有宽广的场地，通往施工地点的道路稀少，在施工前必须进行合理的施工组织设计和确定最佳的施工方案，以防止在施工过程中造成道路中断，影响施工的进度，造成社会不良影响。 3.2山区的情况复杂，道路建成后的维修等相对困难，因此在施工过程中必须保证工程的质量，减少道路的维修的频率，提高铺装层等的耐久性，延长道路的寿命，实现道路可持续发展。这样必须健全质量保障体系，对施工各工序和工作面进行充分的合理布局，统一部署，充分考虑填挖结合等，在现场加强监督和检测力度，及时发现处理问题，做好各种预防保障措施。 3.3山区道路要做好安全和文明施工，在现场设有专职的安全员和交通管制人员，并在各施工段设立明显标志；在使用大型的机械施工时，要严格按照机械施工手册，由专业操作手操作；各种水电、爆破等施工，必须保证周围居民的生活和人身安全，做好各种宣传措施，使工程安全顺利进行。 4. 小结山区地形复杂，道路建设中的设计和施工应根据山区具体的特点，考虑各种影响因素，使设计更加合理，施工更加顺利，保质保量完成建路任务。
河北省国有投资工程建设项目 招标代理机构 比选文件
河北省国有投资工程建设项目 招标代理机构 比选文件 比选项目： 比选人： 2014年月（盖单位章）
释义 《河北省国有投资工程建设项目招标代理机构比选文件示范文本》（2011年版）中下列词语的含义是： 比选：是指由发展改革部门核准实行委托招标组织形式的国有投资工程建设项目的建设单位，依据相关法律政策，结合招标项目实际情况，设定拟委托招标代理机构的资格条件和方法，组建评比委员会对提出申请的招标代理机构进行评审筛选等竞争性方式确定招标代理机构的活动。 比选人：是指通过比选方式确定招标代理机构的项目建设单位，是招标项目中招标人，委托招标的委托人。 比选文件：由比选人根据相关法规政策和《河北省国有投资工程建设项目招标代理机构比选文件示范文本》（2011年版），结合招标项目的特点和需要，对招标代理机构代理招标项目提出的资格条件、评比标准和方法等要求的格式文件。 比选申请人：是指具有相应的招标代理资格，响应比选人的比选文件并参加比选竞争的招标代理机构。 代理申请书：是指参与比选竞争的招标代理机构为响应比选文件的资格条件和要求而按比选文件规定格式编制的申请文件。 中选：是指响应比选文件的要求参加比选，经过评比文员会评审，最终获得与比选人签订招标代理合同的招标代理机构。
第1章招标代理机构比选公告根据比选项目编写
第2章委托招标代理项目概况根据招标比选项目编写。
第3章申请人须知 比选项目概况 本次比选的比选人为：。 本次比选的范围和内容：见《第1章招标代理机构比选公告》 本次比选申请人应当具备的资格条件：见《第1章招标代理机构比选公告》。 至递交代理申请书截止之日止，申请人你投入本项目的招标专业人员至少已在本申请人单位连续工作满3个月，否则比选人不予认可。 比选文件 比选文件的组成 （一）招标代理机构比选公告； （二）委托招标代理项目概况； （三）申请人须知； （四）评比标准和方法； （五）招标代理合同； （六）代理申请书格式。 申请人应认真检查比选文件的内容是否完整，如发现比选文件内容不完整的，应及时向比选人提出，以便补齐。 比选文件的澄清和修改 申请人如对比选文件有疑问，应在提交代理申请书截止时间2日前以书面方式提出，比选人将在提交代理申请书截止时间2日前将澄清文件发给所有购买比选文件的申请人，但不载明澄清问题的来源。如澄清发出的时间距提交代理申请书截止时间不足2天的，相应延长提交
铁路与公路选线习题解答 一、铁路选线设计部分 1．简述选线设计的基本任务 答：（1）根据国家政治、经济、国防的需要，结合线路经过地区的自然条件、资源分布、 工农业发展等情况，规划线路的基本走向，选定铁路主要技术标准； （2）根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施等具体情况，设计线路的空间位置（平面、立面），在保证行车安全的前提下，力争提高线路质量、降低工程造价，节约运营支出。 （3）与其它各专业共同研究，布置线路上各种建筑物，如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等，并确定其类型或大小，使其总体上互相配合，全局上经济合理，为进一步单项设计提供依据。 2．名词解释（有计算公式时，应给出相应的计算公式）：货运量、货物周转量、货运密度、货流比、货运波动系数、铁路设计年度、轮周牵引力、车钩牵引力、列车运行基本阻力。 答：货运量：一年内单方向需要运输的货物吨数，应按设计线(或区段)上、下行分别由下式计算： ∑=i C C (104 t/a) 式中 C i 某种货物的年货运量（104 t/a ）。 货物周转量：设计线(或区段)一年内所完成的货运工作量，可根据单方向一年内各种货运量C i （104 t/a ）与相应的运输距离L i （km ）按下式计算： ∑?=)(i i HZ L C C （104 t .km/a ） 货运密度：设计线(或区段)每km 的平均货物周转量。 L C C HZ M = （104 t .km/km.a ） 式中C HZ ——设计线(或区段)的货物周转量（104 t .km/a ）； L ——设计线(或区段)的长度（km ）。
山岭道路选线及路线比选 本路线是山岭重丘区的一条二级公路，路线设计技术指标为：路基宽度为8.5米，双向车道，无中央分隔带，土路肩为2×0.5米，硬路肩为2×0.25，行车道为2×3.50米。设计速度为60Km/h，路线总长2371.191米,起点桩号K0+000.00，终点桩号为K2+371.191。起点高程180米，终点高程150米。设计路线共设置了三个平曲线，半径均分别为700米、600米和400米。弯道处均设置缓和曲线，第一个弯道前后缓长均为70米；第二个弯道前缓长90米，后缓长80米；第三个弯道前缓长70米，后缓长80米。在缓和曲线内均设置超高，第一个和第二个弯道超高值设置为3%，第三个弯道超高值设置为4%。因为半径都大于250米，则不需要加宽。本次纵断面设计设置了5个变坡点，最大纵坡为-3.51% ，最小纵坡为-0.76%，最大坡长333.888米，最小坡长179.731米。3个凸形竖曲线，2个凹形竖曲线。
