智能化的道路设计方案.doc

智能化的道路设计方案 北京（加拿大）交软科技有限公司 任志伟如今道路、停车场规划及设计中，多路口交叉或畸形交叉被广泛应用，这些形式提高了道路通行效率，但同时也导致总体设计更加困难。所以车辆模拟技术引入前期设计，使设计方案拥有多重选择，解决了设计困难，同时提高了设计效率。1 传统道路交通设计的缺陷目前在道路交通设计中，设计条件越来越复杂，在前期规划和设计当中的设计标准与工程实施无法密切结合，导致很多设计理念被否定。甚至在设计实施中被中断，更有甚者是在加大工程难度和提高工程造价的情况下进行的。而设计部门是没有一个量化的依据来解决这些问题的。AUTO CAD设计，替代了传统的绘图板，提高了工作效率，但使用CAD设计仍解决不了设计条件限制的问题。1.1 在停车场设计中（1）设计师无法方便的在不规则的区域内放置停车位，因为无法得到单位空间内车位最大数量的统计。（2）设计中传统画法是通过CAD画出一个车位，然后不停地复制阵列出其他车位。繁琐之极，但又没有其他办法解决。（3）如果设计图中已经有了基线，同样需要通过单一车位阵列绘制，无法沿基线自动生成。（4）当设计图制作完成之后，假设需要对车位进行总体的再编辑，这当中包括，车位角度（90或60），车档位置等，这样，就需要把以前的设计全部删除，重新制作，即使不是全部，局部改动也会非常麻烦。（5）设计完毕后车位数量无法自动统计，需要逐一进行统计。（6）相对比较狭窄的地下空间，在设计好车辆行驶通道之后，会无法判断车辆会否与地下柱网或其他障碍物有干涉。没有一款可以囊括中国以及全球各种车型的动态模拟软件帮助动态模拟、检验设计安全性。1.2 在道路设计中（1）无法自动生成不同速度下的车辆转弯半径。（2）无法自动生成包络线以及车身轨迹线，需要设计师进行手绘。（3）在不同速度下，车辆转弯的时候无法测算车身最大宽度。（4）无法将横向摩擦力、车身高度等与车辆转弯角度相关的因素与设计相结合。（5）没有一个拥有中国及世界各种车型的庞大车辆库的软件，帮助设计师进行以车为本的设计。（6）没有一款软件在设计完毕后进行动态演示，检验设计的合理性。2 AUTO TURN和PACKCAD的解决方案针对设计师在停车场设计，以及道路设计中有可能会遇到问题，国外的AUTO TURN和PACKCAD两套解决方案能使这些难题迎刃而解。在停车场设计中，对于包括六边形、五边形不规则图形等不规则的区域，只要是一个封闭的区域，我们就可以通过PACKCAD软件的区域自动生成功能进行车位自动生成，通过鼠标的移动可以设计车位位置以及行车通道的位置，并且软件可以自动测算最大车位数量。而且对于有障碍物的地方，可以通过CAD软件的图层功能进行避让，更方便进行设计。车辆通行效率并不完全取决于停车场面积的大小，而是和设计的合理性密切相关的。如图1所示，温哥华机场的停车坪当时可容纳1400部车辆的停放，但是，车辆拥堵现象却非常严重，因为人们在停车当时的一般习惯都是就近停车，不希望车辆停泊完毕后还需要走很远的路，所以才造成了如此大的资源浪费。此停车场已建成约有7年了，一直在进行改进，但变化不大，现有的一些条件，如：进出车道，水泥栏杆，大量的照明，一个污水泵站，指定的员工区域及中央行人通道等成了限制条件。机场领导部门考虑到了这个问题，找到设计师通过PACKCAD软件进行了设计改造，采取现有地块重新整合，使用改进的停车模数，以及保持现有停车排列方向对方案进行改造设计，并进行了实施。在两侧合理的位置加开了车辆出入口，并且把车位也进行了改造。现在的车场利用效率大大提高，明显减少了车辆拥堵的发生。同样，在具体的车位绘制方面PACKCAD也有相应的解决办法，我们需要将包括车位的宽度、长度以及车档位置还有停车位的角度等，单个车位的基本参数输入进去，之后只要选定合适的位置拖动鼠标，就可完成车位的绘制工作，软件会自动生成车位。当然单个车位是在我们的具体要求范围以内完成的。在已有基线的基础上设计停车位更是方便，不用逐一绘制，要做的只是选择相应的基线生成项，然后拖动鼠标选择车位是单边生成还是双边生成，点击确定，即可自动沿基线生成设计师要设计的停车位。如果我们的设计已经完成，而突然由于这样或者那样的情况需要改动设计图，也不用象以前那样将自己设计的方案完全推翻，再重新设置全部或者删除局部进行再设计。通过PACKCAD软件的区域内设置功能在极短的时间内即可完成停车场的再设计。而且也可在一定的区域内拖动车位，对数量或者角度等进行局部调整，比传统的方式节省近75%的时间。同样，车位的数量也不用再逐一地去统计核算，可以在设计的同时，通过PACKCAD进行自动核算，方案设计完毕，同时停车位数量就可自动核算完成。以上提到的是PACKCAD在停车场设计当中为设计师解决某些设计难题的具体应用，而在道路设计中，我们也同样会遇到这样或者那样的问题。道路设计时，工程师比较头疼的一个问题是沿给定的中心线绘制成道路，无法将车辆以及不同速度下的转弯半径相结合。没有类似的依据，那么设计师在设计当中只有凭借经验和标准进行设计。虽然，标准是要依据的，而有时在设置转弯路线的时候，设计师设计的路线甚至会高于标准的要求，因为只要如此，才可保证使车辆顺利通过。这样做往往就造成了严重的资源浪费。大家知道，市政道路如果在设计时宽出了一米，那么一千米以后，乃至更长的路线之后，会是一个多么可观的数字。所以，这些问题无法解决，就势必会把设计的不合理性延续下去。设计师也会有同样问题的困扰，幸运的是我们的研发中心根据以上情况，研发了AUTO TURN软件，收到了很好的效果，并且得到了全球67个国家设计师的肯定（见图2）。图2AUTO TURN软件可以自动完成车辆转弯时的最大宽度测算，并直接生成绘制路线。如果有需要，还可一并将车辆前轮后轮以及车身路线自动生成，有助于设计师进行障碍干涉检测，并在不同车速下显示不同转弯特性，见图3。图三我们知道，道路设计的正确理念应该是以车为本进行设计，因为道路设计完毕后最终目的是要进行车辆通行。所以在这个前提的基础上建立了一个收集包括中国在内的世界各国的汽车模型库，这里面包括车身长度、轮距、打满轮所需时间，如果是挂车，还有前后连接角度等我们需要的详细数据。同时车身高度、横向摩擦力等细小的因素也都在软件中得到了体现。那么以这些数据作为理论依据，就可在不脱离实际的前提下方便地进行设计。同时AUTO TURN软件的动态模拟演示功能就好象已经把道路修筑好了实际通车一样，使设计师在道路还没有建好的时候就看到道路建好的情况（见图4）。地下车库也是一样，在比较紧凑的空间内设计的行车通道，可以通过AUTO TURN软件调用各种车模型库进行模拟检验，更有助于设计改进工作的完成。图43 结束语综上所述，我们可以了解到传统CAD设计中无法