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摘 要：随着我国城市基础设施建设的高速增长，道路的设计需求不断增加，设计水平在日益提高。而在道路设计中，选线优化作为关键内容之一，对于提高道路总体水平、减少施工难度以及推动区域经济进步等方面具有显著的作用。基于此，该文以分析道路设计中选线的主要原则为出发点，研究道路选线的步骤及方式，分析道路选线优化设计存在的问题，最后对提高选线优化设计效果的方式进行探讨。
关键词：道路设计 选线优化 设计 分析
中图分类号：U412 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）05（b）-0085-03
Abstract： With the rapid growth of urban infrastructure construction in my country， the demand for road design continues to increase， and the design level is increasing day by day. In road design， route selection optimization is one of the key contents， which plays a significant role in improving the overall level of the road， reducing the difficulty of construction， and promoting regional economic progress. Based on this， this article takes the analysis of the main principles of route selection in road design as the starting point， studies the steps and methods of road route selection， then analyzes the problems in the optimization design of road route selection， and finally discusses ways to improve the effect of route selection optimization design.
Key Words： Road design; Route selection optimization; Design; Analysis
伴随着我国社会经济的快速发展、城市道路建设的不断增加，优化选线设计工作越受重视。选线优化有利于提高道路建设价值，推动城市有序发展。但现阶段在选线优化设计中，还存在着不少问题。作为设计者，应积极探寻问题的起源，然后采取有效的设计或施工技术措施加以解决，进而保障道路设计选线优化的效果。
1 道路设计中选线的主要原则
1.1 技术性原则
在当今创新为国家发展全局核心的时代背景下，许多新型技术应运而生。对于城市道路的建设来说，必不可少的是对技术的要求，设计应结合相似的案例，按照不同等级的道路分类，参照道路成功的先进经验，分析各种影响因素后的道路实施技术可行性，因地制宜地选定最为适宜的线路方案[1-2]。并对工程施工和运营使用阶段等后续情况加以分析，不断完善和优化方案，可保障道路设计的选线优化效果，使道路选线方案切合实际。
1.2 安全性原则
在设计道路选线方案中，应结合地形地物、施工难度、交通组织等因素分析，将道路安全性因素放在首位。在进行选线时，关注外业勘测的安全，明确施工建设的安全，确保建成使用的道路安全等全过程安全有序。选线设计工作应考虑能够满足车辆运行时乘客的舒适性，且噪音、光线等均符合安全指标，以提高道路选线的社会效益。
1.3 关联性原则
不同事物间往往存在着一定的联系，在进行道路选线优化设计时，应对相关因素进行分析，收集好当地规划，了解地方人文习俗和文物古迹，避免穿山填湖、侵占农保地等不利地形情况，减少环保、拆迁等因素影响工程建设进度。结合规范保证线形顺畅，从总体角度确保选线优化设计的合理有效性。
1.4 协调性原则
在进行选线优化设计时，不仅要加强协调当地政府、相关企业等外部关系，以及交通、排水等专业内部关系，也应考虑道路建设与环境和谐发展的相关需要，秉持人本理念、节约资源、环境友好的选线原则。对于道路沿线周围的文物古迹加以保护，统筹道路建设和环境之间的协调性进步及发展。
2 道路选线的方法及步骤
2.1 道路选线的常用方法
基于选线的四大原则来进行道路选线设计，设计过程中应认真分析相关因素，确保道路选线方案可行性。在道路设计环节的选线优化设计阶段，应结合具体的情况实施科学性的规划，因地制宜分析地形地貌、工程地質、水文天气等自然条件，整体把握不同阶段工作事项，从而完成优化定线。
