道路設計中的選線優化設計分析

李小飛

（甘肅天成道橋勘察設計有限公司，甘肅 蘭州 730070）

近些年來，經濟和城市化建設的發展日益加快，各地區間貿易往來也越加密切，而交通道路是承接這一切的重要基石，道路建設需要合理的選線設計、規劃與優化路徑作支撐。因此，進行城市道路設計時，需要遵循科學的步驟，道路選線的基本原則為導向，采用最佳的道路設計選線方法，以規劃出交通道路的最優路線。

1 道路選線的原則

城市建設與經濟水平息息相關，基礎設施的建設水平又制約著經濟發展的速度和規模。針對道路選線的設計和優化，需遵循以下幾點主要原則：

（1）技術性原則。在國家積極鼓勵創新的大環境下，研發出了多種先進型的技術手段。在進行道路選線設計工作時，需充分利用科技進步帶來的便利與優勢，在設計過程中，要求參照類似案例及其經驗，進一步分析不同因素對于道路施工的影響，然后在此基礎之上，根據不同等級的道路分類，因地制宜地選擇最適合的線路方案。一旦編制出針對性的道路選線方案，就要實時予以優化，如此一來，才能夠有效提高道路設計的選線優化成效及品質，大幅度提升道路選線方案的可行性及科學性

（2）安全性原則。在設計道路選線方案的過程中，設計工作者需要綜合地考量所在區域的地理地質條件，把道路施工的安全性因素置于首要地位。在選線的過程中，設計工作者還需要密切關注施工建設的安全，盡可能縮小工程量，也要對區域內的可能影響施工及車輛駕駛的狀況予以處置，從而確保建設工作安全高效地進行。最后，在確保安全性的同時，選線設計工作應從人性化的角度出發，將乘客乘車時的舒適度、噪音、采光等條件也考慮在內，以提升道路選線的實用性和舒適性。

（3）關聯性原則。萬事萬物之間都存在著或內在或外在的聯系，在設計時，收集全面當地的資料，著重了解地方的風俗習慣和文物古跡，對關聯因素做通盤的思考，避開客觀存在的、不利的地理條件和其他客觀條件，以免耽誤工程進度。保證路線順暢無阻，確保選線優化設計的科學性及合理性。

（4）少占田地原則。要保護好農田以免遭受侵占與破壞。道路選線的重要原則之一是盡可能少占用或不占用耕地及農田，從生態保護和人與自然和諧共生的角度出發，不能打破道路與耕地間的平衡性；同時也要保護好農民百姓的財產免招侵害，控制好企業或政府在道路建設中的投入比重，盡可能地減少道路施工在資金上的壓力，從而實現道路建設與環境保護和諧統一。

（5）全面分析原則。在建設道路的過程中，還需要仔細地分析，道路施工現場的基本情況，比如說施工現場的地質條件、地貌情況、水文條件、人文情況等等，在選線過程中，要盡可能地繞開沙漠、戈壁或荒灘等條件惡劣的地點，不僅大大減小了施工難度，也為車輛的方便運行提供了便利條件。

（6）協調性原則。在進行選線優化設計時，應秉承著道路建設與環境和諧發展的觀念，遵循以人為本、尊重自然、人與自然的協調發展的選線原則，這不但要求進一步協調好所管轄政府單位、相關部門及承建企業等基本關系，同時還需要充分地考量當地交通條件、排水條件等等，確保建設工作安全、如期的竣工。道路建設的過程中應采取相應措施對道路沿線周圍的歷史文物與遺跡加以妥善保護，追求經濟效益的同時也不能以破壞物質文化遺產為代價。

2 道路設計的選線方法

規劃出合適的線路會帶來很多的優勢與便利，上升到理念的層面，不僅在大方向上與國家城市化發展建設的宏觀目標高度一致；落實到實用性的層面，可使行車暢通無阻，提高乘車時的舒適度和安全性，對自然資源與歷史遺跡不進行破壞，在不降低施工質量的前提下整個修路工程的總成本投入也會得到有效的控制，要達到此目標，需要結合客觀條件進行周全的逐段設計、構建數學模型有助于進行仿真模擬，從理論上設計出最優路線。

