统一曲线元模型在道路工程的使用

1、统一曲线元模型在道路工程的使用摘要：结合先进公路与城市道路各样曲线线形的坐标计算，运用各样数学模型的计算办法，提出统一曲线元模型的含义；使用Guasslegendre5节点求积公式开展解算并剖析解算精度，概述了立足于GitHub开源插件ExcelDNA在MicrosoftC#编程办法的到达并附以项目使用实例论述，避免了以往办法计算繁琐、复杂、精度较低且容易出错的问题，提升了施工生产速度和效果。关键词：统一曲线元模型；道路项目测量；三角形曲线弧切线法1统一曲线元模型确实立公路与城市道路普遍中线线形往往可分为大致全面曲线、盘旋曲线、卵形曲线等曲线线形，众多的曲线线形对应产生了各种各样的计算办法，这

2、些以往计算办法往往计算进程复杂、繁琐、精度较低且容易出错。可运用确立统一的计算模型来处理好这个问题，超过为公路及城市道路项目测量提升生产速度和效果，降低或打消谬误的意图。运用对全面曲线、盘旋曲线等线型的剖析，论文提出用“化整为零的办法和路径将这些线形分解为3种大致单元，依次为：直线元，圆曲线元和弛缓曲线元，如图1所示。图1中：a为直线元、c和e为圆曲线元、b和d为弛缓曲线元；按目前正在实施技术标准，连接两个各样半径圆曲线的曲线为非完备弛缓曲线【1】，即图1中的曲线元d。结合公路与城市道路项目测量的特征，使用数学核算办法，3种曲线元均具有下面参数特点：线元出发点桩、线元终点桩、出发点X坐标、出发

3、点Y坐标、切线方位角、线元偏向、曲率半径RS、曲率半径RD。其中，直线元起、终点曲率半径以无穷大表示，线元偏向左为-1，偏向右为+1，直线元偏向为0。使用这一共有特性，确立起统一的曲线元模型，并作为将来通用计算模型的根本原理形式。2统一曲线元模型在道路项目测量中的解算表明和使用概述2.1公路与城市道路根本原理线形数据的取得使用纬地道路交通辅助设计应用程序【2】和项目工程设计文件中的直线、曲线及转角表，能很简单地运用项目工程PM文件得到或转换以上统一曲线元模型所需的根本原理数据。表1为转换数据节选。2.2通用Gausslegendre5节点求积公式的概述路线任意点坐标计算的通用Gausslege

4、ndre5节点求积公式见式1。5节点公式适适合各种曲线元坐标计算，是路线坐标计算的通用公式。通用Gausslegendre公式与其它计算办法相比，具有节点数少，形式轻松，便于计算机编程等特征。通用公式而且适适合非完备弛缓曲线的计算，且计算精度高，可达0.1mm。不光由于其无需辨别弛缓曲线的计算方向是正向也是逆向，越来越重要的是此类曲线所具有的弛缓曲线长度远远圆半径的特征，使其它计算办法很难适应计算精度的需求。2.3统一曲线元模型在道路项目测量中的使用图2为统一曲线元模型在道路项目测量中关键的使用场景。立足于统一曲线元模型，运用通用Gausslegendre5节点求积公式适适合任意曲线元的坐标计

5、算。作为计算模型的重点，其能确切计算路线中边桩坐标，结构物特点点坐标；以及按照全站仪或GPSRTK得到的坐标数据反算点位桩号及距路中线的垂直距离，为现场修正设计具备确切数据；计算得到的斜距可为规划部门具备数据参考。此模型具有满足性强、计算精度高的特征【3】。2.4立足于GitHub开源插件ExcelDNA计算机程序到达及部署ExcelDNA是GitHub面向托管平台的开源项目工程，ExcelDNA插件具有函数参数提示，容易部署且保密性强等特征，此插件立足于微软(microsoft)MicrosoftC#创新建立环境。统一曲线元模型使用通用Gausslegendre5节点求积公式的程序到达办法和

6、路径列出算法。编译产生的程序为Excel函数XLL插件形式，此程序具有通用性强，满足性广，实施速度和效果高等特征。本程序跟Excel高度溶合。可适适合MicrosoftOffice2008及以上的所有版本，最大地提升了工作速度和效果。3项目实例使用立足于统一曲线元模型算法在云南永武快速公路、昆明绕城公路西北段、石武客运专线、云南省蒙文砚快速公路及昆明巫家坝一级土地创新建立整理市政道路等十数个建设项目工程中得到了很好使用，为项目工程全流程道路项目测量的实行具备了又快又好的效劳。下面以云南永武快速公路A5标路线为计算例如。统一曲线元模型算法与常规算法成果及比拟偏差数据如表2所示。坐标反算是使用统一

7、曲线元模型重点，运用三角形曲线弧切线法向逐步趋近办法得到对应坐标的反推桩号及垂距，而且区分方向，左侧为负，右侧为正。因为为8参数统一曲线元模型重点，经过比对测评，超过0.1mm精度的收敛计算次数大约为913次左右，速度和效果不低。从以上项目实例数据计算与比拟剖析可知，立足于统一曲线元模型算法短少常规全面曲线、盘旋曲线算法的限制或缺乏，模型概念分明明确，满足性强，计算精度高，使用范围广；在项目实践中经历无数次检验，不论是在项目工程建设准备期的项目数据复核，也是在中期现场项目测量及后期道路项目竣工测量中均获得了优良效果。4结论综上所述，运用化整为零的办法和路径将公路与城市道路常规的全面曲线，回头曲线及卵形曲线等曲线线形分为直线元、圆曲线元和弛缓曲线元，结合道路项目测量的要求，确立统一的曲线元模型，使用通用Gausslegendre5节点求积公式，高效地实现了坐标数据的正反算及数据的校核，切实地避免了以往办法计算繁琐、复杂、精度较低且容易出错的问题，提升了施工生产速度和效果。伴着社会经济和科技的进步，此模型还可结合竖曲线高程的严谨算法到达三维实时数据的自行化输出，为项目工程施工生产