公路路线多目标设计方法研究

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【摘要】公路路线设计涉及安全、环境、经济、交通质量和美观等多个目标，是一个多目标决策问题。为了找出设计平衡点，使多个设计目标相互协调，必须采用多目标设计方法。本文在灵活性设计理念的指导下，提出基于多目标的公路灵活性设计方法。

【关键词】公路设计；多目标设计；灵活性设计

0引言

高速公路选线过程涉及社会、经济、政治、技术、环境等各方面的因素，是整个高速公路建 设过程中非常重要的一步，高速公路选线方案质量优劣是决定项目成败的关键。研究采取何种方法对高速公路路线方案进行评价，以选择出最优的路线方案，对于做出科学、合理的路线决策，最终实现安全、高效、便捷、可靠、经济、绿色的高速公路运输服务尤为重要[1]。

因此，改变目前依赖于经验或拘泥于规范确定主要技术指标的方法，遵循科学发展观、从全寿命周期的设计理念出发，兼顾安全、环保、经济、美学、功能和交通质量（交通容量）等设计目标，研究基于多目标的公路路线方案决策方法，实现公路的灵活设计和创作设计，从而达到设计目标协调统一，是当今公路设计中急需解决的重大问题。

1公路选线

公路选线是一个多因素、多层次和有着纵横交错关系的综合体系。传统的公路选线方法以纸上定线为基础，由具有经验的专家或选线工作人员应通过实地调查和反复比较后确定一个路线平面图。这种公路选线方法主要以追求最小成本（或最大效益）为方案决策的唯一标准，或者将高速公路关于安全和环境方面的影响转化为工程成本，且在很大程度上依赖专家的实际经验和工作人员的技术水平，所以不能满足现代道路建设施工要求，难以应用到实际中。公路选线应是多目标权衡的结果，包括地形、地质、安全、自然景观等多重因素的考虑，它不是一个单目标决策或优化方案二事实上，对于环境逐渐增加的关注和社会影响迫使决策者必须考虑多个社会目标，而非简单的经济成本和效益。

2基于多目标的设计方法

2.1实现安全性的设计方法

公路交通安全是一个涉及多因素的动态系统工程，良好的道路几何线形，平整坚固的路而结构，清晰易懂的交通标志，合理有效的防护措施等都能为驾驶员提供安全可靠的行车条件。虽然造成交通事故的原因是多方而的，并非一定是几何设计不当造成的，但科学完善的交通安全设计特别是加强几何设计等内容是减少交通事故、减轻旅客生命财产损失有效的手段[2]。

我国公路半向线形的使用主要是直线、圆曲线、回旋线，对各种线形的选择，应结合

各种因素进行考虑。在公路勘察设计工作中，一定要综合考虑公路功能、行车安全、自然环境等因素，既要坚持地形选线、地质选线，更要做到安全选线；既要充分考虑公路设施的自身安全和运营安全，又要消除公路事故多发点和安全隐患；要尽量采用改善平纵线形的措施，从根木上解决行车安全问题，尤其是对长大纵坡行车安全问题要给予足够的重视。因此，公路设计工作必须做好公路立体线形的设计，确保道路安全、舒适、和谐[3]。

2.2实现经济性的设计方法

经济性是公路建设过程中的一个重要目标又是一个制约因素。过分强调经济性就会将经济目标最大化，而忽视其功能性和对环境的影响，从而给环境带来巨大的破坏。要实现我国在交通运输方面的主要目标，即建设节能型综合交通运输体系，在提高交通运输能源利用的整体效率的同时又不对路域环境造成破坏，就必须学会灵活运用技术标准。首先，我国自然环境差异较大，在路线设计中，应根据实际情况，合理确定主要技术指标。其次，设计人员必须充分认识到全寿命周期的重要性，把设计阶段、施工阶段及运营阶段联系起来综合考虑，灵活选用技术标准，实现全寿命周期内经济效益的最大化。

2.3实现与环境相协调的设计方法

高速公路景观作为大地景观的组成部分，包含道路、附属设施、周边目然环境及人的活动，并由以上因素共同组成了整体性的空间概念，它表示道路与其环境作为人的视觉所感知的风景特征。沿线景观指公路用地范围外的景观，包括自然景观与人文景观。通过车行视觉，高速公路成为景观的视线走廊，将不同的景点组成连续的景观序列。高速公路景观不是静态的，平面的，而是动态的，三维的空间景观。因此，高速公路景观集自然属性和社会属性、功能性和观赏性、实用性和艺术性于一身，是公路与周围景观共同构成的景观综合体系[4]。

2.4实现交通质量的设计方法

我国道路交通现状的主要问题之一是各类各级道路的性质、功能不明确，路网结构缺乏层次，交通需求与供给不仅在总量上不平衡，而且在结构配置上也存在严重的不合理现象，从而严重影响了道路的交通质量。因此，对于一条道路属于什么性质、应当具备何种功能，如何采用技术标准才能充分地发挥其功能和作用，已成为与道路交通相关的规划、设计、建设等部门共同关心的问题。

首先，当公路的功能分类确定后，就能够确定相对应的设计车速范围。在允许的设计车速范围，与平纵线形设计有关的一些主要限制性设计参数以及基本的公路横断面指标就可以确定。但设计人员应认识到，在满足所设计公路功能的前提下，为与其它目标相协调，作为主要控制要素的设计车速的确定有一定的弹性，需要时允许降低设计车速，不能墨守成规。其次在人口密集、经济发达、用地紧张的地段，经过技术论证后可以考虑加大边坡坡度及取消中央分割带；相反，在地广人稀的大西北，可以采用与原地面坡度相差无几的坡率，设计宽达十几米的中央分隔带[5]。

3结语

公路路线设计是一个涉及多因素的动态系统工程，良好的道路几何线形，平整坚固的路而结构，清晰易懂的交通标志，合理有效的防护措施等都能为驾驶员提供安全可靠的行车条件。虽然造成交通事故的原因是多方而的，并非一定是几何设计不当造成的，但科学完善的交通安全设计特别是加强几何设计等内容是减少交通事故、减轻旅客生命财产损失有效的手段。

高速公路所处的外部景观环境不是独立的个体，而是一个系统工程，景观因子多，涉及领域广泛，我国的山区公路模式基本都是粗放式的，只是简单地从公路专业角度去修建，很少考虑公路周围的环境因素，公路沿线自然环境和社会环境的充分调查评价为基础，以设

计人员对公路专业、生态学、社会学、美学、建筑学、人类文化学和地域风俗学等相关学科的综合能力为条件，对山区公路所处的自然和社会环境进行再造或再融合。

高速公路路线的选择和外部景观的协调性是一个系统工程，不能把他们割裂来看待，在这方面我们还有很长的路要走。

参考文献：

[1]徐玖平，吴巍.多属性决策的理沦与方法[M].北京：清华大学出版社，2006

[2]方霞，李嘉.基于环境的公路设计方案评价方法研究[J] .湖南大学学报（自然科学版）. 2003. 30 （3）

[3]赵康.基于环境影响的公路路线方案优选[J].森林工程，2003.19（2）

[4]交通部公路司.新理念公路设计指南[M].北京：人民交通出版社，2005

[5]刘朝晖，张映雪.公路线形与环境设计[M].北京：人民交通出版社，2003.