选线步骤 山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形复杂，路线平纵横三方面都受到约束；同时地质、气候条件多变，都影响路线的布设。但山脉水系清晰，给选线指明了方向：不是顺山沿水，就是横越山岭。 一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由面到带进而到线的过程来实现，本设计经过以下三个步骤: 1）首先确定起终点的位置,根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确定两点间路线的基本走向。 2）按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点，如沿线房屋、农田等地点要重点控制,然后连接控制点，初步完成路线布局。 3）本设计本着方便出入,少占田地,路线短,填挖少且平衡的原则，在满足技术标准的前提下,进行平纵横综合设计,以定出道路的中线。 定线 本设计路线大致走向为由南向北。设计范围为：K0+000.000—K2+371.191。 根据给定的起终点，分析其直线距离和所需的展线长度，选择合适的中间控制点。在路线各种可能的走向中，初步拟定可行的路线方案，（如果有可行的局部路线方案，应进行比较确定），然后进行纸上定线。 在1:5000的小比例尺地形图上在起，终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况，选择地势平缓山坡顺直的地带，拟定路线各种可行方案。 对于山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主导；对于平原微丘区域（即地形平坦）地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主导。最终合理确定出公路中线的位置（定出交点）。 1试坡 定均坡线。在山岭重丘地带，根据等高线间距和所选定的平均纵坡（视路线高差大小，一般选5%-5.5%）按计算得等高线间平均长度a(a=等高距/平均纵坡)进行试坡（用分规卡等高线），本设计中a取4cm，将各点连成折线，即均坡线。
某山区公路路线方案比选 摘要:文中介绍了云浮市都杨至云安公路新建工程路线方案设计情况。并就路线长度、技术指标、造价及周边土地开发等指标，对各个方案进行了论证、分析和比较，得出了最优方案。 关键词: 路线选线；新建工程；方案比选； Comparison and selection of the road route scheme in a mountain area Zheng Ze xin (Yunfu city planning and Design Institute of highway Survey，Yunfu guangdong 527300) Abstract：This paper introduces the route designs of the new construction from Duyang to Yunan Road in Yunfu city. And analyses as well as compares each plan through the indexes such as route length，technical indicators，cost and the surrounding land development indicators，to obtain the optimal scheme。 Keywords: selection of route；new project；project selection； 1项目概况 本项目位于云城区北部，地处西江中游南岸，路线所经地区地形介于丘陵和谷地之间，地形高差起伏较大。路线起点接在建云杨公路及站场连接线，通过设置十字形平面交叉与在建云杨公路及站场连接线相接。路线在汉洞村道口处建设桥梁跨越X468河骑线和南山河，经都杨镇汉洞村口、云城区河口镇扶卓村委、县区界分水凹、云安县六都镇富强村委。终点与进港公路相交，以T形平面交叉连接。主要控制点为路线起终点、X468河骑线、南山河、分水凹及沿线村落等。 纵断面设计主要控制因素是路基桥涵设计水位、路基最小填土高度、最小排水纵坡、X468河骑线、南山河、起终点平交等。 设计采用技术标准:①公路等级：一级公路。②设计速度：60km/h。③汽车荷载等级：公路—Ⅰ级。④设计洪水频率：大、中、小桥、涵洞及路基1/100（本项目无特大桥）。⑤地震动峰值加速度系数：0.05g。⑥其他指标按交通部《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）的规定执行。 2 选线原则
公路工程国内招标文件范本－-合同通用条款 合同通用条款??定义和解释 定义１.1在本合同中，下列名词或术语,除文中另有要求或说明外，应具有本条所指的含义：??（１)a.业主指本项目的合同专用条款中指明的执行本建设项目投资计划的单位,或其指定的负责管理本建设项目的代表机构，以及取得该当事人(单位）资格的合法继承人(单位）。 b. 承包人指其投标已为业主所接受,并与业主签订了合同协议书承建本合同工程的当??事人（单位）,以及取得该当事人（单位）资格的合法继承人(单位）。 c. 分包人指承包人报经监理工程师审查并取得业主批准已分包了本合同工程一部分的当事人（单位）,或合同中指明作为分包本合同工程一部分的当事人（单位）,以及取得该当事人(单位）资格的合法继承人（单位)。 ?分包人应具备相应专业承包资质或劳务分包资质。? d. 监理工程师指业主为实施本合同委托的承担本合同工程监理工作的独立法人。监理工程师的名称将在专用条款中写明。 e. 总监理工程师指代表监理工程师全面履行监理服务合同规定的职责和义务的总负责人(简称：“总监”)。??ｆ. 总监理工程师代表指由总监理工程师根据第2.2款(１）规定,指派常驻现场的授权代表（简称：总监代表)。 g. 项目经理指由承包人书面委派常驻现场负责执行本合同和管理本合同工程的代表。 ｈ. 项目技术负责人指由承包人书面委派常驻现场负责管理本合同工程的总工程师或技术总负责人。 ?（２）ａ. 合同指合同条款（通用和专用）、技术规范、图纸、工程量清单、投标书、投标书附录、投标书附表、中标通知书、合同协议书以及构成合同组成部分的其他文件。? b. 规范指合同中包括的本合同工程的技术规范和在技术规范中引用的国家、部颁规范、规程、标准，包括按第５1条规定所做的或由承包人提交并经监理工程师批准的对技术规范的修改或补充。 ｃ. 图纸指监理工程师按本合同规定向承包人提供的全部设计图纸、和可能附有的计算书和有关技术资料,以及由监理工程师签署的变更设计图纸,或由承包人提交并经监理工程师批准的施工工艺图、计算书和其他有关技术资料。 d．工程量清单指投标书文件中已标价、经算术性修正无误且承包人已确认的最终的工程量清单。? e. 投标书附录指直接附在投标书（函）之后并构成投标书组成部分的附录。?? f. 投标书附表指投标书附录之外的编入第8篇所示格式的各种附表。 ?g. 补遗书指发出招标文件之后由招标人向已取得招标文件的投标人发出的、编号的补充或修改书,是招标文件的组成部分。??（3)a. 开工期指投标书附录中规定的开工期限。?
