基于多目标控制的公路选线设计研究

孟笑然 袁攀辉

（郑州市交通规划勘察设计研究院，河南 郑州 450000）

0 概论

公路工程项目涉及广泛的领域，诸多影响的因素，技术和政策导向的工作，因此在公路建设设计方案确定时，应引起高度重视。公路工程建设的首要任务是设计选线工作，选线方案科学合理不仅保证了结构物的耐用性和易养护性，因此，在公路选线设计时，应全面考虑各种因素的影响，力求获得最优的解决方案。

1 公路选线的设计原则

1.1 公路选线与景观相协调

公路选线与景观是密切不可分割的，故公路设计的基本原则下进行选线工作就需将公路选线与景观之间的协调性考虑进去。需对公路沿线的地形、地貌、地质和植被覆盖等进行综合地考虑，从而要实现公路选线和自然景观的协调，保证公路能与自然景观充分融合，实现和谐统一[1]。

1.2 经济性的设计原则

经济性原则在地区经济的发展中起着重要作用，所以在公路选线时要重点考虑。经济性的设计原则要求设计人员要对选线设计时进行综合地考虑，需对公路沿线的地形、地貌、地质和植被覆盖等进行综合地考虑，促进当地经济的发展。通过公路选线设计工作，公路工程建设的首要任务是设计选线工作，从而使公路成为带动当地经济发展的擎天柱，实现社会与经济两者效益有机统一。

1.3 “安全、舒适、和谐、环保”的设计原则

坚持可持续发展、以人为本的设计理念对公路工程选线有着影响重大。目前，公路设计正准备已经朝着比较人性化的方向发展，而在公路设计中，传统的硬性指标约束日益下降，因此在公路选线设计中相关大多数原则逐渐引起广泛的关注。在设计时，更加注重公路的安全性和舒适性，设计人员由于传统的硬性指标约束日益下降没办法必须根据可持续发展的理念进行全方位对比分析可选的路线，尽量避开路段的地质条件比较差，以确保驾驶在公路司机的舒适性和安全性。在公路设计中，传统的硬性指标约束日益下降，因此在公路选线设计，利用这一趋势，确保设计的公路尽可能地亲近自然。

2 公路选线的设计方法

公路选线应逐步逐步地进行开展进行下去，并应认真对影因响素进行分析。选线阶段主要涵盖三个方面：其总体要求是将各方面影响因素综合考虑，多重比较，优化比选出最佳方案。

2.1 基于合理投资的设计方法

对公路选择设计的合理投入，强调了经济目标的合理使配置和社会，注重公路工程的能效和安全的提高，使效益目标之间的比例分配问题，不能仅对经济使利益而忽视公路工程的功能和社会使服务进行盲目追求。设计人员根据可持续发展的理念进行全方位对比分析可选的路线，一个综合交通系统，其重点强调建设的整体节能，需注重公路工程的能效和安全的提高。在路线设计中，必须加强对施工区域的自然条件、资源了解，并通过优化设计方法的相关使技术和路线使状态，确保使公路工程阶段的经济和社会使效益均等[2]。

2.2 基于与环境相协调的设计方法

公路选线要与周围环境相协调是相当重要的。当司机驶入相应路段时，道路周边的环境将会被其完全感知，不同的景点通过流水式的常规咆哮操作的排列性组合，形成一道美丽的风景线。设计人员根据可持续发展的理念进行全方位对比分析可选的路线。因此，公路景观尤其是高等级道路应更加重视其动态性和空间性之间的平衡性，以做到提高整体观赏性的公路线路。

2.3 基于处理好关键地区选线问题的设计方法

公路选线的设计之思路，随不同地区而不同，要特别注意山区各方面之公路选线设计工作，应遵循“安全、经济、环保”的基本法则，进行实地考察选线工作的进行。对于山区的选线设计的影响的因素进行综合批判加以论证，其山区之自然、人文之景观间，两者的关系协调好相处，同时也要将技术之指标，注重公路工程的能效和安全的提高，地形之条件间的关系协调好的；设计人员根据可持续发展的理念进行全方位对比分析可选的路线。对于比较平的平原地区的选线设计，注重公路工程的能效和安全的提高，则需尽量将地势比较平的平原地区的农田区，尤其是对于高产、经济价值高，比较肥沃之良田地区考虑到位，遵循避免破坏农田的基本原则。

2.4 基于GIS技术公路选线的设计方法

针对公路服务水平和空间功能的不同等级，运用 GIS的空间智能一体化功能进行分析研究，将相应公路选线的缓冲区分析模型构建出来。通过意见的公路带缓冲区及单因素分析两个三维模型，可将各个关系的影响分析处理来，从中获取有加载的价值信息。

3 公路选线的注意事项

3.1 平、纵线形的协调

以下从五个方面来详述公路平、纵线形相协调需注意的事项[3]：

（1）平曲线宜与竖曲线之间相互对应，从而达到平纵的协调配合；

（2）合成坡度控制应与线形组合的设计相结合，从而达到设计的合理性；

（3）平、纵面线形组合设计应加强对与自然环境和景观的配合与协调的注意。

3.2 公路平面设计需注意的事项

以下从四个方面来详述公路平面设计中需注意的事项：

（1）在设计公路平面线形的平曲线时，长度不易过长，通常采用选择曲线半径时之大于最小半径的数值即可；

（2）对公路平面线形进行设计时，通常优先对路段的地形优质的进行选取。若比较恶劣的道路条件，此时为提高公路的安全性能，有必要适当地调整曲线的技术标准；

（3）在设计公路平面线形时，为提高公路的安全性能，必须及时调整根据现场的实际情况及时反馈，不仅要确保不影响周围环境，同时，还必须防止由于存在长直线设计带来的引起的通过适当地调整曲线的技术标准可解决的对司机造成的视觉疲劳问题；

（4）在设计公路平面线形时，有必要为提高公路的安全性能，将公路相关的安全设施考虑在内。

3.3 公路纵断面设计需注意的事项

为有效改善公路纵断面的环境保护和行人安全线形设计，以下从三个方面来详述公路纵断面设计中需注意的事项：

（1）在设计公路纵面线形时，必须按照高等级公路设计速度对应的相关规范指标进行设计。

（2）在设计公路纵面线形时，除非不得已采用极限值时，一般不建议使用极限值

（3）若此时采用极限值，切记勿忘需在路面旁边上坡段长度、警示标志进行标记，同时设置紧急停车带在公路两旁，防止交通事故的发生；

（4）对于长而陡峭的下坡路段，必须在加强沿线的安全设施。

4 结语

本文从三个方面阐述了公路的基本选线原则，从四个方面全面详细论述了公路选线的设计方法，最后探讨了公路选线设计中应引起特别注意的关键点。本文可为相关路线设计人员提供有益参考，可大大提高公路选线设计的工作效率，携手共同提高公路选线设计水平。