李小飛

（甘肅天成道橋勘察設(shè)計(jì)有限公司，甘肅 蘭州 730070）

近些年來，經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)的發(fā)展日益加快，各地區(qū)間貿(mào)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(shè)需要合理的選線設(shè)計(jì)、規(guī)劃與優(yōu)化路徑作支撐。因此，進(jìn)行城市道路設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循科學(xué)的步驟，道路選線的基本原則為導(dǎo)向，采用最佳的道路設(shè)計(jì)選線方法，以規(guī)劃出交通道路的最優(yōu)路線。

1 道路選線的原則

城市建設(shè)與經(jīng)濟(jì)水平息息相關(guān)，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)水平又制約著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度和規(guī)模。針對(duì)道路選線的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，需遵循以下幾點(diǎn)主要原則：

（1）技術(shù)性原則。在國家積極鼓勵(lì)創(chuàng)新的大環(huán)境下，研發(fā)出了多種先進(jìn)型的技術(shù)手段。在進(jìn)行道路選線設(shè)計(jì)工作時(shí)，需充分利用科技進(jìn)步帶來的便利與優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)過程中，要求參照類似案例及其經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步分析不同因素對(duì)于道路施工的影響，然后在此基礎(chǔ)之上，根據(jù)不同等級(jí)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(duì)性的道路選線方案，就要實(shí)時(shí)予以優(yōu)化，如此一來，才能夠有效提高道路設(shè)計(jì)的選線優(yōu)化成效及品質(zhì)，大幅度提升道路選線方案的可行性及科學(xué)性

（2）安全性原則。在設(shè)計(jì)道路選線方案的過程中，設(shè)計(jì)工作者需要綜合地考量所在區(qū)域的地理地質(zhì)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(shè)計(jì)工作者還需要密切關(guān)注施工建設(shè)的安全，盡可能縮小工程量，也要對(duì)區(qū)域內(nèi)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(shè)工作安全高效地進(jìn)行。最后，在確保安全性的同時(shí)，選線設(shè)計(jì)工作應(yīng)從人性化的角度出發(fā)，將乘客乘車時(shí)的舒適度、噪音、采光等條件也考慮在內(nèi)，以提升道路選線的實(shí)用性和舒適性。

（3）關(guān)聯(lián)性原則。萬事萬物之間都存在著或內(nèi)在或外在的聯(lián)系，在設(shè)計(jì)時(shí)，收集全面當(dāng)?shù)氐馁Y料，著重了解地方的風(fēng)俗習(xí)慣和文物古跡，對(duì)關(guān)聯(lián)因素做通盤的思考，避開客觀存在的、不利的地理?xiàng)l件和其他客觀條件，以免耽誤工程進(jìn)度。保證路線順暢無阻，確保選線優(yōu)化設(shè)計(jì)的科學(xué)性及合理性。

（4）少占田地原則。要保護(hù)好農(nóng)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(nóng)田，從生態(tài)保護(hù)和人與自然和諧共生的角度出發(fā)，不能打破道路與耕地間的平衡性；同時(shí)也要保護(hù)好農(nóng)民百姓的財(cái)產(chǎn)免招侵害，控制好企業(yè)或政府在道路建設(shè)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(shí)現(xiàn)道路建設(shè)與環(huán)境保護(hù)和諧統(tǒng)一。

（5）全面分析原則。在建設(shè)道路的過程中，還需要仔細(xì)地分析，道路施工現(xiàn)場的基本情況，比如說施工現(xiàn)場的地質(zhì)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(diǎn)，不僅大大減小了施工難度，也為車輛的方便運(yùn)行提供了便利條件。

（6）協(xié)調(diào)性原則。在進(jìn)行選線優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)秉承著道路建設(shè)與環(huán)境和諧發(fā)展的觀念，遵循以人為本、尊重自然、人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展的選線原則，這不但要求進(jìn)一步協(xié)調(diào)好所管轄政府單位、相關(guān)部門及承建企業(yè)等基本關(guān)系，同時(shí)還需要充分地考量當(dāng)?shù)亟煌l件、排水條件等等，確保建設(shè)工作安全、如期的竣工。道路建設(shè)的過程中應(yīng)采取相應(yīng)措施對(duì)道路沿線周圍的歷史文物與遺跡加以妥善保護(hù)，追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也不能以破壞物質(zhì)文化遺產(chǎn)為代價(jià)。