河北省建设工程项目招标代理机构 比选文件 比选人（建设单位公章）： 法定代表人签字或盖章： 2014年 3月日
第一章比选申请人须知 比选申请人须知前附表 项号内容说明与要求 1 比选人 2 项目名称 3 建设地点 4 比选范围和内容本工程施工、监理及重要设备材料采购等招标代理工作 5 资金来源 6 比选申请人 合格条件 须同时具备建设工程招标代理甲级资质、政府采购招 标代理甲级资质。本比选不接受任何形式的联合体参 加比选。 9 比选申请书份数一份正本，三份副本。 14 比选申请书提交地 点及截止时间 比选文件递交地点: 正定县公共资源交易中心 15 开启比选文件时间: 地点: 16 评审方法及标准详见比选文件第三章。 1、比选文件 比选申请人应仔细阅读比选文件，按比选文件的规定和本比选文件第
二章要求的格式编写比选申请书。 2、比选报价 2.1根据《招标代理服务收费管理暂行办法》第九条的有关规定，招标代理服务收费采用差额累进计费。收费标准按《招标代理服务收费标准》规定执行，上下浮动幅度不得超过20%，否则比选申请书作无效处理。 2.2按照《河北省建筑条例》，招标代理服务费由委托人（建设单位）支付。具体费用支付方式由比选人和中选人在招标代理委托合同中约定，根据不同工程招标内容，按照中选人报价据实支付。 2.3本次报价只报《招标代理服务费收费标准》（计价格[2002]1980号）文件规定的收费标准比例百分数（%）。 3、比选申请书 3.1、比选申请书的编制 3.1.1比选申请书的格式 比选申请书应按第二章“比选申请书格式”进行编写。至少包括“比选申请书格式”2～11的各项内容。本比选文件要求的证明文件比选申请人必须提供，本比选文件没有要求的证明文件，比选申请人认为需要提供的，也可以提供。 3.1.2比选申请书应全部用不褪色的墨水（粉）书写或打印、逐页编码，不得有任何涂改。比选申请书副本应由正本复制而成（包括证明文件）。 3.1.3比选申请书正本一份、副本三份。正本和副本的封面上应清楚的标记“正本”和“副本”的字样。正副本内容应完全一致，如不一致时，
山区高速公路路线方案设计研究 发表时间：2018-05-18T11:18:45.737Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：丛啸1 杨芳2 [导读] 摘要：本文简要介绍国内外对山区高速公路路线方案设计的理念、方法的研究现状，并以云南华丽高速为例阐述具体选线的方法以及考虑因素。关键词：山区高速公路；路线方案设计；华丽高速 云南省交通规划设计研究院 摘要：本文简要介绍国内外对山区高速公路路线方案设计的理念、方法的研究现状，并以云南华丽高速为例阐述具体选线的方法以及考虑因素。 关键词：山区高速公路；路线方案设计；华丽高速 0引言 在我国基础建设不断完善下，我国高速公路不断发展，尤其在平原、沿海以及经济快速发展地区，其高速公路的路线密度不断扩大，而随着这些区域高速公路的修建项目逐渐完成，对地势复杂、地质灾害较多的山区道路修建投入逐步扩大。与平原地区高速公路选线不同的是由于高速公路本身对路线设计及道路修建要求，且山区中地质变化多端、气候不定，因此这些因素不仅加大了山区高速公路项目施工的难度，而且对保护道路周边自然环境的难度加大。对此，需要对山区高速公路的工程项目可行性、路线设计、山区地质勘测、施工安全性以及自然环境保护等展开深入研究。 山区高速公路的载体为自然环境以及周边村庄农田，通常情况下山区的地势地貌复杂多变，规律性小，其地下水、地表水丰富且贯穿四周，山体险峻陡峭，在地震、大雨等自然条件下易发生各类自然灾害；而高速公路修建过程不可避免采取深挖高填、穿山隧道、过河架桥等工程手段，对周边环境必然造成不可恢复破坏，施工及后期处理不当还会进一步诱发其他不同地质灾害甚至破坏已建道路，加大工程项目总投资、延长工期。对此，修建一条满足交通需求、保护生态环境、节约生态资源的高标准山区高速公路必须重视前期道路地质勘测，认真严格完成选线任务，以此保证道路修建的顺利完成，确保安全施工及运营，减少多周边自然、动植物生活习性的影响，从源头避免地质灾害及对自然环境的破坏。 1国内外研究现状 对道路建设的系统性研究最早起步为欧美国家，经过几十年的发展这些发达国家的基础设施建设以及规划基本完成且较为健全，他们的很多基础设计理论以及工程应用经验可以为后面的类似工程提供良好的技术支持，尤其对于美国在经过二次世界大战不仅国内经济建设未受到影响反而促进，其公路建设得到大力发展，建设等级处于世界领先水平。由于西方发达国家对科学性、合理性的高水平要求，在实际道路规划及修建中进行了大量研究，并取得丰富成果，具备完善的路线方案设计方法体系，并创新出许多新设计理论。其中，最具代表性的背景敏感性设计（CSD）为欧美发展国家在总结过去道路建设的经验基础上提出的一种具有系统的协调方法和新理念，其增加了沿线地区有价值的多种因素，可以较好满足道路修建以及投入使用中安全、环保、快速、经济且美学的高要求。