教案——道路路线计算机辅助设计.docVIP

授课时间 2009年5月29日1，2节 授课 方式 课堂授课 授课 学时 2学时 授课 题目 第36讲：道路路线计算机辅助设计。CAD技术与道路CAD系统；计算机辅助进行路线平纵横设计；数字地形模型与道路选线设计自动化。 目的与要求： 1. 了解CAD技术与道路CAD系统基本内容； 2. 了解计算机辅助进行路线平纵横设计的思路和程序； 3．了解数字地形模型与道路选线设计自动化技术的原理和方法。 重点与难点： 重 点：1．路线平纵横设计的CAD技术； 2．数字定型模型概念 难 点： 授课内容摘要： 第13章 道路路线计算机辅助设计 13.1 CAD技术与道路CAD系统 13.2 计算机辅助进行路线平纵横设计 13.3 数字地形模型与道路选线设计自动化 参考文献：1．《公路工程技术标准》JTG B01-2003 2．《公路路线设计规范》JTG D20-2006 3．《道路勘测设计》. 张雨化主编，人民交通出版社出版 教 具 课 件 PPT课件 习 题 作 业 作业： 课后小结： 第13章 道路路线计算机辅助设计 13.1 CAD技术及道路CAD系统 13.1.1 CAD的基本概念 计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）是近年来工程技术领域中发展最迅速、最引人注目的高技术之一。它将计算机迅速、准确地处理信息的特点与人类的创造思维能力及推理判断能力巧妙地结合起来，为现代设计提供了理想的手段。 1963年，美国麻省理工学院（MIT）首次建立CAD的概念，三十多年来，随着计算机技术和微电子学的发展，价格低廉，性能优良的CAD软硬件系统得到广泛的应用。 13.1.2 道路CAD系统组成及目标 （1）CAD软件系统组成： 科学计算：包括通用的数学函数和计算程序，以及在设计中占有很大比例的常规设计、优化设计等，即CAD的应用软件包。 图形系统：包括几何构型；绘制工程设计图；绘制各种函数曲线；绘制各种数据表格；在图形显示装置上进行图形变换（即图形进行平移、旋转、对称删除和修改）；以及分析和模拟等。 数据库：包括设计原始资料、设计标准与规范数据、中间结果、最终成果等。 （2）CAD硬件系统组成： 硬件系统的基本配置是由计算机、显示器、打印机及绘图机四大件组成。 （3）道路CAD系统的系统目标 野外勘查、测量资料的处理：常规测量、 GPS观测、航测 路线几何设计及计算 道路工程结构设计及计算：路基、路面、小桥涵、交叉 工程概、预算编制 工程设计文件的自动编制与输出。 13.1.3 实用道路CAD系统简述 （1）国外道路CAD的发展概况 计算机最初用于道路设计主要是完成繁重的计算任务，如路线平面、纵断面设计计算、路面结构分析计算等。 从70年代开始，随着研究的深入，西方国家相继进行了纵断面优化方面的研究与软件研制工作。 在纵断面优化设计技术的基础上，许多国家对一定宽度范围内的道路平面线形和空间立体线形的优化技术进行了研究。 随着计算机绘图技术的发展，从70年代未开始，在道路工程设计中引入了计算机辅助设计（CAD）系统。由计算机自动完成判别和设计计算，直接提供设计图表。 目前，许多国家建立了由航测设备、计算机和专用软件包形成的组合系统，可以完成从数据采集、建立数学地形模型（DTM）、线形优化和道路平、纵、横设计的计算机辅助设计的全过程，从而大大提高了道路工程设计的速度和质量。 德国CARD／1软件：勘测、设计和绘图的一体化 英国MXRoad软件 ：MOSS软件。公路设计，平面和环型交叉，互通式立交，山岭地区和沙漠地区道路设计，城市道路设计，路面改建和加宽，公路景观设计，矿山工程，铁路、机场和港口设计，排水设计，建筑景观造型设计等； 美国Intergraph公司的InRoads软件。交通规划和设计的全过程实现了自动化 美国的Eagle Point软件 ：适用于道路规划和设计、测量工程、建筑景观设计、地理信息系统和地图测绘等。 挪威的NovaCAD软件 ：以交通地理信息系统TrafGIS为基础的多模块集成系统 加拿大的GWN-ROAD软件 ：专事研究开发运用于市政建设和土木工程场地设计的计算机软件 。 （2）我国道路CAD的应用概况 20世纪70年代中后期，有关公路科研单位、高等院校和公路测设部门开始研制与开发道路设计计算与优化程序，并取得了初步成果。 1986年，交通部公路规划设计、东南大学、西安公路交通大学等开发完成高等级公路综合优化及计算机辅助设计系统 。 进入20世纪90年代以来，计算机硬