2 道路設(shè)計(jì)的選線方法

規(guī)劃出合適的線路會(huì)帶來很多的優(yōu)勢(shì)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(fā)展建設(shè)的宏觀目標(biāo)高度一致；落實(shí)到實(shí)用性的層面，可使行車暢通無阻，提高乘車時(shí)的舒適度和安全性，對(duì)自然資源與歷史遺跡不進(jìn)行破壞，在不降低施工質(zhì)量的前提下整個(gè)修路工程的總成本投入也會(huì)得到有效的控制，要達(dá)到此目標(biāo)，需要結(jié)合客觀條件進(jìn)行周全的逐段設(shè)計(jì)、構(gòu)建數(shù)學(xué)模型有助于進(jìn)行仿真模擬，從理論上設(shè)計(jì)出最優(yōu)路線。

（1）全面布局。道路選線的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，整體布局的成敗對(duì)最終結(jié)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(zhì)量、提高乘客乘車時(shí)的安全性和舒適度，保護(hù)好生態(tài)自然資源，減少建設(shè)過程中的經(jīng)濟(jì)成本。在規(guī)劃道路選線的整體布局時(shí)，需要先確定好道路的主體框架，即包括起始、結(jié)束以及中間轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵點(diǎn)，重點(diǎn)部署好主要路線的各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，篩選出每條路線上的關(guān)鍵或帶有某些特征特色的點(diǎn)，在保證路線整體走向的大趨勢(shì)科學(xué)合理的前提下，完成整體路線的全面布局。

（2）逐段規(guī)劃路線。在系統(tǒng)布局完路線之后，還要求進(jìn)一步明晰道路的基本路線方向，此時(shí)可基于此對(duì)相鄰各道路上的關(guān)鍵或特殊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精確的劃分，區(qū)分出不同的區(qū)域，逐區(qū)逐段細(xì)化設(shè)計(jì)任務(wù)。以區(qū)段為基準(zhǔn)點(diǎn)結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)地貌、人文氣候、道路使用要求及沿路控制點(diǎn)等來進(jìn)行逐段規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以為道路篩選出最優(yōu)路徑。

（3）設(shè)計(jì)具體路線。道路路線確定下來后，需根據(jù)施工時(shí)的實(shí)際工況編制實(shí)施大綱，保證道路中線的位置明確清晰，定線過程的實(shí)施和開展需要全面考慮技術(shù)協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，自然環(huán)境，平、縱、橫等三個(gè)層面等多種因素。針對(duì)已設(shè)計(jì)完成的路線，需全面復(fù)盤及通盤考慮施工過程中可能發(fā)生的種種意外工況，反復(fù)審核校準(zhǔn)及調(diào)整優(yōu)化，確保道路的選址及走向準(zhǔn)確無誤。

（4）建立單因素模型。若需對(duì)選線設(shè)計(jì)深入優(yōu)化，可采用相關(guān)專業(yè)軟件進(jìn)行單因素建模試驗(yàn)，結(jié)合模型中模擬出的問題及缺陷來進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，以此來分析哪些因素對(duì)道路選線優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響顯著。就當(dāng)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(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等在內(nèi)的非實(shí)體性因素 ；其二即項(xiàng)目地質(zhì)、水文天氣、氣候土壤、地理地形、控制點(diǎn)等客觀存在的實(shí)體性因素。若要保證道路選線的科學(xué)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(jià)值所在，將地質(zhì)地形圖、路線平面圖等信息轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，通過建模篩選出各因素之間的內(nèi)在聯(lián)系的關(guān)鍵部分。

3 道路選線優(yōu)化設(shè)計(jì)中現(xiàn)存問題分析

承建單位在優(yōu)化設(shè)計(jì)道路的過程中，要確保和我國發(fā)展建設(shè)的宏觀大目標(biāo)保持統(tǒng)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(yùn)行的安全可靠性，推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。道路的選線優(yōu)化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)過程中也受到多方面因素的影響，因這在一定程度上會(huì)影響到設(shè)計(jì)的最終呈現(xiàn)效果。