其一，道路选线应做到科学布局。在选线优化设计的整个阶段，应针对总体布局对主体段道的各项控制点进行认真的分析与研究，在明确实际位置后，结合关键点来明确主要的方向，如此将有利于确保对于线路总体方面的精准把握[3]。
其二，在进行选线的过程之中，还应进行逐段的设计，将此作为重要的基础，确定好关键的把控点，结合各段道路的真实状况，确定道路等级的合理设计。 其三，对于道路选线来说，还应实施定线设计。线路实际方向有了确定的方案后，还应结合具体情况认真地实施加工，从而明确道路的实际方向以及位置，了解在施工过程中易产生影响的各项因素。
2.2 道路选线的具体步骤
在开展道路选线的环节，需要秉承全面布局、逐段安排、具体定线、对单因素分析模型的构建、对选线道路的分类5个原则。选择一个恰当的线路，可以有效确保行车的顺利，也可以提高行车的安全性和舒适性，并秉承节约成本投入、合理利用资源的原則开展道路选线，还应确保可以在消耗最低的情况下，确保道路选线质量，在与国家建设发展标准相契合的基础上，在契合自然条件的模式下，对道路选线进行逐段设计，还应对道路选线单因素分析模型进行构建，确保线路效果的最优化。
其一，在全面布局阶段，应部署好道路路线走向的特殊点，部署好主要道路路线的控制点，在确定公路的起点和终点后，再开展控制点的选取工作，以此确定路线的基本走向，并对全局做好控制。
其二，在逐段安排阶段，在开展全面布局后，应明确道路路线的方向，并以此为基础对相邻大的控制点进行不同范围的划分，并结合路线通过区及道路等级开展设计工作，并与地质水文条件、工程地质条件、道路性质、气候、控制点、土壤、使用任务等为依据，对细部点进行选择，然后在这一基础上，对路线带进行确定。
其三，在具体定线环节，应先确定路线，再对具体的定线目录进行确定，还应对道路中线位置进行明确，在结合自然条件、技术标准、纵向、横向、平向的基础上进行具体的定线工作。
其四，应建立单因素分析模型，对道路选线的影响因素主要包括水文地质条件、工程地质条件、土壤地形、使用任务、道路性质以及社会因素、文化因素、技术因素和经济因素，只有确保上述因素的综合整合，才能确保路线选择的合理性，可以分析道路选线的单因素，并构建相关模型，确保将地形图、地质图及拟定线路等资料以数字信息的形式进行表示，通过分析模型选择相对应的因素，并分析多因素空间。
其五，道路选线的分类层面，包括纸上定线、计算机选线、航测选线几个类别，纸上定线指的是拟定零点线，并结合路线平均纵坡对导向线进行拟定，然后拟定曲线半径和对角点，再具体布设实施路线后，完成绘制纵坡线。此外，还因实施水准放坡，结合地形因素确定控制断面，以线性标准拟定曲线位和直线，并最终确定道路选线。
3 道路设计中的选线优化设计中的问题
3.1 相关人员未能综合分析
在实施选线设计时，如未能妥当、细致地分析施工环境，不仅较难做到有效利用施工环境优势，也无法确保施工安全，这较难保障施工进度和工程质量，也会违背道路施工的科学性[4]。在进行选线优化设计的过程中，要尽可能远离地质条件不够理想的地区，从而保障道路建设的效果，利于保证行车过程中的安全性。但不少设计忽略了对项目进行细致的勘察，未充分查明软土地基以及冻土等分布，路线往往选在不良地质范围上，或与环境不协调。
3.2 未能了解建设用地的复杂性
在开展道路设计之中的选线优化设计工作时，未能够做到深入分析环境和工程用地等方面，也没能够明晰施工会对于周围环境所造成的影响，如此则会导致道路建设工作期间产生占用农田的状况，不但会加大工程建设的总体成本，甚至也会影响到道路的安全性及可靠性运作。
3.3 未能切实思考经济因素及道路运营
在实施选线优化设计的整个阶段，务必要保障工程经济因素以及道路运营之间能够协调一致，保障道路工程达成预期的效果。但在具体的工作实践之中，未能有效利用新型技术，反而导致道路经济评价分析不能够得到精准性的结果，产生明显的偏差，严重时会影响工程进度，造成工作反复或设计变更。
4 提高道路设计中的选线优化设计效果的方式
4.1 提高相关人员素质水平
若想提高道路设计之中选线优化设计的效果，应提高设计人员的专业水平。
首先，在招聘阶段就应把控人才质量，设计人员应具备相匹配的技术能力，并且获得过系统性、专业性的培训，而企业也应重视专业培训工作。
其次，伴随我国科技水平的持续性提升，企业应为设计工作者掌握新知识提供条件，促进设计工作者及时掌握国内外新的选线优化方法及经验，可持续性提高企业技术水平。应记录人员对于培训内容的实际掌握情况[5]。
最后，需要做好培训考核工作。通过考核企业能够对员工的真实学习情况有所掌握，以制订更具针对性的培训计划。
4.2 强化运用地理信息系统技术