（1）全面布局。道路選線的優化設計中，整體布局的成敗對最終結果起著決定性作用，合理線路的布局可以提升道路的施工質量、提高乘客乘車時的安全性和舒適度，保護好生態自然資源，減少建設過程中的經濟成本。在規劃道路選線的整體布局時，需要先確定好道路的主體框架，即包括起始、結束以及中間轉折的關鍵點，重點部署好主要路線的各個控制節點，篩選出每條路線上的關鍵或帶有某些特征特色的點，在保證路線整體走向的大趨勢科學合理的前提下，完成整體路線的全面布局。

（2）逐段規劃路線。在系統布局完路線之后，還要求進一步明晰道路的基本路線方向，此時可基于此對相鄰各道路上的關鍵或特殊節點進行精確的劃分，區分出不同的區域，逐區逐段細化設計任務。以區段為基準點結合實際的地質地貌、人文氣候、道路使用要求及沿路控制點等來進行逐段規劃與設計，以為道路篩選出最優路徑。

（3）設計具體路線。道路路線確定下來后，需根據施工時的實際工況編制實施大綱，保證道路中線的位置明確清晰，定線過程的實施和開展需要全面考慮技術協議，標準規范，自然環境，平、縱、橫等三個層面等多種因素。針對已設計完成的路線，需全面復盤及通盤考慮施工過程中可能發生的種種意外工況，反復審核校準及調整優化，確保道路的選址及走向準確無誤。

（4）建立單因素模型。若需對選線設計深入優化，可采用相關專業軟件進行單因素建模試驗，結合模型中模擬出的問題及缺陷來進行針對性改進，以此來分析哪些因素對道路選線優化設計的影響顯著。就當前來說主要影響道路選線的因素可以歸為兩類，其一，文化、社會、經濟和技術等在內的非實體性因素 ；其二即項目地質、水文天氣、氣候土壤、地理地形、控制點等客觀存在的實體性因素。若要保證道路選線的科學及可行性，需綜合全面分析出兩類因素所起到的作用及占比多少，這就是建立道路選線分析的單因素模型的價值所在，將地質地形圖、路線平面圖等信息轉化為數學模型，通過建模篩選出各因素之間的內在聯系的關鍵部分。

3 道路選線優化設計中現存問題分析

承建單位在優化設計道路的過程中，要確保和我國發展建設的宏觀大目標保持統一，充分考量工程施工所在地的基本條件，選擇出最為合宜的路線，大幅度提升車輛運行的安全可靠性，推動我國經濟發展。道路的選線優化設計是一項復雜的系統工程，設計過程中也受到多方面因素的影響，因這在一定程度上會影響到設計的最終呈現效果。

（1）工作人員未進行全面的分析。在設計初期，設計工作者并沒有仔細分析與合理利用施工條件，制定的技術標準定會與實際工況出現矛盾。從所在地的地質水文條件來考慮，為保證道路施工任務保質保量的如期完成，設計方案時應盡可能地避開地質條件較差的地點，大大降低開發難度的同時也確保道路行車的安全。但若設計工作人員從未親自到過現場仔細地勘察，很難對施工區域是否適合開發道路作出精準的預判。這樣設計出的建設路線，會導致其與工程項目的周邊環境不相協調，嚴重者還會破壞周圍的自然環境。

（2）對工程項目建設用地的復雜性認識不足。在選線優化的進行過程中，有些設計人員由于缺乏經驗及主觀能動性等種種原因，對道路工程項目建設用地的田地以及路網情況不了解，且并未準確預估出路橋施工對周圍環境帶來的變化，甚至施工路段的選擇會與農耕田地發生沖突，不僅消耗了大量不必要的經濟成本，更嚴重的是侵犯了廣大農民群眾的利益，給農民造成了損失。

