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公路设计

公路线路设计方案常用比选方法

本站     2018-6-15 10:28:40    

        公路线路方案的比较与选择是公路工程设计的重点,也是公路设计的根本,为公路的建设施工提供科学的指导,只有科学合理的比较和选择才能确保打造出高质量的设计产品。线路比选方法的应用是关键所在,本文分析了几种公路线路设计方案比选方法的优势与不足。
关键词:公路线路  线路设计方案比选  常用方法

        公路线路设计方案的确定需要从线路技术指标、经济指标、运营效益、施工条件的难易程度、使用效率、在交通网中的作用等多方面综合对比分析,根据工程项目的具体情况,抓住关键问题和控制方案的重点指标,选出合适的路线方案。实际设计过程中,公路线路方案的选择通常采用模拟计算法、多项指标对比法、价值分析法等,每一种方法都有自身的优势和不足,实际的公路线路设计中,一般通过多种比选方法综合比选多方面因素从而形成最合适的线路设计方案。
        一、公路线路设计方案比选常用方法
        通过对比、分析的方式来选择公路线路设计方案,是十分必要的,能够确保获得最佳方案,提高公路线路设计方案质量。所谓的方案比选,既包括整体线路设计方案的比选,也包括线路某一区段以及个别关键点的方案选择。常见的设计方案比选方法包括以下几种:
        1、模拟计算法
        一些特殊的路基段落(例如:高填方软土路基路段),为了选出最佳设计方案,可以通过对数据的模拟计算、统计与分析等来综合权衡公路线路设计方案的技术指标、经济指标,通过数据的模拟计算分析能及时发现设计方案中的问题和不足,从而比选得出最佳方案。
        2、多指标综合对比法
        公路工程有多种建设模式(例如:立体交通式、山区公路等),对于立交式公路线路,则需要从立交位置、线路型式、交叉形式等关键点入手,立足于整体,综合全面地进行比选、分析,最终形成一套经济合理的线路设计方案。这其中就涉及到多项经济技术指标、多个建设规模的比选,最终是要打造出一个安全、通达、便捷的公路交通线路。所谓多指标还包括:公路中不同经济指标、断面以及截面形式等的组合搭配得以最终形成规范、安全、合理的公路线路分布。多项指标综合对比最终是要达到各项指标间的平衡稳定、协调互补。
        3、应用价值工程法
        应用价值工程法,也是一种设计方案比选方法,就是对几种公路线路设计方案价值的统计、计算、对比、分析等,来深入剖析几种设计方案的价值大小,结合方案价值来融入技术分析,以及对应的成本大小、造价高低等,最终选出一套具备较高应用价值,经济合理的路线设计方案。实际的方案比选过程中,设计人员需要按照特定的标准、规范等来评估所选线路设计方案,得出各类方案的价值大小、成本系数等,通过评估综合价值来选出最佳方案。
        4、优势、劣势对比法
        优势、劣势对比法也是公路线路设计方案比选的一种常用方法,是在公路线路设计过程中,分析各种方案的优势方面、劣势方面等,通过优势与劣势所占比重大小的比较分析,最终比选出最合理的方案,优势占主导地位的方案通常为最佳设计方案。
        5、熵权比较法
        熵权法简单说就是将评价中不同评价单元的信息实施量化并综合的方法,通过对各个因子赋权,以此让评价过程更加简单化、简明化。
        例如:系统结构中如果存在N类性能、状态,则第i类状态可能出现的几率则为:pi(i=1,2,3---n)则此系统中的熵一般借助下列公式:
H=-
 上式中,当P大于等于0,小于等于1时,同时,,参考熵的极限值性能原理,如果一切Pi有着相同的数值,则意味着系统处于同种状态,而且H的值达到极限最大。
该比选法通常适用于地质条件复杂、地形地貌变化较大的环境中。