地理信息系统技术的运用具备着显著的复杂性特点，地理信息系统技术是指将GIS技术在选型模型中进行融入，并结合特征数据的分析功能，对能够影响路线数据的文件进行修改，从而确保选线方案的合理性。对可能对道路选线造成影响的因素进行分析，并将所得的数据信息进行存储与传输。在地理信息系统对相关结果进行输出的同时，可以结合描绘出的道路断面图选择代表最佳路线的数据。在设计时如能科学利用GIS技术，可提高信息实施汇总和管理效率，建立适宜的道路选线模型，提升选线优化设计的技术水平;也可促使设计人员把握工程影响的各项要素之间联系;还能以模型的形式，将复杂地形地貌直观地进行三维展示，具有可视性，也利于设计人员决策选线优化设计。
4.3 建立多目标线性模型
在实施道路设计及选线优化设计的过程中，不但要关注技术层面上的问题，也务必要重视建立多目标线性模型，进而能够对于地理状况以及环保需求等方面进行精准性的分析，进而则利于保障道路选线工作开展的有效性及合理性[6]。再者，能够以函数公式运算，更为清楚地明晰道路设计期间各项因素对于设计方案所产生的影响，这样则更便于开展好选线优化设计这项工作，从而在最大程度上保障道路设计之中选线优化设计的整体效果。最后，在道路设计不仅要优化选线设计技术，更应结合地貌、地理、环保等因素确定选线方案，并在设计过程中，为提高道路选线的合理性，应结合多目标非线性优化函数进行计算，其计算公式为：
其中，U代表顶点权集;V代表顶点集;A代表弧集;V涵盖V1，V2…Vn;W代表弧权集。在对模型的构建进行优化后，可以在确定目标函数的基础上，对指标开展计算，其公式为：
5 结语
在开展道路选线设计时，应坚持选线的技术性、安全性、关联性和协调性原则，对选线进行优化设计。避免常见的选线问题，运用高新技术和科学方法，结合行业现行规范和地方文件切实做好每一步选线优化设计工作。同时应秉承安全理念，确保车辆的安全舒适运行，便捷城市间的出行和不同地块的发展。综上所述对道路进行选线优化设计是十分重要且必要的，可推动城市版图的不断发展，进而达到创造社会价值和经济价值的目的。
参考文献
[1] 李军.基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型[J].居业，2020（8）：22-23.
[2] 常利.基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型探讨[J].科学技术创新，2019（25）：116-117.
[3] 周涛，朱庆，曾浩炜，等.基于多元LP模型的风电场道路优化设计方法[J].地理信息世界，2019，26（1）：61-65，76.
[4] 张兴中.基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型[J].工程建设与设计，2019（3）：128-129，132.
[5] 龚选林.矿山道路选线设计中地理信息系统的应用研究[J].世界有色金属，2018（5）：276-277.
[6] 何昉.中国绿道规划设计研究[D].北京林业大学，2018.
关键词：道路设计 选线优化 设计 分析
中图分类号：U412 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）05（b）-0085-03
Abstract： With the rapid growth of urban infrastructure construction in my country， the demand for road design continues to increase， and the design level is increasing day by day. In road design， route selection optimization is one of the key contents， which plays a significant role in improving the overall level of the road， reducing the difficulty of construction， and promoting regional economic progress. Based on this， this article takes the analysis of the main principles of route selection in road design as the starting point， studies the steps and methods of road route selection， then analyzes the problems in the optimization design of road route selection， and finally discusses ways to improve the effect of route selection optimization design.
Key Words： Road design; Route selection optimization; Design; Analysis
