淺析公路施工測量計算機輔助系統設計與開發

江濤

摘 要：數據傳輸與信息技術的發展使計算機輔助系統設計發展了起來，該系統可以在公路施工的同時對數據進行測量及計算。該文通過對公路空間進行三維模型構建，基于系統中的這些功能提出了將這一系統應用在智能手機中，利用手機對公路施工的數據進行測量，實現在現場隨時可以進行數據設計以及輸入，提高了數據的準確性和工作效率。

關鍵詞：公路施工 計算機輔助系統 設計開發

中圖分類號：U4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（c）-0042-01

公路施工建設中，測量發揮著重要的作用，尤其對高級公路和復雜公路進行建設的時候，測量顯得尤為重要。公路測量，既要保證準確度高，又要保證測量速度快，能夠在現場準確應用信息。如今，信息技術發達，數字化社會發展迅速，計算機被應用到各個領域，除了大體積的機器，便于攜帶的可以在外使用的電腦和智能手機也應該利用起來。通過利用這些設備，公路施工可以對測量得出的數據有效管理，解決人力問題，幫助測量員分擔工作。充分考慮公路施工和測量時的具體情況，要對公路施工中的輔助系統進行設計。

1 系統模型建設與數據的設計

施工的物體在物理學角度來說就是一個三維物體，對這種物體進行設計施工，就是要在一定的空間中將它分解，分析其任意一點的平、縱、橫和路程的距離以及其到中樁的距離的關系。在施工的過程中，工作人員將任意點通過路程距離l和到中樁的距離d從設計文件中得出，這一路線的坐標系中表示為：l-d，l是這條路的中線，沿路面得出，而大多數情況下并不是直線；d是這段路程橫斷面方向，它是不斷變化的，隨著里程的變化而變化。如果說在一點的橫斷面的里程為K14+320.4，在左側6.7m處，這時這一點的路線坐標為（14 320.4，-6.7）。對施工時測量來說，將這一點的數據轉換到控制點坐標系中，用X-Y-H表示，得任意點P（l，d）=P（X，Y，H）。

平面模型、縱斷面、橫斷面、超高、加寬、邊溝等數值都可以通過設計公式根據輸入測量值得出。

2 系統功能設計

在對系統功能設計時，要對公路測量的現狀與測量的需求結合起來，并且要滿足方便性，應用現代的施工技術。

2.1 輸入設計文件資料

系統中數據的輸入十分重要，通過結合設計的系統和施工內容，對于一段需要施工的路線，所設計的文件資料應該包括平面中線、斷鏈、加寬、縱坡、橫斷面和控制點六項。對掌握的資料進行整理，以便更加完善的管理項目。同時，在一個項目中可以包含多種子項目，也就是含有多條道路的互通公路。公路施工前期開始對項目監理，輸入路線的設計資料，當施工過程中需要數據的時候就可以將相應的文件打開即可，如果有變動就可以對資料進行改動。通過簡單的表格以及對話框的形式進行數據輸入。

2.2 對中樁和邊樁的坐標進行計算

通過輸入中樁的l，按照計算公式對中樁坐標和高程、切線方向以及橫斷面方向進行計算，系統就能夠自動的計算出這一點的里程數，同時逐一的計算出中樁與邊樁的坐標，在對大型的曲線橋的計算上發揮著重要的作用。

2.3 反算點樁

通過給出任意一點的坐標值，計算出該點在路線上的一系列數據，斷面樁號里程和該點到中樁的距離，并且通過正負判斷左右，反推出這一點是在公路施工的范圍內，如果在其范圍內就可以繼續計算設計。這與上述1.2是一個互逆的過程。

2.4 中樁與邊樁

通過坐標的資料可以得到關于中樁和邊樁的數據。

2.5 細部點的坐標計算

已知結構中心樁號和軸線的交角，在根據施工圖上的尺寸等數據，得到軸線、細部坐標等施工中必不可少的數據。

2.6 對任意斷面上的任意點進行高程計算

根據已知的樁號和其斷面上的點到中樁的距離得到設計標高。如圖1所示。

2.7 土石方量計算

關于土石方量的計算包括兩部分：第一，運用坐標和斷面法對河塘清淤、回填進行測量；第二，通過樁號獲得路基土石方標準斷面，然后得到斷面圖。

2.8 計算控制網平差

系統中常用的控制網包括橋梁控制網和導線的平差。

3 圖表輸出

在公路測量時會得到一系列的圖表，系統應該根據報表的內容進行自動輸出，檢驗的結果也包含在報表中，采用通用的表格形式，并且做好兼容軟件。在測量的同時還需要繪制大量的圖，系統應該根據算出的各種數據進行綜合，連接繪圖軟降，將施工圖紙打印出來，大小應該以A4為主。

4 系統應用

經過實驗，此系統運行良好，可以使用。實際上已經被中國交通和中國鐵路等公司運用，施工企業將系統應用到現階段建設的公路工程建設中，一些其他單位在隧道鐵路等工程中也運用了這一系統。在運用過程中不斷的發現并且及時解決，使系統得到逐步完善。用戶對系統應用后，也反饋了其設計新穎、多項功能等優點，將在施工中所遇到的問題到考慮進去，滿足計算和繪圖的需要，同時將較為復雜的問題順利解決。其通用性強，適合于各種系統，同時適用的人群也較廣，數據輸入簡單，輸出更加靈活并且樣式多樣化。對于系統應用者，只需要將軟件中需要的數據輸入，命名保存好，就可以在施工時進行應用，輸入工程名稱，運行系統，就可以得到測量人員在公路上任意位置的數據資料，這種類似建立數據庫的方式將給公路等施工帶來很多的方便，使工作效率大大提高。

5 結語

在公路施工測量中利用計算機輔助系統中的數學模型、結構以及其功能進行設計，并在系統中應用，這種數據結構是可以通過程序的設計實現的?？梢圆粦脭祿欤ㄟ^智能收集就可以順利讀取數據，對于在電腦已基本成型的系統也是可以實現的，而要做的就是對系統進行進一步的開發和完善。

參考文獻

[1] 宋曉明，馮曉，唐代華.路基施工檢測數據處理PDA系統開發[J].重慶交通大學學報：自然科學版，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] 羅宏儉.計算機網絡信息技術在公路建設項目管理中的應用[J].交通科技，2009（1）：114-117.

[4] 江鳳梅.在公路橋梁施工中預應力技術的應用分析[J].城市建設理論研究：電子版，2011（4）.endprint