浅析公路施工测量计算机辅助系统设计与开发

江涛

摘 要：数据传输与信息技术的发展使计算机辅助系统设计发展了起来，该系统可以在公路施工的同时对数据进行测量及计算。该文通过对公路空间进行三维模型构建，基于系统中的这些功能提出了将这一系统应用在智能手机中，利用手机对公路施工的数据进行测量，实现在现场随时可以进行数据设计以及输入，提高了数据的准确性和工作效率。

关键词：公路施工 计算机辅助系统 设计开发

中图分类号：U4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（c）-0042-01

公路施工建设中，测量发挥着重要的作用，尤其对高级公路和复杂公路进行建设的时候，测量显得尤为重要。公路测量，既要保证准确度高，又要保证测量速度快，能够在现场准确应用信息。如今，信息技术发达，数字化社会发展迅速，计算机被应用到各个领域，除了大体积的机器，便于携带的可以在外使用的电脑和智能手机也应该利用起来。通过利用这些设备，公路施工可以对测量得出的数据有效管理，解决人力问题，帮助测量员分担工作。充分考虑公路施工和测量时的具体情况，要对公路施工中的辅助系统进行设计。

1 系统模型建设与数据的设计

施工的物体在物理学角度来说就是一个三维物体，对这种物体进行设计施工，就是要在一定的空间中将它分解，分析其任意一点的平、纵、横和路程的距离以及其到中桩的距离的关系。在施工的过程中，工作人员将任意点通过路程距离l和到中桩的距离d从设计文件中得出，这一路线的坐标系中表示为：l-d，l是这条路的中线，沿路面得出，而大多数情况下并不是直线；d是这段路程横断面方向，它是不断变化的，随着里程的变化而变化。如果说在一点的横断面的里程为K14+320.4，在左侧6.7m处，这时这一点的路线坐标为（14 320.4，-6.7）。对施工时测量来说，将这一点的数据转换到控制点坐标系中，用X-Y-H表示，得任意点P（l，d）=P（X，Y，H）。

平面模型、纵断面、横断面、超高、加宽、边沟等数值都可以通过设计公式根据输入测量值得出。

2 系统功能设计

在对系统功能设计时，要对公路测量的现状与测量的需求结合起来，并且要满足方便性，应用现代的施工技术。

2.1 输入设计文件资料

系统中数据的输入十分重要，通过结合设计的系统和施工内容，对于一段需要施工的路线，所设计的文件资料应该包括平面中线、断链、加宽、纵坡、横断面和控制点六项。对掌握的资料进行整理，以便更加完善的管理项目。同时，在一个项目中可以包含多种子项目，也就是含有多条道路的互通公路。公路施工前期开始对项目监理，输入路线的设计资料，当施工过程中需要数据的时候就可以将相应的文件打开即可，如果有变动就可以对资料进行改动。通过简单的表格以及对话框的形式进行数据输入。

2.2 对中桩和边桩的坐标进行计算

通过输入中桩的l，按照计算公式对中桩坐标和高程、切线方向以及横断面方向进行计算，系统就能够自动的计算出这一点的里程数，同时逐一的计算出中桩与边桩的坐标，在对大型的曲线桥的计算上发挥着重要的作用。

2.3 反算点桩

通过给出任意一点的坐标值，计算出该点在路线上的一系列数据，断面桩号里程和该点到中桩的距离，并且通过正负判断左右，反推出这一点是在公路施工的范围内，如果在其范围内就可以继续计算设计。这与上述1.2是一个互逆的过程。

2.4 中桩与边桩

通过坐标的资料可以得到关于中桩和边桩的数据。

2.5 细部点的坐标计算

已知结构中心桩号和轴线的交角，在根据施工图上的尺寸等数据，得到轴线、细部坐标等施工中必不可少的数据。

2.6 对任意断面上的任意点进行高程计算

根据已知的桩号和其断面上的点到中桩的距离得到设计标高。如图1所示。

2.7 土石方量计算

关于土石方量的计算包括两部分：第一，运用坐标和断面法对河塘清淤、回填进行测量；第二，通过桩号获得路基土石方标准断面，然后得到断面图。

2.8 计算控制网平差

系统中常用的控制网包括桥梁控制网和导线的平差。

3 图表输出

在公路测量时会得到一系列的图表，系统应该根据报表的内容进行自动输出，检验的结果也包含在报表中，采用通用的表格形式，并且做好兼容软件。在测量的同时还需要绘制大量的图，系统应该根据算出的各种数据进行综合，连接绘图软降，将施工图纸打印出来，大小应该以A4为主。

4 系统应用

经过实验，此系统运行良好，可以使用。实际上已经被中国交通和中国铁路等公司运用，施工企业将系统应用到现阶段建设的公路工程建设中，一些其他单位在隧道铁路等工程中也运用了这一系统。在运用过程中不断的发现并且及时解决，使系统得到逐步完善。用户对系统应用后，也反馈了其设计新颖、多项功能等优点，将在施工中所遇到的问题到考虑进去，满足计算和绘图的需要，同时将较为复杂的问题顺利解决。其通用性强，适合于各种系统，同时适用的人群也较广，数据输入简单，输出更加灵活并且样式多样化。对于系统应用者，只需要将软件中需要的数据输入，命名保存好，就可以在施工时进行应用，输入工程名称，运行系统，就可以得到测量人员在公路上任意位置的数据资料，这种类似建立数据库的方式将给公路等施工带来很多的方便，使工作效率大大提高。

5 结语

在公路施工测量中利用计算机辅助系统中的数学模型、结构以及其功能进行设计，并在系统中应用，这种数据结构是可以通过程序的设计实现的。可以不应用数据库，通过智能收集就可以顺利读取数据，对于在电脑已基本成型的系统也是可以实现的，而要做的就是对系统进行进一步的开发和完善。

参考文献

[1] 宋晓明，冯晓，唐代华.路基施工检测数据处理PDA系统开发[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2008（S1）：941-944，963.

[2] Wen Daoqiu，Qian Jinshi.The calculation of point coor-dinate on structure body of highway[J].Bulletin of Sur-veying and Mapping，2005（4）.

[3] 罗宏俭.计算机网络信息技术在公路建设项目管理中的应用[J].交通科技，2009（1）：114-117.

[4] 江凤梅.在公路桥梁施工中预应力技术的应用分析[J].城市建设理论研究：电子版，2011（4）.endprint