伴随着我国社会经济的快速发展、城市道路建设的不断增加，优化选线设计工作越受重视。选线优化有利于提高道路建设价值，推动城市有序发展。但现阶段在选线优化设计中，还存在着不少问题。作为设计者，应积极探寻问题的起源，然后采取有效的设计或施工技术措施加以解决，进而保障道路设计选线优化的效果。
1 道路设计中选线的主要原则
1.1 技术性原则
在当今创新为国家发展全局核心的时代背景下，许多新型技术应运而生。对于城市道路的建设来说，必不可少的是对技术的要求，设计应结合相似的案例，按照不同等级的道路分类，参照道路成功的先进经验，分析各种影响因素后的道路实施技术可行性，因地制宜地选定最为适宜的线路方案[1-2]。并对工程施工和运营使用阶段等后续情况加以分析，不断完善和优化方案，可保障道路设计的选线优化效果，使道路选线方案切合实际。
1.2 安全性原则
在设计道路选线方案中，应结合地形地物、施工难度、交通组织等因素分析，将道路安全性因素放在首位。在进行选线时，关注外业勘测的安全，明确施工建设的安全，确保建成使用的道路安全等全过程安全有序。选线设计工作应考虑能够满足车辆运行时乘客的舒适性，且噪音、光线等均符合安全指标，以提高道路选线的社会效益。
1.3 关联性原则
不同事物间往往存在着一定的联系，在进行道路选线优化设计时，应对相关因素进行分析，收集好当地规划，了解地方人文习俗和文物古迹，避免穿山填湖、侵占农保地等不利地形情况，减少环保、拆迁等因素影响工程建设进度。结合规范保证线形顺畅，从总体角度确保选线优化设计的合理有效性。
1.4 协调性原则
在进行选线优化设计时，不仅要加强协调当地政府、相关企业等外部关系，以及交通、排水等专业内部关系，也应考虑道路建设与环境和谐发展的相关需要，秉持人本理念、节约资源、环境友好的选线原则。对于道路沿线周围的文物古迹加以保护，统筹道路建设和环境之间的协调性进步及发展。
2 道路选线的方法及步骤
2.1 道路选线的常用方法
基于选线的四大原则来进行道路选线设计，设计过程中应认真分析相关因素，确保道路选线方案可行性。在道路设计环节的选线优化设计阶段，应结合具体的情况实施科学性的规划，因地制宜分析地形地貌、工程地質、水文天气等自然条件，整体把握不同阶段工作事项，从而完成优化定线。
其一，道路选线应做到科学布局。在选线优化设计的整个阶段，应针对总体布局对主体段道的各项控制点进行认真的分析与研究，在明确实际位置后，结合关键点来明确主要的方向，如此将有利于确保对于线路总体方面的精准把握[3]。
其二，在进行选线的过程之中，还应进行逐段的设计，将此作为重要的基础，确定好关键的把控点，结合各段道路的真实状况，确定道路等级的合理设计。 其三，对于道路选线来说，还应实施定线设计。线路实际方向有了确定的方案后，还应结合具体情况认真地实施加工，从而明确道路的实际方向以及位置，了解在施工过程中易产生影响的各项因素。
2.2 道路选线的具体步骤
在开展道路选线的环节，需要秉承全面布局、逐段安排、具体定线、对单因素分析模型的构建、对选线道路的分类5个原则。选择一个恰当的线路，可以有效确保行车的顺利，也可以提高行车的安全性和舒适性，并秉承节约成本投入、合理利用资源的原則开展道路选线，还应确保可以在消耗最低的情况下，确保道路选线质量，在与国家建设发展标准相契合的基础上，在契合自然条件的模式下，对道路选线进行逐段设计，还应对道路选线单因素分析模型进行构建，确保线路效果的最优化。
其一，在全面布局阶段，应部署好道路路线走向的特殊点，部署好主要道路路线的控制点，在确定公路的起点和终点后，再开展控制点的选取工作，以此确定路线的基本走向，并对全局做好控制。
其二，在逐段安排阶段，在开展全面布局后，应明确道路路线的方向，并以此为基础对相邻大的控制点进行不同范围的划分，并结合路线通过区及道路等级开展设计工作，并与地质水文条件、工程地质条件、道路性质、气候、控制点、土壤、使用任务等为依据，对细部点进行选择，然后在这一基础上，对路线带进行确定。
其三，在具体定线环节，应先确定路线，再对具体的定线目录进行确定，还应对道路中线位置进行明确，在结合自然条件、技术标准、纵向、横向、平向的基础上进行具体的定线工作。
其四，应建立单因素分析模型，对道路选线的影响因素主要包括水文地质条件、工程地质条件、土壤地形、使用任务、道路性质以及社会因素、文化因素、技术因素和经济因素，只有确保上述因素的综合整合，才能确保路线选择的合理性，可以分析道路选线的单因素，并构建相关模型，确保将地形图、地质图及拟定线路等资料以数字信息的形式进行表示，通过分析模型选择相对应的因素，并分析多因素空间。
其五，道路选线的分类层面，包括纸上定线、计算机选线、航测选线几个类别，纸上定线指的是拟定零点线，并结合路线平均纵坡对导向线进行拟定，然后拟定曲线半径和对角点，再具体布设实施路线后，完成绘制纵坡线。此外，还因实施水准放坡，结合地形因素确定控制断面，以线性标准拟定曲线位和直线，并最终确定道路选线。
3 道路设计中的选线优化设计中的问题
3.1 相关人员未能综合分析