（1）工作人員未進(jìn)行全面的分析。在設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)工作者并沒有仔細(xì)分析與合理利用施工條件，制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定會(huì)與實(shí)際工況出現(xiàn)矛盾。從所在地的地質(zhì)水文條件來考慮，為保證道路施工任務(wù)保質(zhì)保量的如期完成，設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)盡可能地避開地質(zhì)條件較差的地點(diǎn)，大大降低開發(fā)難度的同時(shí)也確保道路行車的安全。但若設(shè)計(jì)工作人員從未親自到過現(xiàn)場仔細(xì)地勘察，很難對(duì)施工區(qū)域是否適合開發(fā)道路作出精準(zhǔn)的預(yù)判。這樣設(shè)計(jì)出的建設(shè)路線，會(huì)導(dǎo)致其與工程項(xiàng)目的周邊環(huán)境不相協(xié)調(diào)，嚴(yán)重者還會(huì)破壞周圍的自然環(huán)境。

（2）對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)用地的復(fù)雜性認(rèn)識(shí)不足。在選線優(yōu)化的進(jìn)行過程中，有些設(shè)計(jì)人員由于缺乏經(jīng)驗(yàn)及主觀能動(dòng)性等種種原因，對(duì)道路工程項(xiàng)目建設(shè)用地的田地以及路網(wǎng)情況不了解，且并未準(zhǔn)確預(yù)估出路橋施工對(duì)周圍環(huán)境帶來的變化，甚至施工路段的選擇會(huì)與農(nóng)耕田地發(fā)生沖突，不僅消耗了大量不必要的經(jīng)濟(jì)成本，更嚴(yán)重的是侵犯了廣大農(nóng)民群眾的利益，給農(nóng)民造成了損失。

（3）對(duì)道路運(yùn)營與經(jīng)濟(jì)因素考慮不周全。在規(guī)劃道路選線時(shí)，為了保證道路工程如期保質(zhì)的竣工，務(wù)必要確保項(xiàng)目運(yùn)營管理部門和施工單位溝通順暢，緊密配合。但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，有時(shí)設(shè)計(jì)人員未能及時(shí)掌握先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展走向，也就很難設(shè)計(jì)出最經(jīng)濟(jì)可行且便于施工實(shí)施的作品，更有甚者會(huì)出現(xiàn)較大的設(shè)計(jì)失誤，嚴(yán)重阻礙了項(xiàng)目工程的進(jìn)度。

4 道路設(shè)計(jì)中的選線優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

針對(duì)道路設(shè)計(jì)選線優(yōu)化中出現(xiàn)的種種問題與弊端，承建單位要充分借助科學(xué)技術(shù)的力量去解決并對(duì)設(shè)計(jì)工作做有效管控，使設(shè)計(jì)的最終方案切實(shí)可行且安全可靠，為道路現(xiàn)場施工奠定基礎(chǔ)。

（1）全面提升設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)。為進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)工作者在道路選線優(yōu)化設(shè)計(jì)中所發(fā)揮的作用，企業(yè)要建立完善成熟的人才培養(yǎng)培訓(xùn)制度與體系。

首先，招聘環(huán)節(jié)即嚴(yán)格篩選，挑選出具備過硬的專業(yè)知識(shí)與技術(shù)、良好的職業(yè)素養(yǎng)、正規(guī)的專業(yè)訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)的員工。充分調(diào)動(dòng)起員工的主觀能動(dòng)性，發(fā)揮自己的才華做出出色的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自我成長與個(gè)人價(jià)值的突破。

其次，建立完善的人才培訓(xùn)制度?？茖W(xué)與專業(yè)技術(shù)層出不窮，道路設(shè)計(jì)中的選線優(yōu)化設(shè)計(jì)方法也在不斷更新，此時(shí)設(shè)計(jì)工作者要保有持續(xù)學(xué)習(xí)的能力，增強(qiáng)業(yè)務(wù)能力，部分人員很難能及時(shí)了解并學(xué)習(xí)到新知識(shí)和新技術(shù)，長此以往，對(duì)設(shè)計(jì)師業(yè)務(wù)水平的提升大大不利。因此，企業(yè)要為員工的學(xué)習(xí)成長提供平臺(tái)，采用培訓(xùn)等措施讓專業(yè)的人才及時(shí)學(xué)習(xí)到國內(nèi)外領(lǐng)先的技術(shù)，并安排好培訓(xùn)后的考核工作，及時(shí)廣泛地收集培訓(xùn)效果的反饋情況，不斷完善培訓(xùn)體系的架構(gòu)與流程，對(duì)設(shè)計(jì)工作的開展也起到了良性的促進(jìn)作用。