（3）對道路運營與經濟因素考慮不周全。在規劃道路選線時，為了保證道路工程如期保質的竣工，務必要確保項目運營管理部門和施工單位溝通順暢，緊密配合。但在實際的設計過程中，有時設計人員未能及時掌握先進技術的發展走向，也就很難設計出最經濟可行且便于施工實施的作品，更有甚者會出現較大的設計失誤，嚴重阻礙了項目工程的進度。

4 道路設計中的選線優化設計策略

針對道路設計選線優化中出現的種種問題與弊端，承建單位要充分借助科學技術的力量去解決并對設計工作做有效管控，使設計的最終方案切實可行且安全可靠，為道路現場施工奠定基礎。

（1）全面提升設計人員的素質。為進一步提高設計工作者在道路選線優化設計中所發揮的作用，企業要建立完善成熟的人才培養培訓制度與體系。

首先，招聘環節即嚴格篩選，挑選出具備過硬的專業知識與技術、良好的職業素養、正規的專業訓練經驗的員工。充分調動起員工的主觀能動性，發揮自己的才華做出出色的設計，實現自我成長與個人價值的突破。

其次，建立完善的人才培訓制度。科學與專業技術層出不窮，道路設計中的選線優化設計方法也在不斷更新，此時設計工作者要保有持續學習的能力，增強業務能力，部分人員很難能及時了解并學習到新知識和新技術，長此以往，對設計師業務水平的提升大大不利。因此，企業要為員工的學習成長提供平臺，采用培訓等措施讓專業的人才及時學習到國內外領先的技術，并安排好培訓后的考核工作，及時廣泛地收集培訓效果的反饋情況，不斷完善培訓體系的架構與流程，對設計工作的開展也起到了良性的促進作用。

（2）構建多目標線性模型。在開展道路設計選線優化工作時，若想在多目標非線性設計的方向上有所突破，不僅應在應用技術上下苦功進行鉆研，還需要采用更先進更智能的算法構建出多目標線性模型，且要運用多目標線性模型來優選道路路線，對環保要求、施工現場的環境及其周邊的地理情況等多因素進行精準分析，提高道路選線設計的科學性。充分利用函數公式進行計算，如此一來相關企業就能夠形象化地認知到道路設計的最終呈現效果，充分考量各個內外方面的因素，優化道路選線設計的同時也可幫助承建單位避免一些設計的疏漏。

（3）強化地理信息系統技術。地理信息系統技術，英文縮寫為GIS 技術，是近幾年發展非常迅速的空間信息分析技術。作為技術先導，能綜合管理各類資源環境信息，基于此信息建立起科學的評價標準。目前，GIS 作為基礎技術廣泛運用在道路選線的設計中，大大提升了設計工作的效率的同時，也間接為可持續發展和資源環境的循環再利用貢獻了一份力量。地理信息系統技術的應用有其復雜性和特殊性，將GIS 技術融入進選型模型中，并結合特征數據根據理論算法對可能影響選線結果的因素進行科學的分析，通過調整影響路線數據的因素，確保選線方案的合理性和準確性，同時要及時儲存及傳輸模擬的數據信息。在地理信息系統輸出相關結果的過程中，可以依據描繪出的道路斷面圖選擇最優路線。具體的工作流程如圖1 所示。技術人員在設計時若能熟練應用GIS 技術，不僅能清晰判斷出各影響因素間的聯系，建立起最優的道路選線模型，還可大大提升信息管理的效率。

圖1 地理信息系統

地理信息系統技術的另一大優勢是能借助于立體模型，把較為復雜的地質狀況，通過形象化的三維圖呈現出來，從而提升它的可視化程度，這對于最優路線選擇的最終決策起到了指導的作用。

5 結束語

綜上所述，路線是道路的最基本也最重要的骨架，是否能篩選出最優路線與道路自身以及多種因素相關。道路的選線優化設計不僅要考慮到自然因素，還需將社會、政策、人員、科學技術、承建單位的管理制度等多重信息加以綜合分析評估與妥善處理，建立起最優的數學模型，才能篩選出最優的路線選線優化方案，使其發揮最佳的功用。實現多方共贏的同時也可創收巨大的經濟效益，更具有深遠的社會意義。