公路CAD综述

摘 要：本文介绍了公路CAD的发展概况和常用公路CAD软件,指出目前公路CAD存在的问题,最后提出了我国公路CAD的发展趋势.

关 键 词：公路CAD发展概况常用软件存在问题发展趋势

1公路CAD技术的发展概况

自从60年代初诞生以来,CAD技术不断发展与渗透,推动了几乎一切领域的设计革命.1989年美国评出近25年当代十项最杰出的工程技术成就,其中第四项就是CAD.

计算机在公路工程领域的应用可以追溯到20世纪60年代初.20世纪60年代,计算机运用到公路设计主要是完成繁重的计算任务,如路面结构力学计算、路基稳定性分析与计算、桥梁结构计算、路基土石方计算及平纵面线形计算等.20世纪70年代末期,计算机图形功能逐步完善,这期间开发的辅助设计系统均可完成大量的设计图纸绘制工作,逐步走向实用阶段.20世纪80年代,公路CAD系统的发展更加完善,并逐步向系统化、集成化、多元化方向发展.此外,系统的开发环境向微机过渡,并以微机为主.

我国公路部门应用计算机起步较晚.20世纪70年代末期至80年代初期,主要是学习和吸收国外的先进经验和研究方法并开展了公路路线优化技术方面的研究,编制相关优化程序.20世纪80年代中后期,有关科研院所和设计单位纷纷开展了公路CAD软件的开发工作,推出一些各具特色的微机公路CAD系统.这一阶段CAD软件的特点是计算分析和成图一体化,以提高软件的自动化程度为目标,大多缺乏交互性能或交互性能不高,软件的子系统之间接口繁多,没有统一的数据管理.20世纪90年代至今是CAD软件的商品化快速发展阶段.这期间公路CAD软件发展的特点表现为：软件支撑平台由DOS系统向Windows系统过渡,软件界面及交互性能有所改善；部分软件自主开发了专业的图形支撑平台,系统具有较强的针对性和实用性；公路CAD软件的应用程度和广度都有较大提高；跟踪国际计算机应用技术的最新发展,开始了领域内不同新技术的集成研究.

目前公路路线CAD辅助设计系统开发已经非常普及,应用十分广泛.可以预计：在不久的将来,随着计算机技术的迅速发展,图形编程系统、人工智能技术和专家系统在道路工程中的应用将越来越广泛,计算机辅助设计将步入一个新的高度.

2公路CAD技术在我国的应用

公路CAD技术已经在我国的公路工程领域得到了广泛的应用,主要表现在以下3个方面：

2.1外业勘测

外业勘测的主要任务是通过试算初步确定曲线半径和缓和曲线长度等参数,进行平曲线的圆曲线和缓和曲线的详细测设数据计算,这些都需要繁琐的数值计算,采用传统方法进行计算不但计算时间长、容易出错,而且计算量大、效率低.

2.2内业设计

CAD技术应用于公路工程领域最早就是应用在内业设计方面,在我国公路工程技术人员和计算机技术人员长年坚持不懈的努力下,公路工程CAD技术在公路设计内业方面的应用已经比较成熟,大部分内业设计方面的CAD软件都可以完成对外业采集数据的处理、人机交互的设计过程和各种设计图表的生成.

2.3工程管理

公路工程管理工作涉及到大量的数据计算和文字、图标处理,将计算机辅助管理技术应用到公路工程管理可以克服人工管理的局限,优化资源配置,提高管理水平.

除了以上3个方面的应用外,计算机在工程检测、路面管理、材料试验、理论研究等方面都有广泛的研究.

3公路CAD常用软件

国内比较成熟并且运用广泛的软件产品主要有西安立德公司开发的纬地系列道路CAD系统、李方软件公司的集成交互式道路与立交设计系统系列以及海地公司的Hard系统.此外,还有路线大师、鸿业软件等.

国外比较成熟并且运用广泛的软件产品主要有德国的CARD/1土木工程设计软件、英国的MXRoad软件、美国Intergraph公司的InRoads软件.此外,还有美国的EaglePoint软件、挪威的NovaCAD软件、加拿大的GWN-ROAD软件和比利时的StarInfo软件等.

4公路CAD存在的问题

（1）公路平面设计图的CAD程序开发较为困难.因为由地形、地物所有点的平面坐标会产生大量较难处理和较难贮存的数据.路线、立交桥的图,需要用空间三维坐标控制,数据复杂,内存占用量和工作量增大.

（2）CAD程序开发调试后,需要大量的维护、完善工作及较长时问的实践检验才能逐步形成设计和绘图融为一体的公路CAD系统,可能开始研制道路设计的专家系统.与公路既有相同之处也有差别的城市道路,在借鉴公路CAD技术时,有些方面需要重新开发.

5公路CAD技术的发展趋势

公路CAD技术是CAD技术在公路设计领域的具体应用,是伴随着CAD技术的发展而发展起来的.因此,公路CAD技术在软件、系统方面发展的总趋势也与当前国际上CAD技术发展趋势一致.总的来说,具有以下发展趋势：网络化、智能化、标准化、集成化、开放化.

我国道路设计是CAD技术应用发展快、效益高的先进行业之一,在今后相当长一段时间内,我国的道路建设仍将处于高速发展阶段,道路设计和建设部门所面临的任务仍将很艰巨.目前,国内已有软件与国外优秀软件相比较,仍处于低水平、不完整和不稳定的状态,与当前的任务多、时间紧的发展形式不相适应.如何加快测设速度、缩短设计周期、优化设计方案、提高设计质量将是道路设计人员所面临的重要任务.