CSD应用中最大的特点为灵活用于道路设计标准，设计方法上较为注重将设计标准具体投入到应用中，完成性能的转变，并预知设计中可能存在的对道路质量和安全影响因素，由被动防治转变为主动预防。 国内相关研究由最初满足道路使用要求逐渐转变为保护生态环境和满足道路安全的双向要求。为满足此类要求，在国家大力倡导“以人为本”思想下先关研究加强对设计标准以及指标的灵活应用，总结出“安全、舒适、环保、和谐”的新道路规划设计新理念。具体研究有：高进科在《基于ＡＨＰ方法的山区公路路线方案比选》中创新提出利用层次分析法（AHP）对山区道路公路选线方案设计，达到减少道路选线中设计者的主观性、盲目性、片面性，从而减少对线路比选结果的影响，确定出最佳公路路线设计方案。周林在《基于遗传算法的道路选线优化方法研究》中提出采用GIS进行公路路线设计方案比选，通过利用GIS搭建路线设计优选设计模型平台，建立相应数据库并采用遗传算法求解得出最佳公路路线方案解。 2山区高速公路的工程地质选线方法 由于道路选线方案设计设计的范围较广，考虑因素复杂且多变，因此是一个较为复杂的技术工程。在过去国内对相应研究较少、对道路本身线路走向大多采取原有路线，对周边自然环境、地势地貌、水文条件等因素考虑不周，在后期出现不少问题，尤其在复杂环境的山区。因此，如何合理利用周边原材料进行道路修建、如何避免危险地区、合理进行公路路线选线，且达到保护生态环境、减少生态资源浪费，成为道路工作者不断深入研究和创新解决的问题。 本文以国家高速公路网G4216即成都至丽江高速公路华坪至丽江段为例，下面，简称华丽高速。其起点位于华坪县荣将镇可与在建丽攀高速公路华坪至滨界段终点顺接（图1），终点设计两个方案均位于丽江市玉龙县拉市海，可与大丽高速衔接（图2），全程长 153.29Km，途经华坪县、永胜县、玉龙县、古城区（图3）。 图1 起点示意图图2 终点示意图 图3 公路路线方案走向示意图 在考虑起终点以及中间点的控制，在前期大量的当地现场勘察以及后期深入研究，以沿线地区地形、地质条件、周边路网情况、工程
关于设计招标文件范本的说明 法律规定，全部使用国有资金投资或者国有资金投资占控股或者主导地位的工程建设项目，以及国家、省、市重点项目，达到勘察设计招标规模的，应当公开招标。 建筑物的外观、功能和造价，主要取决于设计方案的优劣，公共项目的设计招标更受到公众的强烈关注。招标首要目的是提高设计水平，通过竞争方式寻求令人满意的设计方案和设计单位，技术实力和创作灵感缺一不可。投标人越多，竞争越激烈，成果越丰富，方案越合理，效果越满意。 违反公开、公平、公正、诚实信用原则的招标投标活动，不会取得任何效果，只会成为耗费人力、物力和时间而没有任何意义的活动。公平是所有具有竞争性质的活动应该追求的最高境界，设计招标活动能否最大限度地为投标人创造公平竞争机会，关键在于招标人和招标代理机构，既有口碑甚佳的，也有声明狼藉的。如果招标结果变得很容易“预测”、越来越缺乏神秘感，幕后交易屡屡得手，招标投标将失去意义，最终导致集体沉沦。经验告诉我们，一切不公平、不合理的做法，背后往往隐藏着违法行为和非法交易行径，只是暂时未暴露而已。 制订设计招标文件范本的宗旨，是建立一套打击造假不公、幕后操纵的有效机制，使招标结果更有公信力。 一、招标文件范本的适用范围和作用 招标文件范本适用公开招标活动，设计招标文件范本与其他招标文件区别如下： 1、招标文件范本经过建设行政主管部门的合法性审查和备案，可以有效降低违法违规风险，加快招标进程。其他招标文件难以兼顾招标投标和行业管理政策法规的要求。 2、招标文件范本尽量兼顾招标投标活动各方的利益，通过建立统一完善的规则，达到合理平衡状态。其他招标文件常因某种目的、某些需要而随意改变规则，破坏平衡。 3、招标文件范本吸取全市设计公开招标活动的经验教训，不断修改和更新，能够应对各种复杂局面。其他招标文件难免考虑欠周全，甚至重蹈覆辙，产生矛盾、招惹麻烦。 4、招标文件范本统一格式、统一规则、统一发布，方便各方当事人下载、编制、审查、阅读和理解。其他招标文件自订规则，五花八门，千差万别，难免造成偏差失误。 编制招标文件时，应当采用最新公布的版本。
公路设计中的选线与平面线形设计 发表时间：2008-10-31T14:35:53.437Z 来源：《中小企业管理与科技》作者：王璐 [导读] 针对山区公路选线与平面线形设计两个问题,提出如何从根本上避免路基高填深挖,使公路区域与周边环境融为一体,并重点分析了目前公路平面线形设计中采用的自线形设计和曲线形设计方法及应用。 摘要:针对山区公路选线与平面线形设计两个问题,提出如何从根本上避免路基高填深挖,使公路区域与周边环境融为一体,并重点分析了目前公路平面线形设计中采用的自线形设计和曲线形设计方法及应用。 关键词:公路山区公路选线设计平面线形自线形设计曲线形设计 1公路选线的原则 1.1控制路基填挖高度 (1)山区公路的选线除应关注重点桥隧工程外,还要特别注重避免高填深挖路基,为此,要尽量避免沿地形陡峭的狭窄山谷布设路线。