（2）構(gòu)建多目標(biāo)線性模型。在開展道路設(shè)計(jì)選線優(yōu)化工作時(shí)，若想在多目標(biāo)非線性設(shè)計(jì)的方向上有所突破，不僅應(yīng)在應(yīng)用技術(shù)上下苦功進(jìn)行鉆研，還需要采用更先進(jìn)更智能的算法構(gòu)建出多目標(biāo)線性模型，且要運(yùn)用多目標(biāo)線性模型來優(yōu)選道路路線，對(duì)環(huán)保要求、施工現(xiàn)場的環(huán)境及其周邊的地理情況等多因素進(jìn)行精準(zhǔn)分析，提高道路選線設(shè)計(jì)的科學(xué)性。充分利用函數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算，如此一來相關(guān)企業(yè)就能夠形象化地認(rèn)知到道路設(shè)計(jì)的最終呈現(xiàn)效果，充分考量各個(gè)內(nèi)外方面的因素，優(yōu)化道路選線設(shè)計(jì)的同時(shí)也可幫助承建單位避免一些設(shè)計(jì)的疏漏。

（3）強(qiáng)化地理信息系統(tǒng)技術(shù)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)，英文縮寫為GIS 技術(shù)，是近幾年發(fā)展非常迅速的空間信息分析技術(shù)。作為技術(shù)先導(dǎo)，能綜合管理各類資源環(huán)境信息，基于此信息建立起科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。目前，GIS 作為基礎(chǔ)技術(shù)廣泛運(yùn)用在道路選線的設(shè)計(jì)中，大大提升了設(shè)計(jì)工作的效率的同時(shí)，也間接為可持續(xù)發(fā)展和資源環(huán)境的循環(huán)再利用貢獻(xiàn)了一份力量。地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用有其復(fù)雜性和特殊性，將GIS 技術(shù)融入進(jìn)選型模型中，并結(jié)合特征數(shù)據(jù)根據(jù)理論算法對(duì)可能影響選線結(jié)果的因素進(jìn)行科學(xué)的分析，通過調(diào)整影響路線數(shù)據(jù)的因素，確保選線方案的合理性和準(zhǔn)確性，同時(shí)要及時(shí)儲(chǔ)存及傳輸模擬的數(shù)據(jù)信息。在地理信息系統(tǒng)輸出相關(guān)結(jié)果的過程中，可以依據(jù)描繪出的道路斷面圖選擇最優(yōu)路線。具體的工作流程如圖1 所示。技術(shù)人員在設(shè)計(jì)時(shí)若能熟練應(yīng)用GIS 技術(shù)，不僅能清晰判斷出各影響因素間的聯(lián)系，建立起最優(yōu)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(tǒng)

地理信息系統(tǒng)技術(shù)的另一大優(yōu)勢(shì)是能借助于立體模型，把較為復(fù)雜的地質(zhì)狀況，通過形象化的三維圖呈現(xiàn)出來，從而提升它的可視化程度，這對(duì)于最優(yōu)路線選擇的最終決策起到了指導(dǎo)的作用。

5 結(jié)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(yōu)路線與道路自身以及多種因素相關(guān)。道路的選線優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅要考慮到自然因素，還需將社會(huì)、政策、人員、科學(xué)技術(shù)、承建單位的管理制度等多重信息加以綜合分析評(píng)估與妥善處理，建立起最優(yōu)的數(shù)學(xué)模型，才能篩選出最優(yōu)的路線選線優(yōu)化方案，使其發(fā)揮最佳的功用。實(shí)現(xiàn)多方共贏的同時(shí)也可創(chuàng)收巨大的經(jīng)濟(jì)效益，更具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。