在实施选线设计时，如未能妥当、细致地分析施工环境，不仅较难做到有效利用施工环境优势，也无法确保施工安全，这较难保障施工进度和工程质量，也会违背道路施工的科学性[4]。在进行选线优化设计的过程中，要尽可能远离地质条件不够理想的地区，从而保障道路建设的效果，利于保证行车过程中的安全性。但不少设计忽略了对项目进行细致的勘察，未充分查明软土地基以及冻土等分布，路线往往选在不良地质范围上，或与环境不协调。
3.2 未能了解建设用地的复杂性
在开展道路设计之中的选线优化设计工作时，未能够做到深入分析环境和工程用地等方面，也没能够明晰施工会对于周围环境所造成的影响，如此则会导致道路建设工作期间产生占用农田的状况，不但会加大工程建设的总体成本，甚至也会影响到道路的安全性及可靠性运作。
3.3 未能切实思考经济因素及道路运营
在实施选线优化设计的整个阶段，务必要保障工程经济因素以及道路运营之间能够协调一致，保障道路工程达成预期的效果。但在具体的工作实践之中，未能有效利用新型技术，反而导致道路经济评价分析不能够得到精准性的结果，产生明显的偏差，严重时会影响工程进度，造成工作反复或设计变更。
4 提高道路设计中的选线优化设计效果的方式
4.1 提高相关人员素质水平
若想提高道路设计之中选线优化设计的效果，应提高设计人员的专业水平。
首先，在招聘阶段就应把控人才质量，设计人员应具备相匹配的技术能力，并且获得过系统性、专业性的培训，而企业也应重视专业培训工作。
其次，伴随我国科技水平的持续性提升，企业应为设计工作者掌握新知识提供条件，促进设计工作者及时掌握国内外新的选线优化方法及经验，可持续性提高企业技术水平。应记录人员对于培训内容的实际掌握情况[5]。
最后，需要做好培训考核工作。通过考核企业能够对员工的真实学习情况有所掌握，以制订更具针对性的培训计划。
4.2 强化运用地理信息系统技术
地理信息系统技术的运用具备着显著的复杂性特点，地理信息系统技术是指将GIS技术在选型模型中进行融入，并结合特征数据的分析功能，对能够影响路线数据的文件进行修改，从而确保选线方案的合理性。对可能对道路选线造成影响的因素进行分析，并将所得的数据信息进行存储与传输。在地理信息系统对相关结果进行输出的同时，可以结合描绘出的道路断面图选择代表最佳路线的数据。在设计时如能科学利用GIS技术，可提高信息实施汇总和管理效率，建立适宜的道路选线模型，提升选线优化设计的技术水平;也可促使设计人员把握工程影响的各项要素之间联系;还能以模型的形式，将复杂地形地貌直观地进行三维展示，具有可视性，也利于设计人员决策选线优化设计。
4.3 建立多目标线性模型
在实施道路设计及选线优化设计的过程中，不但要关注技术层面上的问题，也务必要重视建立多目标线性模型，进而能够对于地理状况以及环保需求等方面进行精准性的分析，进而则利于保障道路选线工作开展的有效性及合理性[6]。再者，能够以函数公式运算，更为清楚地明晰道路设计期间各项因素对于设计方案所产生的影响，这样则更便于开展好选线优化设计这项工作，从而在最大程度上保障道路设计之中选线优化设计的整体效果。最后，在道路设计不仅要优化选线设计技术，更应结合地貌、地理、环保等因素确定选线方案，并在设计过程中，为提高道路选线的合理性，应结合多目标非线性优化函数进行计算，其计算公式为：
其中，U代表顶点权集;V代表顶点集;A代表弧集;V涵盖V1，V2…Vn;W代表弧权集。在对模型的构建进行优化后，可以在确定目标函数的基础上，对指标开展计算，其公式为：
5 结语
在开展道路选线设计时，应坚持选线的技术性、安全性、关联性和协调性原则，对选线进行优化设计。避免常见的选线问题，运用高新技术和科学方法，结合行业现行规范和地方文件切实做好每一步选线优化设计工作。同时应秉承安全理念，确保车辆的安全舒适运行，便捷城市间的出行和不同地块的发展。综上所述对道路进行选线优化设计是十分重要且必要的，可推动城市版图的不断发展，进而达到创造社会价值和经济价值的目的。
参考文献
[1] 李军.基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型[J].居业，2020（8）：22-23.
[2] 常利.基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型探讨[J].科学技术创新，2019（25）：116-117.
[3] 周涛，朱庆，曾浩炜，等.基于多元LP模型的风电场道路优化设计方法[J].地理信息世界，2019，26（1）：61-65，76.
[4] 张兴中.基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型[J].工程建设与设计，2019（3）：128-129，132.
[5] 龚选林.矿山道路选线设计中地理信息系统的应用研究[J].世界有色金属，2018（5）：276-277.
[6] 何昉.中国绿道规划设计研究[D].北京林业大学，2018.