(2)路基填挖工程量、填方高度、挖方深度及挖方边坡高度直接关系到工程安全、工程投资和环保景观,应对其进行合理控制。 1.2 合理选择路线平面线形指标 路线线形走向要与山川、河流、大地的形势相吻合,强拉直线将会硬切山梁,横过山谷应尽量避免长直线线形。 平曲线线形指标过高也会因切山填谷而造成深挖高填,山区高速公路选线、定线时,应注意路线及其结构物的所有设计要素,选择恰当的平曲线半径及其组合线形,使其尽可能与地形地貌相吻合,土石方开挖量要尽量少,将对自然的破坏减少到最小。 凡是路线平、纵组合得当、线形较均衡、相邻平曲线半径的比值在2以内时,即使平曲线半径采用一般最小半径的1～2倍。线形组合用“Ｓ”形或卵形的路段,也能达到“快速、方便、舒适、安全”的要求,但路段过长时,驾驶员因注意力高度集中而易感到疲惫,舒适条件稍差。当平曲线半径选用一般最小半径的3～5倍、相邻平曲线半径的比值在2以内时,驾驶员操作轻快,感到“快速、方便、舒适、安全”。因此山区高速公路的平曲线半径一般选用最小半径的3～5倍为宜,特殊困难路段可选用最小半径的1～2倍,尽量避免极限值。但连续低标准路段不宜大于20ｋｍ,相邻平曲线半径的比值一般控制在2以内,不应忽大忽小,随地形变化逐渐过渡较好;线形组合应顺适地形,可用基本形、“Ｓ”形或卵形,尽量避免“Ｃ”形或凸形;尽量避免在较长的直线两端设置小于或略大于一般最小半径的平曲线,必要时在长直线与小半径平曲线之间设置Ｒ>Ｌ(直线长度)的过渡曲线。 2路线平面线形设计 2.1平面线形直线设计方法 (1)根据地形特征(主要是对山岭重丘区而言),以地形为控制因素,以纵断面线形为主导,综合平面和横断面来确定路线。(2)根据地物特征(主要是对平原微丘区而言),以平面地物障碍为控制因素,以路线平面为主导,结合纵断面和横断面来确定路线。(3)根据地质特征(主要是对不良地质地段和特殊地貌地区而言),以避让和防止不良地质病害为主导综合平、纵、横来布设路线。 2.2 平面线形曲线形设计方法曲线形的具体设计方法有多种,每种方法都有其较为成熟的设计思想和设计理论.但总的设计思路大致相同,归纳起来可分为5步实施。(1)确定控制点。根据路线的走向、地形地物和环境的约束条件以及线形布设的标准和技术要求。在现场或纸上确定一系列线位控制点,粗略定出路线所要经过的位置。(2)采用曲线形成线形骨架。在地形图上绘制若干直线段和圆弧段,或者选择拟合曲线来控制路线的总体线位形成路线的基本线形框架。(3)确定合理的线形参数。反复设计拟定各线形要素之间的位置关系和参数值,或反复拟定拟合函数的参数值,确定最为合适的拟合曲线,直到满足规范和控制位置的要求,并认为是理想线位为止。(4)曲线计算和调整。采用各种具体曲线形设计法的计算方法进行曲线计算,对线形总体技术指标是否均衡,以及局部能否满足控制要求进行审定,对曲线进行修正和调整,直到满足要求为止。(5)绘制平面线位图。根据曲线计算数据,利用有关软件生成平面线位图。 3 路线平面线形设计运用 3.1 直线直线是两点间最简捷的路线。过去在设计中往往偏重于设置较长的直线。特别是设计山区公路时,争取有较长的直线,往往是工作的重点。但是直线的几何形态灵活性差,有僵硬而不易协调的缺点,所以难以适应地形的变化。而且特别过长的直线易使驾驶员产生单调、倦怠,注意力不集中,甚至感觉迟钝,反应缓慢,难以准确目测车间间距,增加夜间车灯眩目的危险,还会导致超高速行驶状态,这些均易造成事故。在《公路路线设计规范》(下称《规范》)中,对直线的长度给予了限制,要求直线的长度一般不宜超过设计车速的20倍,并要求在长直线两侧地形过于空旷时,采取栽植不同树种、设置风格各异建筑物等方式减轻景观单调的感觉。同时,在强调线形设计以曲线为主的情况下,要从客观条件出发、实事求是,不能生搬硬套一味地追求以曲线为主,增加不必要的工程量和工程投资。在107国道湖北段设计中,一段路沿铁路平行,根据地形条件,设置了7ｋｍ多的直线,这比《规范》要求的最大长度更长一些,但是客观情况无法改变。因为沿线立交、交通道较多,道路纵向又有所起伏,减弱了长直线的单调性,通过绿化,增加了一些景观效果,使得这段道路运营效果较理想。 3.2圆曲线和缓和曲线 (1)一般情况下采用极限最小半径的4～8倍或超高为2%～4%的圆曲线半径。(2)自然条件受限制时,应尽量采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径。(3)只有在自然条件特殊、不得己时方可采用极限最小半径,以满足汽车运动学上的安全要求,但必须在一定路段设法使曲线半径逐渐变小或者在布置上设法使驾驶人员能事先意识到前面有急转弯。4)圆曲线半径过大以致使驾驶员感到与直线并无区别时,也无实际意义,因此,最大半径一般不宜超过10000ｍ。 选用半径时,为适应地形,应尽可能采用大半径曲线,并必须研究前后线形要素间的相互关系,考虑线形所有指标的均衡。