实际应用过程中,可以创建一个三级评标系统,并借助熵权法来科学评价、分析各项指标,并为各项评价指标授权,明确各类指标的权重大小,最终对公路线路设计方案进行科学、合理的比选。
        二、公路线路设计方案比选方法的对比分析 
        公路线路设计方案的各类比选方法都有自身的优势、劣势,有自身的特色,通过对不同比选方法概念了解,明确各类方法的优缺点,可以最终确定合理的比选方法。
        1、模拟计算法。该方法具有自身的优势,主要为定量统计、数据性的计算,利用数据、计算结果等能够提供更加客观、更具说服力的比选结果,最终得出的设计方案也相对具有可参照性,其定量优势明显;然而,该方法的不足之处也很突出,那就是其假设前提相对较多,存在多种不确定性因素,单纯的定量分析无法从根本上解决问题,而且一些无法量化的因素则可能被忽略。
        2、多指标综合对比法。该方法的显著优点体现为可以实现对各类因素、各方因素的综合权衡、全面分析,能够针对各类设计方案的相关细节、细小方面加以比较、衡量,参照公路工程所处的自然地理环境、社会经济条件等来选择最佳的设计方案;然而,此方法也存在自身的劣势与不足,体现在需要对多重指标进行筛选、比对,这其中必然要耗费一定的时间和精力,可能对方案设计带来不良影响,而且不同指标的权重也是人为确定的,这其中存在一定的主观性,精准度较难把握。
        3、优势、劣势对比法。该方法优点体现在:能够从多个方面、多个角度来逐一分析各种设计方案的优势、劣势,能够为设计方案的比选提供更加直接的参考,然而,其中量化分析相对欠缺,没有科学的数据统计、计算等为依据,所形成的比选方法则较难说服人,最终也无法形成一套综合结果,总体来看,此方法相对过于主观,不能用数据说服于人。
        4、价值工程方法。该方法的优点体现在可以将成本因素、技术因素共同纳入考虑范围,并将二者有效结合起来进行综合性对比分析,然而,其存在自身的不足和劣势,体现在依然具有一定的主观性,功能系数需要参考、参照专家、专业人士等的分析,其中存在一些主观性,实际的工程价值分析可能同现实的公路工程之间存在出入,价值大小分析的准确度也有待确认。
        5、熵权比较法。该方法的优势体现在可以实现对不同指标权重的分析、重要性的全面分析,该方法也要依赖于相关的计算、统计,同专家分析对比起来,具有一定的客观性、合理性,然而,此方法却需要相对复杂、专业的计算过程,需要设计人员掌握一定的计算方法,这样就可能影响决策进度。
        三、公路线路设计方案比选法的现实应用
        1、公路工程概况 
        某地公路工程包含一条主干线、三条分支线,线路总长度:351km,目标打造全方位、全立体、立交性型交通系统,设计的公路工程设计、建设过程中涉及到局部改造,例如:拓建,局部修护等,工程所处环境相对复杂,途径河流、海湾等复杂地域环境,必须选择科学的设计方案。
        2、比选法选择
        结合工程特点、周围环境特征,决定选择多指标综合对比法,由于公路途径河流、海湾聚集区,这一外界影响性因素可能提升公路工程建设成本,应该成为一项关键性参考指标,而且由于公路工程所处环境较为复杂,附近地形、地貌崎岖,对此则应重视外界干扰性因素的影响,积极排除这些不良因素的干扰,从整体上提高公路线路设计方案质量。
        总结:
        公路线路设计方案的比较、选择对于公路设计方案的完善具有十分重要的作用,掌握多种比选方法,综合采用各种比选方法的优点,再结合工程概况、各项经济技术指标,抓住关键问题和控制方案的重点指标,综合比较,精心分析,才能从根本上确保公路工程线路设计方案的科学性、合理性。
参考文献:
[1]李艳.经济评价在高速公路设计阶段路线方案比选中的 应用研究[D].长安大学,2012(6):1-97. 
[2]黄振英.高速公路的互通立交方案比选研究及应用[D].华 南理工大学,2012(4):1-96.
[3]曾扬森.公路线路设计常用技术手段比较研究[J].科技创 新导报,2013(12):167-168.


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