基于运行速度的公路路线三维设计技术研究

摘要

随着公路线形设计中传统的设计速度法的弊端日益显现，国内外学者对运行速度法进行了深入研究，但这些研究多集中于采用运行速度对公路线形进行安全评价，与公路线形设计结合不够紧密。因此，本文在总结分析国内外研究成果的基础上，结合交互式路线设计思想，将路线安全评价与路线CAD系统集成，更系统提出了运行速度法设计流程，完善了运行速度设计方法。在此基础上，本文进一步实现了基于运行速度的路线三维漫游，方便设计师、决策者直观地对线形设计质量及行车安全进行检查与评价。
　　 本文的主要研究内容如下：
　　 (1)分析运行速度预测模型研究现状，通过对常见的几种计算方法对比验证，最终提出了以《公路项目安全性评价指南》推荐的运行车速计算模型为基础的计算模型；
　　 (2)总结了国内外运行速度法的设计思想与设计方法，对运行速度在线形设计中的应用进行深入研究，较系统提出了运行速度法设计流程，并编制出运行速度法路线CAD软件；
　　 (3)基于Delaunay三角网理论，对逐点插入算法进行了局部优化和改进，运用ObjectARX提供的几何类库函数来提高构网效率，并针对公路工程特点，使用选择集函数快速实现了公路表面模型与地形模型的整体构网；
　　 (4)在以上研究基础上，对路线三维可视化技术进行了研究，模拟车辆在公路上行驶时的运行速度，实现了以运行速度进行公路三维漫游，以便直观地对路线设计质量和行车安全进行检查与评价。
　　 本文编制的运行速度法路线CAD系统是运用Visual C++和ObjectARX函数库对AutoCAD进行二次开发的成果；公路三维漫游软件则是在OpenGL函数库在Visual C++环境下开发实现的。