同时要特别注意斟酌平曲线同纵坡的关系,勿使小半径曲线与陡坡重合。 为了使汽车从直线段到曲线段或从大圆曲线到小圆曲线平顺地行驶,使曲率及路面横坡变化缓和等,必须设置缓和曲线。汽车按等速行驶,转向盘等速转动所产生的轨迹与回旋曲线基本一致,所以在公路上用回旋曲线作为缓和曲线。其优越性为:①容易适应自然地形,并且增加了线形设计的自由度。②增进线形美观,线形变得平顺,适合驾驶员视觉和心理上的要求,有利于安全、舒适运行,增加乘车人的舒适感。因此,在线形设计中应把回旋曲线作为主要线形要素加以运用。 为了视觉上获得协调而又平顺的线形,在确定回旋曲线参数时,一般应在下述范围内选定:Ｒ/3≤Ａ≤Ｒ式中:Ａ为回旋曲线参数,Ａ2=ＬｈＲ;Ｌｈ为回旋曲线长度;Ｒ为与曲线相连接的圆曲线半径。 为了适应地形、地物圆曲线两边的回旋曲线参数可不相等,设计成非对称型的曲线。平曲线半径越大,回旋曲线越长,其长度与平曲线半径成正比。为使线形连续、协调,回旋曲线∶圆曲线∶回旋曲线的长度之比最好设计成1∶1∶1。 在设计高等级公路时,也遇到如何设置缓和曲线及其与圆曲线的关系问题,开始也只是按照《规范》的要求,设置最小缓和曲线长度,经过学习国内外的经验,逐步提高了对缓和曲线作用和应用的认识,采用了结合地形设计缓和曲线,如在京珠(北京—珠海)公路湖南段的设计中,就采用了
基于 FTOPSIS 方法的路线方案比选分析 发表时间：2019-06-14T11:14:45.430Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：殷晓潇夏学良 [导读] 摘要：本文简要介绍国内外高速公路路线方案设计的理念、方法的研究现状，并以FTOPSIS方法具体进行选线分析，结果表明，三种方案的相对接近度分别为 RC1=0.61，RC2=0.56，RC3=0.54，方案排序为 A1>A2>A3。 中交一公局公路勘察设计院有限公司 摘要：本文简要介绍国内外高速公路路线方案设计的理念、方法的研究现状，并以FTOPSIS方法具体进行选线分析，结果表明，三种方案的相对接近度分别为 RC1=0.61，RC2=0.56，RC3=0.54，方案排序为 A1>A2>A3。 关键词：公路选线；国内外研究现状；FTOPSIS 0绪论 在我国基础建设不断完善下，我国高速公路不断发展，尤其在平原、沿海以及经济快速发展地区，其高速公路的路线密度不断扩大，而随着这些区域高速公路的修建项目逐渐完成，对地势复杂、地质灾害较多的山区道路修建投入逐步扩大。与平原地区高速公路选线不同的是由于高速公路本身对路线设计及道路修建要求，且山区中地质变化多端、气候不定，因此这些因素不仅加大了山区高速公路项目施工的难度，而且对保护道路周边自然环境的难度加大。对此，需要对山区高速公路的工程项目可行性、路线设计、山区地质勘测、施工安全性以及自然环境保护等展开深入研究。 山区高速公路的载体为自然环境以及周边村庄农田，通常情况下山区的地势地貌复杂多变，规律性小，其地下水、地表水丰富且贯穿四周，山体险峻陡峭，在地震、大雨等自然条件下易发生各类自然灾害；而高速公路修建过程不可避免采取深挖高填、穿山隧道、过河架桥等工程手段，对周边环境必然造成不可恢复破坏，施工及后期处理不当还会进一步诱发其他不同地质灾害甚至破坏已建道路，加大工程项目总投资、延长工期。对此，修建一条满足交通需求、保护生态环境、节约生态资源的高标准山区高速公路必须重视前期道路地质勘测，认真严格完成选线任务，以此保证道路修建的顺利完成，确保安全施工及运营，减少多周边自然、动植物生活习性的影响，从源头避免地质灾害及对自然环境的破坏。FTOPSIS（Fuzzy Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution）中文翻译为称模糊优劣解距离法，通过计算方案与最优解和最差解的距离，对方案进行排序。然而，路线规划的选择不同于其他决策问题。公路建设具有成本高、工程量大、社会影响大的特点。在模糊决策过程中，微小决策信息的变化可能会产生较大的影响。因此，在解决路由方案选择问题时，有必要建立一种更能反映决策信息的FTOPSIS方法。 1国内外研究现状 对道路建设的系统性研究最早起步为欧美国家，经过几十年的发展这些发达国家的基础设施建设以及规划基本完成且较为健全，他们的很多基础设计理论以及工程应用经验可以为后面的类似工程提供良好的技术支持，尤其对于美国在经过二次世界大战不仅国内经济建设未受到影响反而促进，其公路建设得到大力发展，建设等级处于世界领先水平。由于西方发达国家对科学性、合理性的高水平要求，在实际道路规划及修建中进行了大量研究，并取得丰富成果，具备完善的路线方案设计方法体系，并创新出许多新设计理论。其中，最具代表性的背景敏感性设计（CSD）为欧美发展国家在总结过去道路建设的经验基础上提出的一种具有系统的协调方法和新理念，其增加了沿线地区有价值的多种因素，可以较好满足道路修建以及投入使用中安全、环保、快速、经济且美学的高要求。CSD应用中最大的特点为灵活用于道路设计标准，设计方法上较为注重将设计标准具体投入到应用中，完成性能的转变，并预知设计中可能存在的对道路质量和安全影响因素，由被动防治转变为主动预防。 在道路线性设计中，人性化观念不断提出，在道路修筑的同时，对大自然多种多样的野生动植物的保护必不可少，道理设计者在考虑满足道路线性基本设计要求的同时也开始花费大量的精力设计出有利于生态平衡的线性。在美国最早提出“绿道”概念，其意义可通过字面意思大体了解，就是在道路设计中要为道路周边野生动植物提供接近原有生存环境，利于野生动植物的可持续生活。这样的例子也较为多见，例如美国东海岸线边上的游步道、经过整治后最受欢迎迈阿密河绿道、新加坡的绿化网络公园连接栈道。 国内相关研究由最初满足道路使用要求逐渐转变为保护生态环境和满足道路安全的双向要求。为满足此类要求，在国家大力倡导“以人为本”思想下先关研究加强对设计标准以及指标的灵活应用，总结出“安全、舒适、环保、和谐”的新道路规划设计新理念。具体研究有：高进科在《基于ＡＨＰ方法的山区公路路线方案比选》中创新提出利用层次分析法（AHP）对山区道路公路选线方案设计，达到减少道路选线中设计者的主观性、盲目性、片面性，从而减少对线路比选结果的影响，确定出最佳公路路线设计方案。周林在《基于遗传算法的道路选线优化方法研究》中提出采用GIS进行公路路线设计方案比选，通过利用GIS搭建路线设计优选设计模型平台，建立相应数据库并采用遗传算法求解得出最佳公路路线方案解。 2 FTOPSIS决策方法 多准则决策（MCDM）包括两大类：多目标和多属性决策，其中多目标决策是在两个及两个以上的决策目标下考虑的决策问题，而多属性则是在多个评价属性下考虑的决策问题。而FTOPSIS作为最为经典的多属性多准则决策方法，首次由K.Yoon和C.L.Hwang提出，在处理问题时，利用模糊数对每一个方案进行替代，从而评价出其等级，获得FTOPSIS的具体方法，具体方法见式2.1。 其中：X—决策矩阵 W—决策标准的相对权向量。 正理想解和负理想解是 FTOPSIS 方法中重要的两个概念，正理想解A为一最优解，它的各个评价标准都为决策方案中的最优，负理想解为一最劣解，它的各个评价标准都为决策方案中的最劣。决策过程便是方案的排序过程，而排序则是以与正负理想解的距离为标准，方案与正理想解距离越近则方案越优，与负理想解距离越远则方案越优。在上述计算中，由两个三角模糊数之间的欧几里得距离定义可知，
2013年第26期 路桥科技科技创新与应用 山区道路选线及相关环节分析 周茂 （西安长安大学工程设计研究院有限公司，陕西西安710064） 1山区选线环节的分析 1.1在进行山区道路优化选线环节之前，首先要全面了解山区的自然环境及山区选线的特点。由于山区具有地形起伏大、沟壑纵横等特点，在山区道路设计选线过程中，难免出现平面展线位置狭窄、平纵配合困难等一系列问题，加大了设计阶段的工作难度，导致难以保证日常工作的顺利开展及稳定运行。山区不仅地形复杂、自然坡度较大，而且地质条件复杂，容易出现一系列的岩溶现象、崩塌现象及其滑坡现象，这都不利于地质应用环节的完善。除此之外，复杂的水文条件，也成为制约山区公路选线环节顺利稳定发展的影响因素。由于山区河流曲折迂回，河岸坡陡，水流比降大，流速快，流量集中，冲刷及破坏力较大，使得山区道路无论在设计阶段还是施工阶段，都大大增加了工作难度。 如何充分利用山区地形地貌特点，既能保证良好的平纵线形指标，减小工程量，降低工程造价，同时又能减少对生态环境的破坏，设计选线环节的工作显得尤为重要。只有保证山区选线环节的合理优化，才能最大程度的促进当地区域的经济效益及其生态效益的综合发展，从而保障山区公路建设的健康可持续发展。 山区道路选线环节，应当首要考虑的主要因素有：路线在政治、经济上的地位，城市建设对道路使用的各种要求；路线在整个路网中的作用，与沿线用地、水源保护等规划的关系；沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响，施工条件、工程建设投资、工期等因素；道路建设对沿线生态环境的影响；与沿线的文物、古迹、风景名胜的关系。 1.2在进行山区选线工作之前，要切实做好相关的山区选线准备工作，收集地形、地质、水文气象资料，做好地形环节、地质环节、水文环节及自然气象环节的调查研究工作，充分利用山区的详细资料进行选线设计。结合搜集的资料，在地形图上做好方案比选工作，要实现环保、地形、地质、地貌等各个环节的重点研究，提出多种可行方案。对于必选的可行方案，要进行现场踏勘，补充地形图上缺失遗漏的信息，并做好相关的标记，现场了解路线走向。结合现场踏勘情况，进一步优化设计方案，对必选方案进行经济技术比较、方案论证，提出推荐方案。在进行方案比选论证的同时，还要重视控制设计成本环节的工作，合理确定最优设计方案。 在路线设计过程中，应合理采用线形指标。山区道路线型指标的应用应遵循以下原则：平面线形在满足规范要求的前提下，要做到尽可能与地形地貌相结合；线形设计必须做到平、纵、横的协调；指标采用必须均衡，并尽可能采用指标的上限；必须保证行车的安全与舒适；工程量尽可能做到最小；指标的选用要充分考虑道路景观的要求。此外，不同等级道路，因设计速度和交通量不同，在指标运用上也存在一定差异。在确定设计速度和设计年限范围内的交通量以后，如何采用合适的技术指标是保证行车安全、舒适，以及路面使用寿命的关键。笔者认为，若在没有受到其它条件限制的前提下，尽量选用对应指标的上限。 1.3在山区选线过程中，还应注重线形美学，做好景观设计工作 一般来说，景观设计和道路美学是相辅相成，两者缺一不可。将美学、景观设计与道路设计有机的结合，是道路美学设计的关键。绿化是景观路、生态路、环保路的具体体现，色彩的搭配，形状的变化，以及树种的运用显得更为重要。随着生活质量的提高，人们对道路设计在追求快速、安全、高效、舒适的同时，已注重对道路景观的欣赏，因此，道路设计者应不断拓宽设计思路，改变以往的思维模式，对道路美学设计和景观设计要有前瞻性和全局观。 2山区道路选线方案的优化 2.1随着现代道路设计选线的发展，山区道路选线模式也在不断得到优化，其综合性的选线模式不断得到应用，比如其工程地质选线模式和地形控制模式的结合，突破其传统的地形选线的局限性，通过对山区交通的深入分析，实现其整体道路设计环节的优化。在道路选线过程中，针对山区地形地质水文等复杂的自然条件，要坚持综合选线原则、系统分析原则及其整体最优原则等，尽可能地绕避工程地质不良地段。针对比较隐蔽的地质现象，要采取相关地质问题的有效处理。在山区地形、地质复杂地段，道路一般都是从一条河的流域跨过分水岭进入另一条河的流域，因此山区道路选线主要是越岭选线与河谷选线，其重点要解决的是越岭垭口的位置、隧道长度和越岭高程的选定，然后联系两侧的引线条件，拟定不同隧道长度和展线方式等问题。 针对山区建设环境的脆弱性，通过其山区路线环境环节的优化，以降低对周边生态环境的破坏，从而实现对自然灾害发生率的降低。该环节的开展，首先要针对山区的建设环境的展开优化，然后在道路选线设计过程中，要遵守生态保护的原则。这对日常山区道路选线工作的稳定开展是非常必要的。通过对生态环境的有效保护，从而提升山区的生态水平，也有利于降低日常的自然灾害，也就有利于保证山区道路建设工作的稳定发展。这需要其环境保护方案和线路选择方案的有效协调，需要引起相关路线设计人员的注意。把山区道路选线与环境保护紧密结合起来而采取的方法，平面上采取避让的方法在选线中除应考虑工程造价及技术标准外，山区道路的选线设计应尽量避让珍稀动植物资源集中的地区以及一些具有特殊意义的区域，例如：湿地、自然保护区、天然森林、森林公园、水源区等。横断面上采用缩距法路堤、路堑的填挖高度，直接关系路基边线宽度的大小，因此，在纵坡拟定时，要尽量考虑横向边沿的最佳宽度A，A=Ah×b/cosa，式中Ah为提高值，b为边坡坡度比值，a为地表自然坡度。 2.2在山区道路选线过程中，要实现其相关措施和环境保护环节的协调，从而保证山区道路建设综合效益的提升，满足日常环境建设工作的需要。这是目前山区道路建设的重要工作，有利于促进其山区道路选线环节的优化。为此需要遵守相关的环境保护原则，以促进线路建设综合效益的提升。通过对环境调查工作的开展，来协调日常的山区路线的规划环节、设计环节及其施工环节，积极做好相关的环境治理工作及其环境评价工作，从而优化山区的道路选线工作。在环境保护过程中，促进其绿化环节、施工组织环节及其勘测设计环节的优化，以降低对山区环境的不利影响。考虑线路运营的环境问题，山区道路选线中，考虑线路在运营后的环境影响是山区道路选线中必须考虑的一个重要方面。投入运营以后的环境问题，主要从两方面来考虑，首先是对生态环境的影响，生态系统是生物群落与周围环境相互作用的功能系统，大量的开挖取土，破坏土体原有自然结构，相应的生物链随之改变，也就改变了动植物的生存环境。其次是对水土环境的影响，边坡中深挖路堑、高填路堤，引起塌方、滑坡等现象，造成水土流失、地质条件的不稳定。 3结束语 山区道路选线环节的顺利进行及稳定开展，离不开对山区综合运作环境的分析，这需要引起相关人员的重视，通过全方位的分析研究，采用合理的方法，解决山区道路设计的难题。 摘要：我国经济建设的稳定开展，离不开其基础经济建设环境的稳定，这就需要针对我国基础经济建设环节展开优化，从而促进其基础经济建设系统内部各个环节的有效协调。在此过程中，积极做好交通公路建设是非常必要的环节。特别是山区公路建设的问题。我国是一个多山的国家，山区面积广大，地形地势复杂。由于山区自然环境恶劣，容易出现较多的自然灾害，这对日常山区道路建设是非常不利的。在道路建设过程中，通过对设计阶段选线环节的合理优化，实现运营阶段山区公路安全快捷地发挥效益，以保证日常工作的稳定开展。 关键词：山区道路；选线环节；优化方案；管理应用；研究总结 195 --